Pośmiertne życie łopat turbin wiatrowych

Energia pozyskiwana ze źródeł odnawialnych nie jest tak całkowicie „czysta”, jak mogłoby się wydawać na pierwszy rzut oka. Urządzenia wykorzystywane do jej wytwarzania, w tym panele fotowoltaiczne i turbiny wiatrowe, z czasem ulegają zużyciu, a po zakończeniu eksploatacji stają się odpadem – często trudnym do zagospodarowania lub recyklingu.

foto – Tomasz Radko

Dobrym przykładem tego problemu są łopaty turbin wiatrowych. Są to wielkogabarytowe elementy elektrowni wiatrowych, których długość może przekraczać nawet 100 m. Ich podstawową funkcją jest przekształcanie energii wiatru w energię mechaniczną, przekazywaną następnie do generatora. Łopaty wytwarzane są głównie z materiałów kompozytowych, łączących niską masę z wysoką wytrzymałością mechaniczną. Do ich produkcji stosuje się m.in. włókna szklane lub węglowe, żywice epoksydowe lub poliestrowe, materiały rdzeniowe, takie jak pianki PVC, PE lub drewno balsowe, a także materiały zabezpieczające krawędzie natarcia, np. elastomery czy włókna aramidowe.

Dążenie do zwiększenia trwałości i niezawodności łopat powoduje, że w ich konstrukcji stosowane są coraz bardziej zaawansowane materiały. Paradoksalnie jednak im większa trwałość takiego elementu, tym większym wyzwaniem staje się jego zagospodarowanie po zakończeniu eksploatacji.

Złożona budowa łopat znacząco ogranicza możliwości zastosowania najbardziej pożądanych metod zagospodarowania, w tym recyklingu materiałowego i chemicznego. Obecnie wyeksploatowane łopaty są najczęściej rozdrabniane mechanicznie, a uzyskany materiał może być wykorzystywany jako wypełniacz do betonu, komponent materiałów izolacyjnych lub dodatek w innych zastosowaniach materiałowych. Jednym z kierunków zagospodarowania jest również odzysk energetyczny, realizowany m.in. poprzez współspalanie rozdrobnionych fragmentów łopat w cementowniach. Coraz częściej spotyka się także przykłady ponownego wykorzystania całych fragmentów łopat w architekturze, małej infrastrukturze oraz projektach użytkowych.

W odpowiedzi na rosnące wyzwania związane z zagospodarowaniem wyeksploatowanych łopat turbin wiatrowych firma Siemens Gamesa rozwija rozwiązanie pod nazwą RecyclableBlade. Koncepcja ta zakłada zastosowanie żywic umożliwiających łatwiejsze oddzielenie poszczególnych składników kompozytu, a tym samym odzysk m.in. włókien szklanych, włókien węglowych oraz drewna balsowego i ich ponowne wykorzystanie w innych gałęziach produkcji. Siemens Gamesa deklaruje, że do 2040 r. jej łopaty będą w pełni nadawały się do recyklingu. Podobne wyzwania w zakresie projektowania łopat przyjaznych recyklingowi podejmuje również firma Vestas.

Działania te wyznaczają nowy kierunek w branży wiatrowej – od samej produkcji energii odnawialnej w stronę pełniejszego uwzględnienia cyklu życia urządzeń, redukcji ilości odpadów oraz wdrażania zasad gospodarki o obiegu zamkniętym.