Odpady zielonej energii. Drugie życie turbin wiatrowych

Patrząc z daleka na nowoczesną turbinę wiatrową, trudno jest dostrzec jej faktyczne rozmiary. Generator i łopaty wirnika są zazwyczaj bardzo wysoko. Dopiero gdy są transportowane, montowane lub rozbierane widać, jak są ogromne. 

Obecnie w Niemczech rozwój energetyki wiatrowej spowolnił, zatwierdzanych jest niewiele nowych farm wiatrowych. Wciąż jednak istnieje potrzeba konserwacji tych istniejących, zwłaszcza jeśli kraj chce osiągnąć swoje cele transformacji energetycznej.

Generatory i łopaty muszą być regularnie serwisowane, a czasami wymieniane, czy to z powodu zużycia materiału i ryzyka wypadków, czy też z powodu planowanej rozbudowy farmy wiatrowej. Same turbiny wiatrowe mają ograniczony okres eksploatacji. Pozostawia to ogromne stosy masywnych, starych łopat turbin, które są bardzo trudne do recyklingu lub ponownego wykorzystania. Wiele z nich trafia na wysypiska śmieci lub jest spalana.

30 000 wiatraków w Niemczech

Fryzja Wschodnia, region graniczący z Holandią i Morzem Północnym, jest jedną z preferowanych lokalizacji w Niemczech dla lądowych farm wiatrowych. Bliskość morza sprawia, że wiatr wieje tam prawie zawsze. Dodatkowo na tym płaskim terenie nie ma gór, dużych wzniesień ani wysokich budynków, które mogłyby przeszkadzać. Operatorzy zdobyli tu wieloletnie doświadczenie w budowie turbin wiatrowych i ich demontażu, a także przekonali się, jak trudno jest poddać recyklingowi łopaty z włókna szklanego.

Obecnie w Niemczech, na lądzie istnieje 30 000 turbin wiatrowych.  – Pomnóż to przez trzy, a otrzymasz liczbę łopat wirnika, które obracają się sumiennie generując zieloną energię elektryczną – mówił Wolfram Axthelm, dyrektor zarządzający Niemieckiego Stowarzyszenia Energetyki Wiatrowej (BWE) w rozmowie z DW.

Niektórzy zastanawiają się, czy te niemieckie elektrownie wiatrowe będą nadal działać w niedalekiej przyszłości, czy też będą musiały zostać zdemontowane i zastąpione przez nowe, bardziej wydajne systemy.

 –  W tej chwili demontaż farm wiatrowych nie jest tematem odgrywającym większa rolę  – mówi Axthelm. – Mimo to mamy około 10 tys. ton łopat wirnika rocznie, które są demontowane i poddawane recyklingowi.

W Bremerhaven znajduje się zakład, który przygotowuje łopaty do recyklingu termicznego w przemyśle cementowym. Materiał kompozytowy z włókna szklanego jest tam wykorzystywany zamiast ciężkiej ropy naftowej.

Problematyczny recykling turbin wiatrowych

Gigant energetyczny Vattenfall chce do 2025 roku poddawać recyklingowi 50 procent łopat wirników. Do roku 2030 ma osiągnąć poziom 100 procent.

– Niedopuszczalne jest, aby odpady materiałów kompozytowych z branży energetyki wiatrowej trafiały na wysypiska śmieci – powiedziała Eva Philipp, szefowa jednostki ds. środowiska i zrównoważonego rozwoju Vattenfall Business Area Wind w październiku 2021 roku, kiedy koncern ogłosił, że natychmiast rozpocznie ponowne wykorzystanie lub recykling starych łopat wirnika.

Jednak inni w branży podchodzą do tego z rezerwą. Biorąc pod uwagę trudności w oddzieleniu różnych kompozytów z powodu braku łatwo dostępnych procesów chemicznych, plan ten wydaje się bardzo ambitny. Podstawowym problemem jest rozmiar i skład łopat, które w większości wykonane są z włókna szklanego lub tworzyw sztucznych wzmocnionych włóknem węglowym, połączonych żywicami. Oprócz tego, że trudno je transportować, nie istnieją procesy chemiczne, które pozwoliłyby na oddzielenie od siebie poszczególnych materiałów kompozytowych w ekonomiczny sposób.

Możliwości recyklingu turbin

W jaki sposób mogłoby dokonywać się ponowne użycie łopat turbin wiatrowych? Na pewno nie polegałoby to na naprawianiu starych turbin, które jak wyjaśnia Eva Philipp z Vattenfall, po długiej pracy nie nadają się do tego. 

–  Jeśli farma wiatrowa nie może być dłużej eksploatowana, wówczas jej elementy są zazwyczaj tak zużyte, że muszą zostać poddane recyklingowi – mówi.

Nie jest też możliwe połączenie dwóch turbin w jedną o większym rozmiarze i mocy.  – Zużyta łopata wirnika jest wykorzystywana w inny sposób, na przykład jako ścianki działowe – tłumaczy Philipp.

Pomysł zbudowania nowej łopaty z dwóch starych jest również nierealny dla szefa Niemieckiego Stowarzyszenia Energetyki Wiatrowej Wolframa Axthelma. – W tej chwili nie jest to przedmiotem debaty – mówi. Mimo to uważa on, że plan koncernu energetycznego jest realistyczny. – Inne firmy również ogłosiły, że do 2030 roku będą gotowe do zwiększenia udziału recyklingu, któremu poddają turbiny.

Brak decyzji politycznych w Niemczech

Wysiłki zmierzające do osiągnięcia bardziej zrównoważonego rozwoju będą początkowo kosztowne.  – W tej chwili nie widzimy żadnych ekonomicznych rozwiązań. Postrzegamy to jako temat, z którym musimy się zmierzyć w kontekście tego, jak radzimy sobie z odpadami, nowymi przepisami i gospodarką cyrkularną – mówi Eva Philipp. – W tej chwili recykling łopatek turbinowych jest droższy niż ich spalanie. Oczywiście mamy nadzieję, że w miarę rozwoju tych technologii staną się one tańsze – dodała.

Christian Dreyer, specjalista w dziedzinie kompozytów i profesor w Wyższej Szkole Technicznej w Wildau części problemu upatruje w niemieckim rządzie i obecnych przepisach. – Nie zmuszają nas jeszcze do recyklingu części – komentował w rozmowie z DW i dodawał, że jednocześnie należy prowadzić dalsze badania. – Prędzej czy później pojawią się przepisy. Wtedy rozwiązanie byłoby już na zaawansowanym etapie rozwoju – mówi.