废弃的风力涡轮机及其基础可以回收利用。但是在涉及用于转子叶片的材料方面,专家仍然持怀疑态度。
不久之前,这些风力发电机还在工作。它们业已成为许多地方景观的一部分,它们提供了电网四分之一的电力,是德国能源转型的重要支柱。但是,越来越多的系统已经达到其最初计划的使用寿命,并将在可预见的将来被拆除。这就产生了很多必须回收的废物。特别是转子叶片被证明是令人头痛的。
目前大约有30,000座风力发电机耸立在德国。原则上,在2000年代初期构建的大约6,000台风力涡轮机,根据《可再生能源法》(EEG)将获得有保证的上网电价,为期20年。现在日期趋于临近。
德国风能协会发言人弗雷德里克·凯尔(Frederick Keil)解释了为什么在没有财政支持的情况下很难继续运行该系统:“理论上,系统可以再继续运行数十年,但一旦受到重大损害,例如转子,就不再值得维修了。”尽管他们还在继续赚钱,但维护和服务也必须付费。旧的风轮机让人想起旧车,如果引擎发生故障,您还应考虑是否值得维修。
与汽车相比,根据其构造和位置,处置风力涡轮机的维护成本要高得多。必须提前存入这些款项,以使这些系统在任何情况下(如果不经济)都能停运。Keil说,这可能需要更长的时间,因为12月的EEG修正案规定超过20年的风力涡轮机每千瓦时的电价除市场价格外还可以补贴1欧分。他解释说,目前尚无法估计将继续运行多少个系统。
最好有条不紊地拆除
无论如何,操作的结束只能是临时的,风能协会希望并依靠“重新升级”,即用较新的系统替换旧系统。代替旧的提供1-2个兆瓦,新的提供4兆瓦或更多。Keil说:“这是能源转型的关键。”
“这些位置已为人们所接受,还提供了通行道路和与电网的连接。”尽管对运营商和电力客户重新供电很明智,但也存在着处置问题:在新的风力涡轮机移入这里之前,旧的风力涡轮机已经存在。最好有序的拆卸,其中的拆卸顺序与组装顺序相反。据专家介绍,应避免喷砂以防止振动。如果不将基础用于后续的风力涡轮机,则也将其移除。在某些情况下,还有深深的混凝土桩。它们通常留在地下,因为如果拆除它们,土壤的结构将受到太多破坏。
风力涡轮机的最大重量由钢和混凝土组成,分别占60%和30%。两者都主要存在于机舱及其转子叶片所在的基础和塔架中。钢材作为辅助原料出售,熔化后可再次用于风力涡轮机。
可回收的特别纯净的混凝土
混凝土信息中心的马库斯·布鲁纳(Markus Brunner)说,混凝土被压碎并用于例如道路建设。“来自风力涡轮机的旧混凝土不会被其他材料污染,因此非常适合再生混凝土。”
“对这种'绿色'建筑材料的兴趣正在增长,” Brunner说,这是经济的,使用混凝土拆除材料来代替附近道路施工现场的主要骨料通常比将其从偏远的混凝土厂运来更为经济,因为后者的收益几乎不高。当成千上万的风力涡轮机被拆除时,要清除掉破碎的混凝土是很困难的。他不认为,“能够提供大量的原材料。”
常用的电气材料,例如铜,各种塑料和润滑剂,可以循环使用或分离,并使用已知方法进行处理。在某些情况下,工人必须遵守严格的安全预防措施,以免污染物进入环境。但这也适用于维护,并且据专家说,这不是一个严重的问题。
转子叶片中的复合材料,粘接剂和轻木
然而,转子叶片再利用是困难的。它们主要由玻璃纤维增强塑料(GRP)和碳纤维增强材料(CFRP)组成。两者都是由上述纤维和粘合剂(例如环氧树脂)制成的复合材料,以及由轻木制成的支撑元件。叶片在现场锯开,因此可以更轻松地将其运走。工人必须确保不会通过水雾释放灰尘和纤维。
有时,风力涡轮机叶片散布在垃圾填埋场中的的图片被放出来。系统的其余部分被简单地掩埋了。联邦风能协会(Federal Wind Energy Association)明确指出,这一规定最迟于2005年在德国已经被禁止。切碎的GRP转子叶片要被带到不来梅Neocomp公司,在那里它们要被切成约5厘米大小的碎片。
碎片燃烧可以产生热量。所得的玻璃钢纤维可以用作水泥生产中的生砂替代品。风力发电协会认为,使用1000吨的旧玻璃钢,最多可以节省450吨的煤炭,200吨的粉尘和200吨的沙子。
在联邦环境署(Federal Environment Agency) 2019年发表的一项研究中警告说,如果要在不久的将来拆除更多的风力涡轮机,环境容量将不足。德国风能协会与此矛盾。结果,拆卸的系统数量可能会少于联邦环境署假定的数量。
BWE总经理Wolfram Axthelm解释说:“我们不认为在回收动叶片时可能会遇到瓶颈,因为德国目前只有一家工厂。”此外,与处置公司的讨论表明,一旦必须拆除更多的系统,就会有一些公司积极转向这一市场。”
碳纤维增强材料(CFRP)也可以回收。在德国北部Wischhafen的CarboNXT公司可以将其切碎后进行热解处理:在高温且无氧的情况下,环氧树脂从复合材料中逸出,剩下纯碳纤维。
对回收纤维持怀疑态度
仅考虑飞机或汽车制造,对此类高科技纤维的需求就很大。但是,业界对再生纤维是否与新鲜纤维一样持怀疑态度。CarboNXT证实:“是的,我们已经有很长的经验了。”自从出现了诸如可持续性和环境保护之类的问题以来,人们就进行了重新思考。他说:“因此,我们看到了使用回收材料的更大意愿。” 该公司现在是三菱化学先进材料的一部分,它希望从政治中获得进一步的推动力。“例如,在这里,使用回收物的义务可能会在一定程度上产生支持作用,就像其他国家一样。”
转子叶片还包含最多15立方米的轻木。一种顶层材料,在纤维方向上非常轻且极耐压。由此,制造了位于玻璃纤维垫之间的用于风力涡轮机叶片的支撑元件。“由于密度低,轻木几乎可以忽略不计,但体积份额却是可观的,”不伦瑞克弗劳恩霍夫木材研究所的彼得·迈因施密特说。由于木头是粘在GRP上的,很难分离出来,因此到目前为止,它只是被烧掉了。
研究人员说:“轻木的发热量很低,这并没有真正的帮助。” 他和他的团队开发了一种去除轻木并进一步使用的工艺。他们将机翼部分放入切碎机,然后从机上切下棕榈大小的轻木和稍大的GRP碎片。这些可以在水中轻松分离:木质浮起,玻璃钢沉底。“我们以这种方式分离了95%的轻木,”最新测试的Meinlschmidt报告。
研究人员说,可以用这种原材料制成各种产品。一方面,有隔热垫,这也是不伦瑞克研究所开发的。此外,可以将木材精细研磨,然后发泡以生产无粘合剂的包装材料。或者,您也可以用它来制作WPC木板,这种木板是由木材和聚合物制成的轻质且耐用的混合物,例如用于露台。Meinlschmidt说,与行业合作伙伴进行测试很有希望。他希望这将使将来的旧转子叶片中的轻木能够被使用。
为了使风力涡轮机不仅对气候友好,而且对环境友好,它们应该是完全可回收的。工业界也在追求这一目标。2020年初,制造商维斯塔斯(Vestas)宣布将在2040年之前将生产“无废料”风力涡轮机。欧洲风协会支持该项目。到目前为止,已经回收了85%至90%的废材料,但是目标必须是100%,才能满足欧盟对循环经济的雄心。
https://www.tagesspiegel.de/wissen/recycling-alter-windkraftanlagen-wie-die-muehlen-zermahlen-werden/27067744.html