Zmiana klimatyczna porusza świat do poszukiwań alternatywnej energii, z odnawialnymi źródłami prym wiodącymi. Jednak nie bez problemów, jak na przykład zużyte turbiny wiatrowe, które są ciężkie, ich masa wynosi średnio 200 ton. Ich recykling jest możliwy tylko do pewnego stopnia, stąd pytanie: co dalej z nimi zrobić? Przyjrzyjmy się kilku interesującym metodom radzenia sobie z tym zagadnieniem.
Aktualnie na całym świecie znajduje się ponad 341 tysięcy turbin wiatrowych, z największą ilością w Chinach. Liczba ta jest zgodna z trendem wzrostu produkcji energii wiatrowej, która wg danych Międzynarodowej Agencji Energii (IEA) w 2022 roku wzrosła o 14%. Oczekuje się, że ten trend będzie kontynuowany. W miarę rozwoju technologii, efektywność i koszty produkcji spadają, a w rejonach o mniej korzystnych warunkach pogodowych stosuje się wyższe turbiny z dłuższymi łopatami. Ale pytanie pozostaje: co potem z tym materiałem?
Różniące się technologią, wydajnością i rozmiarami turbiny wiatrowe są obliczone na średnio 20 lat działania, możliwe do przedłużenia do 25 lat dzięki regularnym przeglądom co pół roku. W miarę starzenia się turbiny, koszty utrzymania wzrastają, dlatego dla wielu firm bardziej opłacalne jest ich wymiana. Ale co zrobić ze starymi turbinami?
Dobre wieści to fakt, że około 85-90% materiałów użytych do produkcji turbiny wiatrowej można ponownie wykorzystać. Łatwo recyklingują się stal – główny składnik wieży, a także miedziane druty, przekładnie i nawet elektronika. Problem stanowią jednak łopaty turbin wykonane z lekkiego i niezwykle wytrzymałego włókna szklanego lub włókna węglowego. To kompozytowy materiał, zawierający elementy tworzyw sztucznych, których nie da się oddzielić i ponownie wykorzystać. Dodatkowo cięcie wielkometrażowych łopat na mniejsze kawałki nie jest proste i wymaga specjalistycznego sprzętu o dużych wymiarach.
Zużyte łopaty stanowią poważny problem odpadowy, zwłaszcza że wiele farm wiatrowych kończy swoją pierwszą fazę eksploatacji. Tylko w USA do 2040 roku powstanie 1,5 miliona ton metrycznych odpadów z łopat. Podobnie jest w Niemczech, gdzie tysiące stalowych wiatraków kończy swój okres użytkowania. W 2017 roku badacze z Cambridge przewidzieli, że do 2050 roku na świecie będzie aż 43 mega tony zużytych łopat z elektrowni wiatrowych.
W przeszłości łopaty były po prostu wysyłane na wysypisko i zakopywane. Teraz jednak wiele firm deklaruje gotowość do recyklingu, a nawet upcyklingu tego odpadu.
W 2019 r. Global Fiberglass Solutions z Teksasu rozpoczęła produkcję małych peletek z termoplastycznego włókna szklanego z wycofanych łopat turbin wiatrowych. Te małe kule są używane do wypełniania form czy wytwarzania różnych kształtów, które mają różne zastosowania – od słupków parkingowych po panele tarasowe.
Amerykańska firma Veolia zaproponowała inne podejście do przetworzenia kompozytu z turbin. Zdemontowane łopaty są cięte na kilkucalowe strzępy, a uzyskany materiał zastępuje węgiel, piasek i glinę potrzebne do produkcji cementu. Dodatkowo, 28% uzyskanego surowca jest wykorzystywane do generacji energii, potrzebnej do działania pieców cementowych. Dzięki temu nie tylko 90% masy łopat jest wykorzystywane, ale także redukuje się emisję CO2 o 27% i zużycie wody o 13%.
Można również przetworzyć łopaty turbin wiatrowych poprzez chemiczny proces pirolizy. Polega to na podgrzewaniu strzępków materiału do temperatury 300°C bez dostępu do tlenu. W efekcie kompozyt rozkłada się na włókna szklane oraz gaz i ciecz węglowodorową, które mogą zostać użyte jako paliwo w różnych procesach przemysłowych. Te włókna są wykorzystywane do produkcji termoplastycznych materiałów, z których można produkować np. sprzęt sportowy.
Ostatnim pomysłem na przetwarzanie łopat jest tzw. solwoliza, czyli rozkład w roztworze zawierającym rozpuszczalnik. Według badania zleconego w 2023 roku przez Komisję Europejską, to rozwiązanie najlepiej spełnia wytyczne gospodarki zamkniętego obiegu (współczynnik 0,77) i pozwala odzyskać 90-100% materiału przy minimalnym śladzie węglowym. Niestety, solwoliza jest droga i energetycznie kosztowna.