Recykling łopat wiatrowych wciąż kuleje? Europa buduje rynek na odpady z turbin

Niemieckie firmy zajmujące się przetwarzaniem turbin wiatrowych mają coraz większe trudności z uporaniem się z narastającym problemem. W niemieckich landach obowiązują surowe przepisy dotyczące składowania tego typu odpadów, a ich rosnąca ilość tylko pogarsza sytuację. Według dziennikaWelt niemal połowa niemieckich turbin wiatrowych ma już ponad 15 lat i powoli zbliża się do końca okresu opłacalnej eksploatacji.

Starzenie się turbin wiatrowych w Europie

Turbiny wiatrowe na poważnie zadebiutowały w Europie w wyniku „Protokołu z Kioto” z 1997 roku – pierwszego poważnego międzynarodowego porozumienia mającego na celu redukcję emisji dwutlenku węgla. Kolejne inicjatywy, takie jak unijny pakiet klimatyczno-energetyczny 20-20-20 z 2009 roku, Porozumienie paryskie z 2015 roku czy Europejski Zielony Ład z 2019 roku, jeszcze bardziej wzmacniały trend inwestowania w odnawialne źródła energii.

Ostatecznie na całym Starym Kontynencie wybudowano około 90 tysięcy turbin, a pionierami w tej dziedzinie – już od lat 90. – byli Hiszpanie, Duńczycy i Niemcy. To właśnie w tych krajach ponad połowę wszystkich parków wiatrowych stanowią dziś instalacje mające 15 lat lub więcej, co obecnie staje się poważnym problemem.

Dlaczego utylizacja turbin to taki problem?

Typowa turbina wiatrowa może zostać poddana recyklingowi w 80–90%. Problem stanowi jednak pozostałe 10–20% materiałów, których przetworzenie wciąż jest niemożliwe. Chodzi przede wszystkim o łopaty wirników, wykonane z polimerów zbrojonych włóknami (FRP) – najczęściej szklanymi, węglowymi, aramidowymi lub bazaltowymi. Ich degradacja materiałowa po 20–25 latach eksploatacji oraz osłabienie strukturalne sprawiają, że ponowne wykorzystanie w turbinach nie jest możliwe. Skuteczny recykling wymaga oddzielenia włókien od żywicy, jednak rozdzielenie ich bez utraty właściwości mechanicznych jest bardzo trudne.

Do dziś ten problem nie został w pełni rozwiązany. Od lat 90.zarówno przedstawiciele sektora energetyki wiatrowej, jak i politycy liczyli na to, że w kolejnych dekadach nadejdzie technologiczna rewolucja, która sprawi, że owe 10–20% odpadów przestanie mieć znaczenie. Tymczasem lata mijały, a rewolucja nie nadeszła – a coś z zużytymi turbinami trzeba przecież zrobić.

Na początku zdemontowane elektrownie wiatrowe były atrakcyjne dla krajów Europy Wschodniej, Azji czy Ameryki Łacińskiej. Jednak wymagania techniczne i normy środowiskowe w tych regionach stale rosną, przez co coraz rzadziej są one zainteresowane przejmowaniem starej technologii.

Przez lata różne kraje radziły sobie z tym problemem na swój sposób. Przykładowo w USA, w Casper w stanie Wyoming, od lat 90. powstaje ogromne cmentarzysko wyeksploatowanych turbin wiatrowych. Każdą z nich tnie się na trzy części, układa warstwami i zakopuje buldożerami pod ziemią.

Jednym z mniej oczywistych sposobów zagospodarowania zużytych turbin wiatrowych jest ich wtórne wykorzystanie w przestrzeni miejskiej. W Danii i Niderlandach z fragmentów starych wiatraków powstały m.in. przystanki autobusowe, ławki, stoliki i elementy placów zabaw. Choć pomysł jest kreatywny i estetyczny, jego zastosowanie na szerszą skalę napotyka poważne bariery – przede wszystkim emisję szkodliwego pyłu podczas cięcia materiałów FRP, który stanowi realne zagrożenie dla zdrowia.

W rezultacie mierzymy się dziś z narastającym problemem ekologicznym, dla którego wciąż nie znaleziono realnego, systemowego rozwiązania.

Kryzys energetyki wiatrowej w Europie

Szacuje się, że od czasu przed pandemią koszty realizacji projektów wiatrowych w Europie wzrosły o 30–35% Financial Times). Siemens Energy, którego fabryki produkują turbiny, potrzebował w ubiegłym roku dofinansowania w wysokości 15 miliardów euro Reuters). Duńska grupa Ørsted – największy na świecie deweloper morskich elektrowni wiatrowych – ogłosiła redukcję zatrudnienia nawet o 800 osób.

W Hiszpanii zamknięcie starych parków wiatrowych oznaczałoby utratę od 5 do 10 gigawatów mocy – wystarczającej do zasilenia od 3 do 6 milionów gospodarstw domowych, co rodzi pytanie, jak zbilansować brakującą energię.

W Niemczech głośnym echem odbiło się zamknięcie pierwszej niemieckiej morskiej farmy wiatrowej, uruchomionej 15 lat temu na Morzu Północnym. Dotychczas rząd federalny gwarantował jej funkcjonowanie poprzez hojne subsydia – aż 15 eurocentów dopłaty do każdej wyprodukowanej kilowatogodziny. Jednak wraz z końcem 2023 roku dopłaty te wygasły, a wraz z nimi – opłacalność eksploatacji.

Wiele morskich farm wiatrowych w Niemczech wymaga dziś ogromnych nakładów, by utrzymać sprawność techniczną. Bez wsparcia państwa kontynuowanie działalności staje się ekonomicznie nieuzasadnione. Wszystko wskazuje na to, że podobnych rozbiórek będzie coraz więcej.

Perspektywy na przyszłość

Jedną z największych nadziei dla energetyki wiatrowej pozostaje tzw. repowering – czyli zastępowanie starych turbin nowoczesnymi, bardziej wydajnymi jednostkami. Dzięki temu można zwiększyć efektywność farm wiatrowych przy mniejszej liczbie urządzeń.  Wzrost produkcji energii wynika z lepszego dostosowania pracy turbin do warunków wietrznych w danej lokalizacji. To właśnie na podstawie badań wiatru dobiera się gabaryty turbiny, w tym wysokość wieży i rozmiar wirnika, co pozwala zmaksymalizować tzw. współczynnik wykorzystania mocy.

To rozwiązanie, choć kuszące ze względu na potencjalnie większą produkcję energii i zyski, jest kosztowne i technologicznie wymagające. Rosną nie tylko koszty montażu i eksploatacji, ale również wyzwania logistyczne związane z transportem większych konstrukcji i koniecznością wzmacniania fundamentów. Mimo to, jeśli warunki na to pozwalają, inwestorzy często maksymalizują potencjał lokalizacji, uznając inwestycję za opłacalną. Nie rozwiązuje też najpoważniejszego problemu: ogromnej ilości odpadów pochodzących z demontażu starych turbin. Choć prowadzone są prace nad nowymi technologiami produkcji łopat, np. z żywic termoplastycznych, które można łatwiej przetwarzać, to są one wciąż w fazie rozwoju i nie mają szerokiego zastosowania.

Jak będzie?

W debacie o odnawialnych źródłach energii często podkreśla się ich zalety – proekologiczność, troskę o środowisko czy cenny wkład w transformację energetyczną. Farmy wiatrowe przez długi czas uchodziły za jedno z najmniej kontrowersyjnych rozwiązań w tym obszarze.

Tymczasem i tutaj pojawia się druga strona medalu. W Polsce energetyka wiatrowa to wciąż stosunkowo nowa technologia, dlatego problem utylizacji zużytych turbin wydaje się dziś odległy. Jednak doświadczenia innych krajów pokazują, że nie możemy ignorować tego wyzwania – bo istnieje ryzyko, że w przyszłości staniemy się „atrakcyjnym” kierunkiem dla eksportu post-ekologicznych odpadów.

To nie oznacza, że farmy wiatrowe są ślepą uliczką. Wręcz przeciwnie – wciąż istnieje potencjał, by poprawić ich cykl życia i utylizację elementów. Problemem nie jest sama technologia wiatrowa, lecz brak systemowych rozwiązań dla jej starzejącej się infrastruktury.

Kamil Janic

Źródła:

• https://www.farmer.pl/energia/oze/energia-wiatrowa/niemcy-zamykaja-farme-wiatrowa-brutalna-prawda-wyplynela-na-wierzch,158421.html
• https://www.cire.pl/artykuly/zielona-gospodarka/122577-niemcy-wola-eksportowac-zuzyte-wiatraki-za-granice-ze-wzgledu-na-drogi-recykling
• https://www.welt.de/wissenschaft/plus255811912/Energiewende-Wie-deutscher-Windrad-Muell-illegal-in-Osteuropa-landet.html
• https://www.globenergia.pl/najstarsza-niemiecka-morska-farma-wiatrowa-wkrotce-zostanie-rozebrana-czy-to-dowod-porazki-oze/
• https://www.ft.com/content/7f742d23-673b-47d3-9ce9-64fa5d322abe
• https://www.reuters.com/markets/europe/siemens-energy-secures-15-billion-euro-bailout-2023-11-02/
• https://kresy.pl/wydarzenia/niemcy-wywoza-zuzyte-turbiny-wiatrowe-za-granice/
• https://elektrykapradnietyka.com/34917/cmentarzysko-starych-turbin-wiatrowych/
• https://www.cire.pl/artykuly/opinie/155372-lopaty-turbin-wiatrowych-najtrudniejsze-do-recyklingu
• https://www.eenews.net/articles/where-do-old-wind-turbines-go-to-die/
• https://www.pardaloteconsulting.com/blog/this-is-why-we-dont-recycle-wind-turbine-blades?utm
• https://www.marketscreener.com/quote/stock/SIEMENS-ENERGY-AG-113013151/news/Siemens-Energy-gets-15-billion-euro-rescue-buoy-45358230/
• https://www.power-technology.com/news/orsted-exit-markets-cut-jobs/