Problematyczny recykling turbin wiatrowych

Problematyczny recykling turbin wiatrowych Pixabay

Stowarzyszenie WindEurope szacuje, że w całej Europie do 2023 r. nawet ok. 14 tys. turbin wirników elektrowni wiatrowych może zostać wycofanych z eksploatacji. Łopaty wirników, wykonane z materiałów kompozytowych, są bardzo trudne w recyklingu, a ich zagospodarowanie stwarza problem dla całej branży. Jak ocenia WindEurope, w sektorze energii wiatrowej na całym świecie jest obecnie w użyciu nawet 2,5 mln ton materiałów kompozytowych. Polska spółka 2loop Tech pracuje nad metodą ich przetwarzania.

Po tym, jak turbiny wiatrowe zakończą działanie, muszą trafić do zagospodarowania jako odpady. I to, co się z nimi dalej dzieje, zależy od regionu świata. W USA dosyć częstą praktyką jest zakopywanie tych turbin na bardzo dużych obszarach, na specyficznych wysypiskach śmieci. W Europie to nie jest legalne. Powstało już trochę firm, które próbują przetwarzać łopaty od turbin wiatrowych poprzez pocięcie ich na mniejsze kawałki i wykonanie z nich jakichś przedmiotów, jak np. ławek. Jednak te łopaty są wykonane z kompozytów nierozerwalnie ze sobą połączonych. To powoduje, że one są bardzo wytrzymałe w czasie pracy, ale i odporne na wszelkie próby rozdzielenia surowców. Dlatego tak ciężko je recyklingować – wyjaśnia w rozmowie z Agencją Newseria Biznes Marcin Karbowniczek, prezes Zarządu 2loop Tech.

Okres eksploatacji turbin wiatrowych

Reklama

Standardowy okres eksploatacji turbin wiatrowych wynosi 20–25 lat, a w niektórych przypadkach do 35 lat. Pierwsza generacja turbin właśnie zbliża się do kresu swojej żywotności albo jest zastępowana przez efektywniejsze, bardziej nowoczesne. Stowarzyszenie WindEurope szacuje, że do 2023 r. z eksploatacji może zostać wycofanych w sumie nawet ok. 14 tys. turbin wirników, co odpowiada masie 40–60 tys. ton (raport „Accelerating Wind Turbine Blade Circularity” 2020).

Szacuje się, że w tym roku i nadchodzących latach w Unii Europejskiej ok. 4 tys. turbin zostanie wycofanych z użytku. To dość dużo, biorąc pod uwagę rozmiary każdej pojedynczej łopaty. W tej chwili one się marnują albo są wykorzystywane właśnie do produkcji innych wyrobów, ale nie jest to optymalny sposób ich zagospodarowania – mówi Marcin Karbowniczek.

Jak wyjaśnia CIRE, typowa turbina wiatrowa składa się z fundamentu, wieży, gondoli z przekładnią, generatora i układów sterowania oraz łopat wirnika. Fundamenty są zbudowane z betonu i stali, z której wykonana jest też sama wieża. Elementy gondoli są z kolei wykonane ze stali, miedzi i krzemionki. Od 80 do 90% instalacji może więc zostać poddane recyklingowi. Problem stwarza jednak pozostałe 10–20%, czyli łopaty wirnika, wykonane z materiałów kompozytowych. Dzięki wysokiej wytrzymałości idealnie spełniają one swoją funkcję, za to są problematyczne w przetworzeniu. WindEurope szacuje, że obecnie w sektorze energii wiatrowej na całym świecie jest w użyciu nawet 2,5 mln ton materiałów kompozytowych.

Turbina – mała elektrownia wiatrowa

Turbina to tak naprawdę mała elektrownia wiatrowa. W dużej mierze składa się z betonu, który stanowi podporę. To się da wykorzystać np. w budownictwie. Turbiny i łopaty zawierają z kolei elektronikę, a więc jest tam dość dużo cennej miedzi, chociażby w silnikach ustawiających nachylenie łopat czy w generatorze prądu, który znajduje się w środku turbiny. W końcu dochodzimy do samych łopat, które rozmiarami potrafią przekraczać wymiary skrzydeł największych samolotów. Te łopaty są zbudowane z kompozytów, najczęściej z włókien szklanych albo węglowych. Zasadniczą kwestią jest opracowywanie technologii przetworzenia takich kompozytowych łopat – mówi prezes 2loop Tech. – Kompozyty są zbudowane z różnych substancji, które zostały ze sobą na trwałe połączone, to są z założenia elementy nierozdzielne. Próba ich rozdzielenia jest po prostu bardzo trudna albo kosztowna.

Reklama

2loop Tech pracuje obecnie nad rozwiązaniem problemu recyklingu łopat turbin wiatrowych, aby można było odzyskać z nich surowce do ponownego wykorzystania. Spółka jest w przededniu złożenia wniosku patentowego na opracowaną przez siebie technologię.

Sprowadza się to do rozdzielania kompozytu na części i pozyskania z nich włókien, aby wykorzystać je ponownie. Mogą one zostać wykorzystane m.in. w budownictwie, do wzmacniania betonu jako zbrojenie rozproszone. Dodanie włókien szklanych bądź węglowych do mieszanki betonowej sprawia, że jest on znacznie bardziej wytrzymały na ściskanie i rozciąganie  – tłumaczy Marcin Karbowniczek. – Jeśli dodamy włókna węglowe, najcenniejsze w całym tym procesie, uzyskujemy beton o znacznie lepszych parametrach, który wykorzystywany jest w najbardziej wymyślnych koncepcjach architektonicznych. Tak naprawdę niewiele budowli na świecie jeszcze z tego korzysta. Natomiast włókna szklane są często stosowane przy budowie tuneli, do zwiększania wytrzymałości betonu, który nie może być zbyt gruby ani zbyt ciężki, a dzięki włóknom takie właściwości uzyskuje.

Lądowa energetyka wiatrowa to w Polsce wciąż największy segment OZE pod względem mocy zainstalowanej, jak i produkcji energii elektrycznej. Według danych Polskich Sieci Elektroenergetycznych na początku stycznia br. moc zainstalowana ok. 1,24 tys. farm wiatrowych wyniosła 7306 MW (co stanowi ok. 44% całkowitej mocy zainstalowanej OZE w polskim systemie). Eksperci wskazują, że potencjał tego segmentu wciąż jest jednak w dużym stopniu niewykorzystany. Do boomu w energetyce wiatrowej na lądzie ma się przyczynić liberalizacja tzw. ustawy odległościowej i złagodzenie obowiązującej od 2016 r. zasady 10H, zgodnie z którą odległość wiatraka od zabudowy musi wynosić 1,5–2 km. Ten przepis na kilka lat całkowicie zablokował w Polsce rozwój nowych projektów farm wiatrowych na lądzie. Tymczasem segment ten uchodzi za jedną z najtańszych i najbardziej przyjaznych środowisku form wytwarzania energii elektrycznej.

Turbiny wiatrowe zasadniczo są uważane za nieszkodliwe dla środowiska. Co prawda generują pewien hałas, przez co mamy w Polsce przepisy ograniczające stawianie tych turbin w pobliżu domostw, mogą też wpływać na ptaki czy migrację zwierząt. Niemniej uważa się je za bardzo ekologiczne źródło energii – mówi prezes 2loop Tech.

Źródło: Newseria

O Autorze

Czasopismo elektrotechnik AUTOMATYK jest pismem skierowanym do osób zainteresowanych tematyką z zakresu elektrotechniki oraz automatyki przemysłowej. Redakcja online czasopisma porusza na stronie internetowej tematy związane z tymi obszarami – publikuje artykuły techniczne, nowości produktowe, a także inne ciekawe informacje mniej lub bardziej nawiązujące do wspomnianych obszarów.

Tagi artykułu

Zobacz również

Chcesz otrzymać nasze czasopismo?

Zamów prenumeratę