Geçiş sürecindeki rüzgar enerjisi: Geri dönüşüm bir sorun değil, bir fırsat – Rüzgar türbinleri artık çalışmaz hale geldikten sonra aslında ne oluyor? – Görsel: Xpert.Digital
Rüzgar türbininden oyun alanına: Eski rotor kanatlarının zekice ikinci kariyeri
Rüzgar enerjisiyle ilgili bir efsane çürütüldü: Eski rotor kanatları neden artık atık sorunu değil?
Bu soru hem rüzgar enerjisinin savunucularını hem de eleştirmenlerini ilgilendiriyor. Yaklaşık 20 ila 25 yıl sonra, rüzgar türbinleri ekonomik ömrünün sonuna ulaşır. Çoğu bileşenin geri dönüşümü zaten nispeten kolaydır; çelik, bakır ve beton, yerleşik süreçler kullanılarak geri dönüştürülebilir. Asıl zorluk, ayrılması zor olan kompozit malzemelerden yapılmış rotor kanatlarında yatmaktadır.
Almanya'da ne kadar rotor kanadının geri dönüştürülmesi gerekiyor?
Almanya, önemli bir rüzgar türbini söküm dalgasıyla karşı karşıya. 2020/2021 yılının başında, Yenilenebilir Enerji Kaynakları Yasası (EEG) kapsamındaki 20 yıllık besleme tarifesi yaklaşık 5.200 rüzgar türbini için sona erdi ve 2025 yılı sonuna kadar 8.000 türbinin daha bu tarifeden yararlanması bekleniyor. Sektör tahminlerine göre, 2030 yılına kadar yaklaşık 25.000 rotor kanadının sökülmesi gerekecek ki bu da yaklaşık 400.000 ton malzemeye denk geliyor.
Bu malzemeler büyük ölçüde, dayanıklı ancak geri dönüşümü teknik olarak zor olan bir kompozit malzeme olan cam elyaf takviyeli plastikten (GFRP) oluşmaktadır. Rotor kanatları bir rüzgar türbininin toplam ağırlığının yalnızca yaklaşık %5'ini oluştururken, diğer bileşenlerin %90'ına kadarı zaten mevcut geri dönüşüm döngülerine geri kazandırılabilir.
Hali hazırda hangi geri dönüşüm süreçleri mevcut?
Sektör dört ana geri dönüşüm yolu geliştirmiştir ve bunlardan bazıları halihazırda endüstriyel ölçekte uygulanmaktadır:
Mekanik-termal işlem, çimento fabrikalarını geri dönüşüm tesisleri olarak kullanır. Holcim gibi şirketler halihazırda başarılı konseptler uygulamıştır. Bu işlemde, rotor kanatları önce parçalanır; cam elyafları agregaların yerini alır ve reçine bileşenleri çimento üretim süreci için enerji sağlar. Bu yöntem halihazırda endüstriyel ölçekte uygulanabilir ve ekonomik olarak yerleşmiştir.
Yakın zamana kadar, Schleswig-Holstein'deki Holcim GmbH'nin Lägerdorf çimento fabrikası, yakıt yerine parçalanmış rüzgar türbini kanatları kullanıyordu. Bu termal geri dönüşüm, fosil yakıtların yerini alarak CO2 emisyonlarını azaltıyor. 1.000 ton geri dönüştürülmüş cam elyaf takviyeli plastik (FRP) kullanımı, 450 tona kadar kömür, 200 tona kadar tebeşir ve 200 tona kadar kum tasarrufu sağlayabilir.
Rotor kanatları için kimyasal geri dönüşüm nasıl işliyor?
Pirolysis ve solvoliz gibi kimyasal geri dönüşüm süreçleri henüz geliştirme aşamasındadır, ancak umut vadeden yaklaşımlar sunmaktadır. Bu süreçler, kompozit malzemeleri temel bileşenlerine ayırarak cam elyaflarının ve reçinelerin geri kazanılmasını sağlar.
Piroliz, özellikle termoset polimer matrislerden liflerin ayrılması için uygundur. Bu işlemde, rotor kanatlarının kalın duvarlı lif kompozit yapıları, inert bir atmosferde yüksek sıcaklıklarda işleme tabi tutulur. Uygun işlemlerden sonra, geri kazanılan lifler endüstriyel uygulamalarda yeniden kullanılabilir.
RE_SORT araştırma projesi, rotor kanatlarında bulunanlar gibi 150 mm'ye kadar duvar kalınlığına sahip kalın duvarlı fiber kompozit yapılar için özel olarak yeni piroliz teknolojileri geliştiriyor. Geri dönüştürülmüş fiberlere ek olarak, elde edilen piroliz yağları ve gazları da endüstriyel olarak kullanılabilir.
"Geri dönüşüm için tasarım" modern rotor kanatları için ne anlama geliyor?
Rüzgar enerjisi sektörü, gelecekteki türbinler için temel olarak geri dönüştürülebilir rotor kanatları üzerinde zaten çalışıyor. Siemens Gamesa, 2022'den beri ticari olarak piyasada bulunan RecyclableBlade adlı bir çözüm geliştirdi.
Bu Geri Dönüştürülebilir Bıçaklar, kullanım ömrlerinin sonunda malzemelerin tamamen geri kazanılmasını sağlayan özel bir reçine teknolojisi kullanmaktadır. Hafif bir asit çözeltisine daldırma, reçinenin yüksek sıcaklıklarda çözünmesine neden olarak, fiberglas, reçine, ahşap ve metalin diğer endüstrilerde yeniden kullanılmak üzere ayrılmasını sağlar.
Bu geri dönüştürülebilir rotor kanatlarının kullanıldığı ilk ticari açık deniz projesi, 2022 yılında Almanya'daki Kaskasi rüzgar santralinde hayata geçirildi. İşletmeci RWE, şu anda Sofia projesinde de 132 adet Geri Dönüştürülebilir Kanat kullanıyor.
Vestas'ın döngüsel ekonomideki rolü nedir?
Vestas, 2040 yılına kadar sıfır atık türbin hedefine ulaşmak için sistematik bir yaklaşım izliyor. Şirket, mevcut rotor kanatları için DecomBlades ve geleceğin döngüsel ekonomi çözümleri için CETEC olmak üzere iki paralel girişim üzerinde çalışıyor.
CETEC projesi (Termoset Epoksi Kompozitler için Döngüsel Ekonomi), epoksi reçinelerini temel bileşenlerine ayıran bir kimyasal geri dönüşüm yöntemi geliştiriyor. Bu bileşenler daha sonra yeni rotor kanatlarının üretiminde yeniden kullanılarak tamamen döngüsel bir sistem oluşturulabiliyor.
Şu anda Vestas türbinlerinin %85'i geri dönüştürülebilir durumda. Kanat geri dönüştürülebilirliğinin 2025 yılına kadar %50'ye, 2030 yılına kadar ise %100'e çıkarılması hedefleniyor.
Yaratıcı geri dönüşüm yaklaşımları nelerdir?
Endüstriyel geri dönüşüm süreçlerine ek olarak, hizmet dışı bırakılmış rotor kanatlarını doğrudan yeni uygulamalara dönüştüren yenilikçi ileri dönüşüm projeleri ortaya çıkıyor. Hollandalı BladeMade şirketi, rotor kanatlarını sokak mobilyalarına, oyun alanlarına, otobüs duraklarına ve altyapıya dönüştürüyor.
Bu uygulamalar, rotor kanatlarının benzersiz özelliklerinden yararlanır: son derece dayanıklıdırlar, hava koşullarına dayanıklıdırlar, vandalizme karşı korumalıdırlar ve kendine özgü bir tasarıma sahiptirler. Tek bir rotor kanadı, çeşitli uygulamalar için parçalara ayrılabilir; en güçlü bölüm yük taşıyıcı yapı olarak, uç kısım bank olarak ve yuvarlak bölümler ise saksı olarak kullanılır.
Örneğin, 200 rotor kanadı kullanılarak bir kilometre uzunluğunda gürültü bariyeri inşa edilebilir. Bu projeler, geleneksel malzemelere kıyasla %90'a varan oranda CO2 emisyonunu azaltır ve rotor kanatlarına 50 ila 100 yıl arasında ikinci bir kullanım ömrü kazandırır.
Aşınma sonucu gerçekte ne kadar malzeme kaybı yaşanıyor?
Rotor kanadı aşınması sıkça tartışılan bir konudur, ancak etkisi yönetilebilir düzeydedir. Fraunhofer IWES'e göre, aşınma, konum, kaplama ve rüzgar yüküne bağlı olarak, rotor kanadı başına yılda yaklaşık 0,1 ila 5 kg malzeme kaybına neden olur.
Bu değerler diğer teknik sistemlerle karşılaştırılabilir; bir kamyon lastiği 10.000 km sürüşte yaklaşık 2 kg malzeme kaybeder. Açık deniz tesisleri, dokümantasyon ve düzenli denetimler de dahil olmak üzere özellikle sıkı çevre düzenlemelerine tabidir.
Fraunhofer IWES, farklı kaplama sistemlerini değerlendirmek için test yöntemleri geliştiriyor ve aerodinamik özellikleri iyileştirirken erozyonla ilgili kayıpları en aza indiren optimize edilmiş filmler ve boyalar üzerinde çalışıyor.
Yeni: ABD'den patentli ürün – güneş enerjisi parklarının kurulumu %30'a kadar daha ucuz, %40 daha hızlı ve kolay – açıklayıcı videolarla birlikte!
Yeni: ABD'den patent – Güneş enerjisi parklarını %30'a kadar daha ucuza, %40 daha hızlı ve kolay kurun – açıklayıcı videolarla! - Resim: Xpert.Digital
Bu teknolojik gelişmenin özü, on yıllardır standart olan geleneksel kelepçeli montaj yönteminden bilinçli bir şekilde uzaklaşılmasıdır. Yeni, daha zaman ve maliyet tasarrufu sağlayan montaj sistemi, temelde farklı ve daha akıllı bir konseptle bu sorunu ele alıyor. Modüller belirli noktalardan kelepçelenmek yerine, sürekli, özel şekilli bir destek rayına yerleştiriliyor ve güvenli bir şekilde sabitleniyor. Bu tasarım, kar kaynaklı statik yükler veya rüzgar kaynaklı dinamik yükler gibi tüm kuvvetlerin modül çerçevesinin tüm uzunluğu boyunca eşit olarak dağıtılmasını sağlıyor.
Daha fazla bilgi burada:
Almanya neden rüzgar enerjisi geri dönüşümünde dünya lideri?
Rüzgar enerjisi geri dönüşümünü hangi standartlar ve normlar düzenliyor?
DIN SPEC 4866 ile sektör, rüzgar türbinlerinin sürdürülebilir bir şekilde sökülmesi ve geri dönüştürülmesi için ilk tek tip standardı oluşturmuştur. Bu şartname, 2020 yılında sektör, bilim ve devlet kurumlarından 25 uzman tarafından geliştirilmiş olup, tüm söküm süreci için gereklilikleri tanımlamaktadır.
RDRWind eV (Rüzgar Türbinlerinin Yeniden Güçlendirilmesi, Sökülmesi ve Geri Dönüştürülmesi Endüstri Birliği) bu standardı başlattı ve şu anda söküm süreçleri için eksiksiz bir DIN standardı ve kalite işareti üzerinde çalışıyor. Bu, kalite, güvenlik gereksinimleri ve çevresel uyumluluk açısından şeffaflık ve karşılaştırılabilirlik yaratmayı amaçlamaktadır.
Geri dönüşüm altyapısı nasıl gelişiyor?
Geri dönüşüm altyapısı sürekli olarak genişletiliyor. Bremen'deki neocomp GmbH gibi şirketler, yılda 120.000 tona kadar atık cam elyaf takviyeli plastik (GRP) işleme kapasitesine sahip parçalama tesisleri işletiyor. Bu tesisler, üretilen miktarları kolayca işleyebiliyor ve halihazırda yılda yaklaşık 30.000 ton atık işliyor.
DecomBlades projesi gibi Avrupa girişimleri, tüm değer zinciri boyunca uzmanlığı bir araya getiriyor. On proje ortağı, rotor kanatları için sürdürülebilir geri dönüşüm teknolojilerinin ticarileştirilmesi üzerinde birlikte çalışıyor.
Geri dönüştürülen malzemelere tam olarak ne oluyor?
Geri dönüştürülmüş malzemelerin çeşitli kullanım alanları vardır. Mekanik geri dönüşümden elde edilen cam elyaflar çimento üretiminde kum yerine kullanılırken, organik bileşenler kömür yerine geçmektedir. Bu birlikte işleme yöntemleri, fosil hammaddelerin yerini doğrudan almaktadır.
Kimyasal geri dönüşüm süreçleri daha yüksek kaliteli ürünler üretir. Geri kazanılan lifler, uygun işlemlerden sonra elyaf kompozit uygulamalarında yeniden kullanılabilir. Piroliz yağları kimyasal hammadde olarak kullanılırken, piroliz gazları enerji üretimi için kullanılabilir.
Siemens Gamesa RecyclableBlade süreci, malzemelerin orijinal kalitelerinde geri kazanılmasına bile olanak tanır. Ayrılan bileşenler – reçine, fiberglas ve ahşap – kalite kaybı olmadan kasa veya monitör gövdesi gibi yeni ürünlerde kullanılabilir.
Geriye hangi zorluklar kaldı?
İlerlemeye rağmen zorluklar devam etmektedir. Kimyasal geri dönüşüm süreçleri hala pilot ve ölçeklendirme aşamalarındadır ve endüstriyel uygulanabilirliklerini kanıtlamaları gerekmektedir. Farklı süreçlerin ekonomik uygulanabilirliği büyük ölçüde bölgesel altyapıya ve hammadde fiyatlarına bağlıdır.
Açık denizdeki tesisler, rotor kanatlarının öncelikle kıyıya taşınması gerektiğinden ek lojistik zorluklar ortaya çıkarır. Tesis işletmecilerinden, söküm şirketlerine ve geri dönüşüm firmalarına kadar çeşitli paydaşlar arasında koordinasyon, standartlaştırılmış süreçler gerektirir.
Geri dönüşüm gelecekte nasıl gelişecek?
Eğilim açıkça döngüsel ekonomiye doğru ilerliyor. Siemens Gamesa ve Vestas gibi üreticiler, tamamen geri dönüştürülebilir türbinler için bağlayıcı hedefler belirlediler – Siemens Gamesa 2040 yılına kadar, Vestas da 2040 yılına kadar.
Yenilenebilir kaynaklara dayalı yeni malzemeler üzerinde araştırmalar yapılıyor. Bilim insanları, geleceğin rotor kanatları için kenevir liflerinden ve kenevir tohumu yağından yapılan biyolojik bazlı hafif malzemeler üzerinde çalışıyor. Bu malzemeler geri dönüşümü temelden basitleştirebilir.
Avrupa Çevre Ajansı, hizmet dışı bırakılan tüm rotor kanatlarının yeniden kullanılmasını, geri dönüştürülmesini veya geri kazanılmasını zorunlu kılacak, Avrupa çapında bir rotor kanadı atık sahasına atılmasını yasaklamak için çalışıyor. Bu, yenilikçi geri dönüşüm çözümleri için ek teşvikler yaratacaktır.
Hangi ekonomik hususlar önem arz etmektedir?
Geri dönüşüm, maliyet faktöründen bir iş fırsatına dönüşüyor. Holcim gibi şirketler, BLADES2BUILD projesini kullanarak hem yeni hammadde kaynaklarına erişiyor hem de CO2 emisyonlarını azaltıyor. Öngörülebilir atık bertaraf fiyatları, tesis operatörlerine planlama konusunda kesinlik sağlıyor.
Geri dönüşüm projeleri, atık olarak kabul edilen malzemelerden yüksek kaliteli ürünler üretilebileceğini göstermektedir. Örneğin BladeMade, oyun alanları, otobüs durakları ve sokak mobilyalarından oluşan toplam üretiminin %5'ini geri dönüştürülmüş rotor kanatlarından üretebilmektedir.
Almanya uluslararası alanda nasıl bir konumda?
Almanya, rüzgar enerjisi geri dönüşümünde öncü bir rol oynamaktadır. DIN SPEC 4866, uluslararası bir referans standardı olarak kabul edilmekte ve İngilizce olarak da mevcuttur. Fraunhofer IWES ve IFAM gibi Alman araştırma kurumları, önde gelen geri dönüşüm teknolojileri geliştirmektedir.
Almanya, rüzgar enerjisi genişlemesinde Avrupa'ya öncülük ediyor; 2025 yılının ilk yarısında, 2,2 gigawatt kapasiteli yeni rüzgar türbinleri burada kuruldu ve bu rakam diğer tüm Avrupa ülkelerinden daha fazla. Bu durum hem geri dönüşüme olan ihtiyacı artırıyor hem de inovasyon ivmesini güçlendiriyor.
Bu durum rüzgar enerjisinin geleceği için ne anlama geliyor?
Bu gelişmeler, rüzgar enerjisinin yalnızca çalışma sırasında iklim dostu olmakla kalmayıp, kullanım sonrasında da sorumlu bir şekilde yönetilebileceğini göstermektedir. Yerleşik termal geri kazanım süreçleri, gelişmekte olan kimyasal geri dönüşüm teknolojileri, yenilikçi ileri dönüşüm yaklaşımları ve tamamen geri dönüştürülebilir yeni gelişmelerin birleşimi kapsamlı bir çözüm sunmaktadır.
Sektör aktif olarak araştırma ve geliştirmeye yatırım yapıyor, standartlar oluşturuluyor ve düzenleyici çerçeve döngüsel ekonomiye doğru evriliyor. Şu anda bir zorluk olarak görülen şey, yeni iş modelleri ve değer zincirleri için giderek bir fırsata dönüşüyor.
Rüzgar enerjisi, bir sektörün tüm ürün yaşam döngüsünden proaktif bir şekilde nasıl sorumlu olabileceğini ve hem ekolojik hem de ekonomik faydalar yaratabileceğini örneklemektedir. Bu nedenle rotor kanatları artık bir atık sorunu olmaktan çıkıp, geleceğin değerli bir hammaddesi haline gelmektedir.
Bakın, bu küçük detay kurulum süresini %40'a kadar kısaltıyor ve maliyetleri %30'a kadar azaltıyor. ABD'den geliyor ve patentlidir.
YENİ: Kurulumu kolay güneş enerjisi sistemleri! Bu patentli yenilik, güneş enerjisi inşaat projenizi önemli ölçüde hızlandırıyor
ModuRack yeniliğinin özü, geleneksel kelepçeli bağlantı yönteminden ayrılmasında yatmaktadır. Modüller kelepçeler yerine, sürekli bir destek rayı tarafından yerleştirilir ve yerinde tutulur.
Daha fazla bilgi burada:
Fotovoltaik ve inşaat alanlarında iş geliştirme ortağınız
Endüstriyel çatı üstü güneş panellerinden güneş enerjisi parklarına ve daha büyük güneş enerjili otoparklara kadar
☑️ İş dilimiz İngilizce veya Almancadır
☑️ YENİ: Anadilinizde yazışma imkanı!
Konrad Wolfenstein
Ben ve ekibim, kişisel danışmanınız olarak size hizmet vermekten mutluluk duyarız.
Benimle iletişime geçmek için buradaki iletişim formunu doldurabilir wolfenstein@xpert.digital:veya +49 7348 4088 965 numaralı telefondan beni arayabilirsiniz. E-posta adresim
Ortak projemizi sabırsızlıkla bekliyorum.
