Zaleją nas turbiny, łopaty. Nierozwiązany problem recyklingu wiatraków [KOMENTARZ]

22 listopada 2021, 09:50
Klimatyczny Polexit (14)
Fot. Canva.com

Grubo ponad półtora roku temu wiele mediów, w tym energetyka24.com opisało problem z recyklingiem łopat wiatraków. Od nagłośnienia sprawy i niepokojących zdjęć ukazujących groteskowe cmentarzysko zużytych elementów z wiatraków, powstało wiele pomysłów i zastosowań, ale raczej nie można jednoznacznie stwierdzić, że problem został rozwiązany.

„Dziesiątki tysięcy wiatrakowych łopat na całym świecie trafia ze stalowych wież prosto do ziemi. Tylko w Stanach Zjednoczonych corocznie w ciągu następnych czterech lat demontować będzie się 8 tysięcy takich urządzeń, w Europie – 3800 co najmniej do 2022 roku” – pisali w lutym 2020 r. dziennikarze Bloomberga. 

Tekst został zilustrowany zdjęciem kilkudziesięciu zakopywanych łopat. W Europie w dużej mierze ten problem dotyczy Niemiec, które bardzo mocno zainwestowały w energetykę wiatrową w ostatnich dekadach. Federalna Agencja Środowiska szacowała, że w 2024 r. w odstawkę pójdzie aż 70 tys. łopat wiatraków. I to właśnie obecny rok, 2021 jest tzw. punktem granicznym, bo kończą się 20-letnie subsydia dla pierwszej fali wiatraków, które otrzymały dotacje od państwa wprowadzone w 2000 roku.

Aby oddać uczciwy osąd wiatrakom, należy wspomnieć, że aż 80% całości może zostać poddana recyklingowi. Pozostałe 20% to właśnie łopaty, które są wykonywane z materiały bardzo wytrzymałego i jednocześnie lekkiego, tak aby mogły się obracać i generować prąd, czyli polimerowego włókna szklanego (FRP – Fiber Reinforced Polymer). 

I tak, duński startup Milijoskarm wymyślił, że będzie kruszył łopaty na drobne kawałki wielkości 1-2 cm maszynami podobnymi do tych znanych z samochodowych złomowisk. Potem mieszają te kawałki z klejem industrialnym i tworzą ekrany znane nam chociażby z dróg. 

Amerykanie z Global Fiberglass Solutions wpadli na pomysł wykorzystania tworzywa do budowy ścian i podłóg w domach i mieszkaniach. Holenderski Superuse z kolei znalazł drugie życie dla łopat przekształcając je w… ścianki wspinaczkowe dla dzieci.

Duńczycy, którzy kochają rowery wpadli na jeszcze inny pomysł. Konkretnie jeden Duńczyk. Inżynier Brian D. Rasmussen, który pracuje przy konstrukcjach portowych i ochronie środowiska w Porcie Aalborg, zręcznie zrealizował nowe, świeże zastosowanie dla turbiny wiatrowej. Niedawno zakończył on recykling turbiny wiatrowej w służbie podróżującym bez śladu śladu węglowego, czyli rowerzystom. Stworzył mianowicie… zadaszenie dla parkingu rowerowego. I to z całkiem niezłym designem. 

Daszek dla parkingu rowerowego

Od drugiej strony 

Wszystkie te rozwiązanie, choć nad wyra pomysłowe, nie mają i trudno powiedzieć czy będą miały, zastosowania na dużą skalę. Vestas podszedł do problemu od drugiej strony. 

Spółka ogłosiła niedawno swój nowy cel - recykling 100% łopat turbin do 2030 roku w ramach najnowszej mapy drogowej w zakresie gospodarki obiegu zamkniętego.

Duńska firma nakreśliła kompleksowy zestaw zobowiązań, które mają być realizowane w całym łańcuchu wartości, aby przyspieszyć swoją podróż w kierunku osiągnięcia bezodpadowych turbin do 2040 roku. 

„Cele te obejmują zwiększenie wydajności materiałowej o 90% i zmniejszenie ilości odpadów w łańcuchu dostaw o 50% do 2030 roku, a także rozszerzenie wysiłków na rzecz odnawiania i ponownego wykorzystania komponentów turbin, przy jednoczesnej regionalizacji infrastruktury naprawczej i remontowej tam, gdzie jest to możliwe.

Podczas gdy główne komponenty turbiny są już w dużej mierze odnowione, mapa drogowa zobowiązuje Vestas do osiągnięcia 55% całkowitego wykorzystania odnowionych komponentów do 2030 r. i 75% do 2040 r., głównie poprzez tworzenie nowych pętli naprawczych dla mniejszych komponentów” – czytamy najprawdopodobniej niewiele zmienioną treść oświadczenia spółki na stronie futurenetzero.com.

Jak miałoby wyglądać to ponowne wykorzystanie łopat przez spółkę? Vestes nie tego nie precyzuje, ale jak czytamy, cele zostały postawione. 

Wynalazek agencji rządowej

Agencja amerykańskiego Departamentu Energii, National Renewable Energy Laboratory, opracowała jeszcze inną koncepcję – łopaty z innego rodzaju tworzywa, które da się w pełni poddać recyklingowi. 

Zespół z USA kierowany przez starszego inżyniera technologii wiatrowej Dereka Berry'ego wydrukował w 3D 13-metrową łopatę turbiny wiatrowej z tworzyw termoplastycznych, aby umożliwić recykling po zakończeniu eksploatacji i poprawić opłacalność. 

Aby wprowadzić innowacje w branży energetyki wiatrowej, badacze skupiają się na materiale matrycy żywicznej. Obecne konstrukcje bazują na systemach żywic termoutwardzalnych, takich jak epoksydy, poliestry i estry winylowe, czyli polimerach, które po utwardzeniu nie mogą być ponownie formowane lub kształtowane.

Reklama
Reklama

„Po wyprodukowaniu ostrza z użyciem żywicy termoutwardzalnej nie można odwrócić tego procesu” - mówi portalowi designboom.com Derek Berry. To sprawia, że ostrze trudno poddać recyklingowi. 

W przeciwieństwie do materiałów termoutwardzalnych, tworzywa termoplastyczne można podgrzewać w celu oddzielenia oryginalnych polimerów, co ułatwia ich recykling. termoplastyczne części ostrza można również łączyć za pomocą procesu spawania termicznego, który może wyeliminować potrzebę stosowania klejów, co jeszcze bardziej zwiększa możliwość recyklingu ostrza.

„W przypadku dwóch termoplastycznych elementów ostrza, można je połączyć ze sobą i poprzez zastosowanie ciepła i ciśnienia, połączyć je. Nie można tego zrobić z materiałami termoutwardzalnymi" - kontynuuje Berry. 

Następnym krokiem dla NREL jest zwiększenie skali łopat do ponad 100 metrów. Druk 3D pomoże zespołowi opracować innowacyjne struktury rdzenia łopaty, które będą wydajne, stosunkowo lekkie i opłacalne w produkcji. NREL twierdzi, że jeśli się uda będzie w stanie zredukować wagę i koszt łopaty o 10%, a czas cyklu produkcyjnego o co najmniej 15%.

Czas goni

 

Na razie z tego wszystkiego wyłania się obraz cząstkowych rozwiązań i fazy eksperymentów. Wydaje się, że biznes, agencje rządowe oraz producenci turbin i łopat powinni pracować nad rozwiązaniami już w momencie rozkwitu energetyki wiatrowej, jakieś 20 lat temu, gdy przecież wiedzieli, że nadejdzie moment, gdy łopaty zakończą swój żywot.

Wszelkie próby, pomysły i wynalazki należy oczywiście chwalić, ale w związku z lawinowo wzrastającą liczbą zużytych łopat, problem będzie tylko narastał, znaleźliśmy się w sytuacji, gdzie goni nas czas. Recykling ogromnych łopat trzeba potraktować poważnie, bo inaczej rzeczywiście wyląduję one gdzieś w ziemi na wielkich cmentarzyskach. To nie będzie chlubny rozdział w historii energii odnawialnej, wziąć jest szansa, aby w ogóle go wymazać.

KomentarzeLiczba komentarzy: 24
Felek
wtorek, 23 listopada 2021, 12:20

Recykling łopat a w zasadzie śrub okrętowych nie nastręcza problemu na ten przykład. Tym bardziej, że są zrobione z materiału nadającego się do przetopu. To czasochłonne i energochłonne co prawda ale jednak się da. Z łopatami turbin też coś można wykombinować, przykładem jest ta wiatka na rowery. Coś trzeba wymyśleć bo ten materiał to laminat ale podobnie jest z kadłubami małych łódek żaglowych. Też nie wszystkie da się przerobić na coś. Zakopywanie jeszcze jest chyba najmniej destrukcyjne i czasochłonne oraz najmniej kosztowne. Z resztą, dużo większym problemem są dziesiątki ton śmieci bytowych z każdego domu i mieszkania na świecie. Każda drobna pierdoła włącznie ze spinaczami do kartek jest pakowana w jakieś folijki, pojemniczki i inne cudeńka. Producenci się cieszą bo im mniejsze opakowania tym więcej zarabiają. Problem łopat od turbin wiatrowych jest praktycznie niczym w porównaniu do śmietniska jakie produkują konsumenci z tych wszystkich rzeczy, które zjadają i zużywają w ciągu roku. Wielu z tych śmieci też się nie da przerobić i dla świętego spokoju też trafiają pod ziemię.

Europejczyk z Alp
poniedziałek, 29 listopada 2021, 22:58

Sam odpowiedziales sobie: dosc energochlonne. A jak produkcja i Recycling pochlona wiecej energii niz wiatrak wytworzyl. Najekonomiczniejsze sa ropa i gaz

Piotr
piątek, 26 listopada 2021, 19:50

Brak poczucia skali i dość standardowe odwracanie "kota ogonem"

forum
piątek, 26 listopada 2021, 17:48

Można je przerobić, Ale to wychodzi tak drogo, że się nie opłaca. Kupisz coś kilkanaście razy droższe tylko dlatego, że jest zrobione ze starej łopaty?

BadaczNetu
wtorek, 23 listopada 2021, 01:09

Stosowanie google-tłumacza do technicznych artykułów prowadzi do fatalnych efektów. Nie ma czegoś takiego jak "polimerowe włókno szklane". FRP to polimer wzmocniony włóknem. "Po wyprodukowaniu ostrza... " - po angielsku blade to zarówno ostrze jak i łopata śmigła. "z użyciem żywicy termoutwardzalnej" - żywice epoksydowe, poliestrowe i winylowe to żywice chemoutwardzalne. W odróżnieniu od tworzyw termoplastycznych, nie da się ich przetopić. Żywice termoutwardzalne to takie jak fenolowo-mocznikowe, fenolowo-formaldehydowe czy mocznikowo-formaldehydowe i nie są one używane do tych celów. I tak można by dalej...

logiczne
poniedziałek, 22 listopada 2021, 18:14

Skoro to się nie rozkłada, to do kosztu wytworzonej przez turbiny energii powinien zostać doliczony koszt spalenia tego tworzywa, z którego wykonana jest turbina. I do statystyki emisji CO2 oraz do ceny tego typu nowych urządzeń, należałoby dodać te składniki.

AMF
czwartek, 25 listopada 2021, 05:03

Do węgla dodajmy jeszcze brudniejsze taśmy z taśmociągów.

Felek
wtorek, 23 listopada 2021, 12:31

To co proponujesz nie jest logiczne. Mamy problem z nadmiarem gazów cieplarnianych. Po co jeszcze spalać kolejny konglomerat jakichś włókien sztucznych, lepiszczy i utwardzaczy? Kolejny koktajl chemiczny w atmosferze, z której wszyscy czerpiemy każdy oddech? Na dobrą sprawę to co robią z tymi łopatami jest najlepsze. Zakopać je głęboko i pozwolić rozłożyć kiedyś tam (nawet i za dziesiątki tysięcy lat) ale w tempie powolnym i bez emitowania gwałtownie gazów przeróżnych w czasie ich spalenia. Pomimo minusów, rozproszone wytwarzanie prądu z OZE to i tak lepsze wyjście wspomagające system energetyczny niż więcej elektrowni węglowych. Na ten moment najlepsze w co można inwestować to energetyka atomowa + suplementarne OZE. Choć to niestety budzi obawy inwestorów, bo oni boją się wtopienia za dużej kasy w atom, który: może ulec poważnej awarii i nie rzadko wymaga długotrwałych nakładów na utylizację. Do tego OZE może obniżyć rentowność atomu do pułapu, który też jest dla inwestorów niepokojący. Zapominają tylko, że jedno z drugim świetnie współpracuje. Kwestia mądrego rozliczania tego wszystkiego.

Automatyk
wtorek, 23 listopada 2021, 19:08

Akurat atom i OZE na obecnych zasadach rozliczeń (całkowite zwolnienie OZE z obowiązku stabilizowania sieci) nie "żyją ze sobą" zbyt dobrze. Atom najlepiej sprawdza się w pracy pod stałym obciążeniem, natomiast wiatraki potrafią zmienić ilość produkowanej energii o kilkadziesiąt procent z godziny na godzinę.

AMF
czwartek, 25 listopada 2021, 05:00

Stałe obciążenie to może zapewnić niektóry przemysł, a transport, mieszkania i usługi to obciążenia bardzo zmienne.

Felek
środa, 24 listopada 2021, 14:01

Dlatego istotne jest aby upowszechnić magazyny energii. Bo to obecnie największa bolączka OZE. Nawet niech one będą na początku magazynami cieplnymi, bo będzie to pewnie tańsze i mniej kłopotliwe niż magazyny chemiczne albo z akumulatorami na prąd stały. W wielu miejscach można je stosować bez większych problemów ale trzeba odpowiednio przygotować się na taką inwestycję. Musi być w końcu miejsce na zbiornik z wodą, który przejmie część energii np w postaci ciepła. Tylko gdy ktoś ma wiatrak to ma też miejsce na zbiornik z wodą i grzałki. Dzięki nim odbierze nadmiar wyprodukowanej energii z wiatraka, a system może później odebrać energię z ciepła bo istnieje ogniwo TEG, które nie ma części ruchomych i może przerabiać ciepło na prąd elektryczny. Co prawda są mało wydajne ale mimo wszystko podstawy takiego systemu już mamy a wraz z rosnącym popytem na magazyny energii będzie wzrastać też ilość rozwiązań pobocznych oraz ich wydajność.

Vanad
poniedziałek, 22 listopada 2021, 13:03

Bardzo dobry artykuł. Pora na systemowe rozwiązanie. Pomysłowe propozycje jednak nie są w stanie zagospodarować istniejących i powstających odpadów. Czy to nie powinno być od początku "zaprojektowane" w procesie promowania energetyki wiatrowej? Może pora na odrobinę sensu w proponowanych "przełomowych" energetycznych rozwiązaniach. Mam wrażenie, że nie tylko u nas działa "jakoś to będzie". Ciekawe jakby wyglądał realny koszt energetyki wiatrowej gdyby recycling był jego częścią. Jak będzie z PV? Tu chyba tez nie ma sensownych rozwiązań i nie istnieje konieczność zapewnienia recyclingu przez producenta/sprzedawcę. Czy problem odkryjemy z kilka, kilkanaście lat?

Europejczyk z Alp
poniedziałek, 29 listopada 2021, 23:01

Systemowe rozwiazanie? Chcesz zmieniac prawo zachowania energii czy prawa termodynamiki?

AMF
czwartek, 25 listopada 2021, 05:02

To do węgla doliczmy recykling choćby taśm z taśmociągów. Zbrojona guma jest jeszcze trudniejsza do recyklingu niż kompozyt szklany.

a
poniedziałek, 22 listopada 2021, 21:20

przeciesz tu nie chodzi o czysta energie takiej nie ma ale o kasę

Tweets Energetyka24