Recykling turbin wiatrowych jest obiecujący w probówce – ale czy można go zwiększyć?

Tempo absorpcji energii wiatrowej rośnie, szczególnie w Australii Wzrósł o około 20%. w 2021 r. Jednak sektor wiatrowy ma ogromny problem ze skalą: jak dotąd okazało się niemożliwe poddanie recyklingowi jego ogromnych łopat, wykonanych z kompozytów epoksydowych lub włókna szklanego wzmocnionych węglem.

Ogólnie rzecz biorąc, gdy turbina dobiega końca, jej łopaty muszą zostać usunięte, ścięte i wyrzucone na wysypiska śmieci – praktyka ta jest obecnie nielegalna w niektórych krajach europejskich, z WindEurope Blokowanie roszczeń na poziomie bloku Do 2025 r.

Opierając się na aktualnym wykorzystaniu energii wiatrowej w Australii, profesor Peter Majewski z Future Industries Institute UniSA, Szacuje się go na około 10 000 ton łopat turbin odpadowych będzie trafiać na wysypiska rocznie tylko w ciągu najbliższych kilku lat, skacząc do około 300 000 ton rocznie do 2050 r.

Zespół naukowców z Danii twierdzi, że znalazł nowy sposób na rozbicie twardego plastiku, z którego wykonane są łopaty turbin wiatrowych, odzyskując przy tym przydatne materiały.

Jak opisano w a nowy liść w dzienniku Natura, Naukowcy z Uniwersytetu w Aarhus i Duńskiego Instytutu Technologii opracowali nowy proces chemiczny, w którym ostrze jest zanurzane w rozpuszczalniku z katalizatorem zwanym rutenem i podgrzewane do 160 stopni Celsjusza.

Po kilku dniach przebywania w tej mieszaninie materiał ostrza rozkłada się na części składowe, w tym BPA (droga i przydatna substancja do budowy nowych mieszanek), nienaruszony węgiel i włókno szklane, które zostało włączone do oryginalnego materiału.

W swoich badaniach naukowcy zastosowali tę metodę do niemodyfikowanych żywic epoksydowych, a także komercyjnych kompozytów — produktów na bazie epoksydów tworzonych i stosowanych w praktyce, w tym obudowy łopat turbiny wiatrowej.

W artykule przedstawiono dowód koncepcji, że te materiały Móc Można go podzielić na części użyteczne i możliwe do odzyskania. Ale do tej pory robiono to tylko w miniaturze, w probówce.

Ponadto wymagana energia i zastosowany katalizator sprawiają, że koszty kapitałowe takiej procedury są zbyt wysokie.

„Niemniej jednak postrzegamy to jako ważny postęp w opracowywaniu trwałych technologii, które mogą stworzyć gospodarkę o obiegu zamkniętym dla materiałów epoksydowych” – mówi Troels Skredstrup, jeden z głównych autorów badania.

„To pierwsza publikacja na temat procesu chemicznego, który może selektywnie dezintegrować związek epoksydowy i izolować jeden z najważniejszych elementów budulcowych polimeru epoksydowego, a także włókna szklane lub węglowe bez uszkadzania tych ostatnich w procesie”.

Majewski, materiałoznawca, ostrzega, że ​​taka metoda, choć może być przydatna w pojedynczych przypadkach do odzyskiwania użytecznych materiałów, jest mało prawdopodobne, aby była skalowalnym rozwiązaniem problemu turbin wiatrowych.

„Ruten jest bardzo rzadkim pierwiastkiem” – mówi Majewski. „A przy czymś takim dla takiej aplikacji, w której trzeba by masowo aktualizować, nie jestem pewien, czy jest wystarczająco dużo rutenu, aby to zrobić”.

A Majewski mówi, że ruten nie jest jedyną problematyczną substancją w reakcji. Toluen, rozpuszczalnik używany do rozpuszczania żywic epoksydowych, jest powszechnie stosowanym rozpuszczalnikiem w rozcieńczalnikach do farb, zmywaczach do paznokci i wielu innych reakcjach chemicznych.

„Toluen nie jest czymś, co chcesz mieć w dużych ilościach” – mówi. „Wytwarzacie odpady będące produktami ubocznymi w dużych ilościach”.

Ten nowy proces może być przydatny do recyklingu mniejszych ilości tego materiału, który znajduje się nie tylko w turbinach wiatrowych, ale także w samochodach elektrycznych, skrzydłach samolotów i kadłubach łodzi. Ale długoterminowy problem pozostaje pilny.

Rzeczywiście, Majewski nie jest przekonany, czy łopaty turbin wiatrowych, wykonane z tak skomplikowanych materiałów, można poddać recyklingowi.

Zamiast tego chciałby zobaczyć bardziej radykalne rozwiązanie problemu: poprzez zmianę struktury samej turbiny wiatrowej.

„W dłuższej perspektywie dyskusja powinna zmierzać w kierunku rozwoju nowych technologii turbin wiatrowych, które nie opierają się na tych ogromnych śmigłach” – mówi Majewski.

Technologie te mogą obejmować turbiny o osi pionowej, które obracają się wokół osi pionowej, aby odciągnąć ziemską grawitację, lub „oscylujące” turbiny bezłopatkowe, takie jak te opracowywane przez Vortex Bladeless w Madrycie.

Majewski wątpi, by te alternatywne technologie mogły kiedykolwiek stać się głównym nurtem, pomimo obecnych komercyjnych zachęt do jak najszybszej budowy turbin wiatrowych.

„W rozwój farm wiatrowych jest tak dużo pieniędzy, że nie przejmują się zbytnio zmianą technologii” – mówi.