Duurzaam ontwerp om windturbines circulair te maken

Thema:
Duurzaam ontwerp windturbines

Hoe nuttig het opwekken van windenergie ook is, aan het eind van hun levensduur belanden de bladen van windmolens op de vuilnishoop. Alleen al in Europa gaat het in 2025 al om zo’n 60.000 ton composiet bladafval, en dat neemt toe tot meer dan 800.000 ton in 2050. Door het op handen zijnde stortverbod in de EU dreigt verbranding straks nog als enige optie. TNO werkt daarom aan het ontwerp van volledig recyclebare turbinebladen.

Technisch en economisch haalbaar

Dat is technisch al een forse opgave, maar tegelijkertijd zou het ook commercieel aantrekkelijk moeten zijn de bladen zo te ontwerpen en te produceren dat het uiteindelijk ontmantelen commercieel aantrekkelijk is. Het is de bedoeling hiervoor in 2030 een technisch en economisch haalbare oplossing te hebben. Dat vergt de toepassing van nieuwe materialen en productieprocessen om de turbines modulair en mede daardoor recyclebaar te maken.

Hergebruik huidige bladen

Voor het huidige afvalprobleem hebben we een methode ontwikkeld om de vezels uit het turbineblad te halen en te hergebruiken in nieuwe recyclebare producten. Dit is gedaan door TNO experts bij TNO EnergieTransitie en het Brightlands Materials Center (BMC) in Geleen, gespecialiseerd in hoogwaardige materialen en duurzame processen. De huidige bladen bestaan voor meer dan de helft uit glas- en koolstofvezel en voor 30 procent uit de kunststof epoxy of polyesther. Aan het einde van de levensduur zijn er verschillende manieren om de bladen te recyclen ingedeeld in mechanisch, chemisch of thermochemisch. We hebben ons vooral op de laatste methode gericht en dan in het bijzonder op pyrolyse.

Demonstratiefabriek

Bij dit proces worden de bladen in een oven op een speciale manier tot bijna 500 graden verhit waardoor de vezels vrijkomen. Vervolgens zijn ze te verwerken in thermoplastisch composiet om dat te gebruiken in andere producten. Het voordeel hiervan is dat het nieuwe materiaal weer volledig recyclebaar is. Als eerste toepassing hebben de onderzoekers auto-onderdelen vervaardigd uit de teruggewonnen vezels.

In de toekomst zijn er tal van nieuwe producten mee te maken. De komende tijd staat verdere opwaardering en opschaling op het programma. In 2025 moet er een eerste demonstratiefabriek staan voor het grootschalig recyclen van windturbinebladen. Alleen al het ontmantelen van de windparken Borselle I en II volgens deze methode zou ruim 50 kiloton CO2-reductie betekenen vergeleken met verbranding.

Ontmanteling biedt kansen

Verder werken we aan een tool om partijen optimaal advies te kunnen geven over het afbreken en recyclen van windparken. Daarbij gaat het om een combinatie van levenscyclusanalyse (LCA) en kostenanalyses. Samen met kennispartners, overheden en bedrijven hebben we voor het Rotterdamse havengebied onderzoek gedaan naar het op termijn grootschalig ontmantelen van de windturbines, om welke reststromen en hoeveelheden het precies gaat en welke kansen dat biedt voor het bedrijfsleven. Met dit onderzoek willen we de CO2 voetafdruk van windturbines verlagen.

Realisatie in Europees verband

In een in 2023 opgericht Europees samenwerkingsverband werken 18 partners aan de realisatie van het terugwinnen van glasvezel uit composieten. Ze doen dit op chemische wijze via groene solvolyse en via thermolyse.

Laat je verder inspireren

2 resultaten, getoond 1 t/m 2

Switch naar het hybride energiesysteem

Informatietype:
Webinar
17 februari 2023
1 aflevering
Hoe kan ons toekomstig elektriciteitsnet stabiel en betaalbaar blijven? Kijk het webinar van 1 februari 2023 terug en krijg inzicht in de technologische en maatschappelijke oplossingen voor ons toekomstige energiesysteem.

Wind op zee onder druk

Informatietype:
Webinar
31 december 2022
1 aflevering