Какво се случва с вятърните турбини след извежданието им от експлоатацията?
Вятърната енергия е една от ключовите технологии за производство на чиста, местна и конкурентна електроенергия. Наред с ползите ѝ за енергийната независимост, декарбонизацията и ограничаването на ценовата волатилност, често възниква и въпросът какво се случва с вятърните турбини след края на техния експлоатационен живот?
Това е важна тема, защото общественият дебат около вятърната енергия нерядко се фокусира върху опасения, че турбините създават големи количества отпадък или че лопатките им неизбежно се депонират. Реалната картина обаче е по-различна. 85 – 90% от една вятърна турбина е напълно рециклируема, а за най-предизвикателния компонент — композитните лопатки — вече се прилагат редица решения за оползвотворяване.
Вятърната турбина е на 85-90% рециклируема
Вятърните турбини са съставени основно от метали, най-вече стомана, използвана в кулата и голяма част от конструктивните компоненти. Освен стомана, те съдържат още желязо, алуминий, мед, бетон, кабели, електрическо оборудване и други материали, които могат да бъдат отделени, сортирани и насочени към съществуващи рециклиращи вериги..
Поради това вятърните турбини имат висок процент на рециклируемост — между 85% и 90% от общата им маса (Majewski et al. (2022).
Този факт често се пропуска в публичния дебат. Дори преди навлизането на нови технологии за рециклиране на композитни материали, стандартната вятърна турбина започва от много висока позиция по отношение на кръговата икономика.
Основното предизвикателство са лопатките, не цялата турбина
Когато се говори за трудности при рециклирането, важно е да се уточни, че предизвикателството не е цялата турбина, а основно нейните лопатки, които съставляват около 10% от масата на турбината. Те са изработени от композитни материали — най-често фибростъкло или въглеродни влакна, свързани с епоксидна или полиестерна смола.
Тази конструкция не е случайна. Тя позволява лопатките да бъдат едновременно леки, здрави, гъвкави и устойчиви на вятър, влага, температурни промени и механично натоварване. Именно тези свойства им позволяват да работят надеждно десетилетия наред.
Същата здравина обаче прави рециклирането им по-сложно. Смолата, използвана в традиционните лопатки, е термореактивен полимер. За разлика от обикновените термопластмаси (като бутилките за вода), които могат да се разтопят и формоват отново, термореактивните смоли не могат просто да бъдат загрети и върнати в първоначалното си състояние.
С други думи, проблемът не е, че материалът е опасен или токсичен. Предизвикателството е, че е проектиран да бъде изключително здрав и дълготраен. Смолата буквално обгръща и свързва влакната, което прави механичното разделяне на съставните части трудно и изисква специализирани технологии.
Лопатките не са опасен или токсичен отпадък
Едно от честите обществени притеснения е дали лопатките представляват опасен или токсичен отпадък. Отговорът е не. Епоксидните и полиестерните смоли не са екзотични или непознати вещества. Подобни полимерни материали се използват широко в съвременната индустрия и в ежедневието — в защитни покрития, подови настилки, включително в болници, а вече все по-често и в домовете, електроника, транспортно оборудване, авиационни конструкции и други приложения.
Защо митът за „заравянето на лопатките“ е подвеждащ
В публичното пространство често се появява твърдението, че вятърните лопатки няма какво друго да се правят, освен да се заравят в земята, което, ако до преди години беше вярно, днес не отговаря на бързото технологично развитие на сектора.
Индустрията вече разполага с няколко пътя за третиране на композитните материали – съвместно оползотворяване в циментовото производство, механично рециклиране, химическо рециклиране, пиролиза, повторна употреба и ново поколение рециклируеми лопатки.
Още през 2021 г. европейската вятърна асоциация WindEurope призова за общоевропейско ограничение за депониране на изведени от експлоатация вятърни лопатки. Този подход вече се развива като доброволно поет ангажимент на европейската вятърна индустрия, като целта е 100% от изведените от експлоатация лопатки да бъдат повторно използвани, рециклирани или оползотворени.
Това не означава, че няма предизвикателство. Означава, че предизвикателството вече има решения и че посоката на развитие е ясна – ограничаване и постепенно прекратяване на депонирането, повече повторна употреба, повече рециклиране и проектиране на бъдещите лопатки така, че да бъдат част от кръгова икономика.
Какви са възможностите за оползотворяване на лопатките?
Най-широко използваното индустриално решение в момента е съвместното оползотворяване в производството на цимент. При този процес лопатките се раздробяват и подават към циментови пещи. Органичната част на композита може да замести част от горивото, а минералната част — включително стъклените влакна и пълнителите — може да се използва като суровинен компонент в производството на цимент.
Този подход има две важни предимства: може да бъде внедрен сравнително бързо и може да се прилага в голям мащаб. Затова вятърната индустрия го разглежда като едно от практическите решения за избягване на депонирането на композитни материали.
Друг възможен подход е механичното рециклиране. При него лопатките се раздробяват и могат да бъдат използвани като пълнител в строителни материали, панели, пластмасови продукти, асфалт, бетон или други индустриални приложения. Този метод е относително достъпен, но получените материали обикновено имат по-ниска стойност от първоначалните влакна и смоли.
Развиват се и термични и химически методи за третиране на композитите. Пиролизата например използва висока температура при липса на кислород, за да разгради смолата и да освободи влакната. Химическите методи, като солволиза, целят да разградят смолата чрез химичен процес и да възстановят както влакната, така и част от химичните компоненти. Именно тези технологии имат потенциал да осигурят по-висока стойност на възстановените материали.
Втори живот за лопатките
Освен чрез рециклиране, лопатките могат да бъдат използвани повторно за други цели. Поради своята здравина, устойчивост и големи размери те могат да намерят приложение като шумозащитни бариери, елементи за мостове, детски площадки, навеси, пейки, градско обзавеждане, велосипедни паркинги и архитектурни конструкции.
Нидерландската компания Blade Made е пример за такъв подход, като развива решения за повторна употреба на лопатки в градска среда и обществени пространства, показвайки, че материалът не е „отпадък без стойност“, а ресурс, който може да бъде използван повторно.
Големият технологичен пробив – индустрията вече разработва напълно рециклируеми лопатки
През последните години индустрията направи съществена крачка напред. Водещи производители вече разработват и внедряват лопатки, проектирани с мисъл за рециклиране още от самото начало.
Siemens Gamesa разработи RecyclableBlade — технология, която позволява отделяне на материалите в края на жизнения цикъл и повторното им използване в други индустрии. Такива лопатки вече са използвани в реални офшорни проекти в Европа, което показва, че решението не е само лабораторна концепция, а технология, преминала към практическо приложение. Един от най-значимите примери за мащабно индустриално внедряване на новото поколение технологии е офшорният вятърен парк Sofia на RWE във Великобритания, в който 50 турбини са оборудвани с рециклируеми лопатки.
Vestas развива CETEC технология, насочена към рециклиране на епоксидни лопатки. Особено важно при този подход е, че той цели да бъде приложим не само за бъдещи лопатки, но и за вече произведени и експлоатирани епоксидни лопатки. Това би имало голямо значение за съществуващия парк от турбини, тъй като позволява кръгово третиране без необходимост всички стари лопатки да са били предварително проектирани като рециклируеми.
LM Wind Power, част от GE Vernova, участва в проекта ZEBRA, в рамките на който беше произведен прототип на напълно рециклируема термопластична лопатка. Този подход използва различен тип смола, която позволява по-лесно разделяне и повторно използване на материалите.
Вятърната енергия е не само технология за производство на чиста електроенергия. Тя постепенно се превръща и в пример за индустрия, която интегрира принципите на кръговата икономика — чрез дълъг експлоатационен живот, повторна употреба, рециклиране, възстановяване на материали и нови технологии за напълно рециклируеми компоненти.
Обществените притеснения около края на жизнения цикъл на вятърните турбини са разбираеми и заслужават открит отговор. Всяка индустриална технология създава материален поток. Истинският въпрос обаче е дали този поток може да бъде управляван отговорно, а при вятърната енергия отговорът все по-категорично е „да“.
Източници:
Majewski et al. (2022)
Cherrington et al. (2012)
Martinez-Marquez et al. (2022)
Vestas (2023a)
WindEurope (2023)
Siemens Gamesa — RecyclableBlade
Vestas — CETEC technology
LM Wind Power / GE Vernova — ZEBRA project
Blade Made
