Hoogwaardig recyclen van windturbinebladen opschalen

Offshore wind groeit snel, maar de circulariteitsuitdaging wordt met elk jaar zichtbaarder. De eerste generatie offshore windparken nadert het einde van de exploitatieperiode, en het aandeel turbines dat moet worden gerecycled, zal gestaag toenemen.

Moderne turbineontwerpen zijn doorgaans strak geoptimaliseerd voor hun beoogde levensduur, terwijl offshore machines aan het einde van die periode voor een heel andere werkelijkheid staan. Blootgesteld aan hogere constructieve belastingen en hardere omgevingscondities dan hun onshore equivalenten, zijn ze over het algemeen niet geschikt voor hergebruik. Recycling is daarmee de enige verantwoorde weg vooruit.

Tegelijkertijd verschuift de regelgeving. De EU heeft een stortverbod voor composietbladen ingevoerd, waardoor recycling niet langer optioneel is. In Nederland en elders in Europa vereisen tendercriteria steeds vaker dat windparkexploitanten een duidelijke einde-levensduurstrategie kunnen aantonen voordat projecten worden gegund. De druk om een geloofwaardige, hoogwaardige oplossing te hebben, is niet langer theoretisch.

De meest gebruikte recyclingroutes vandaag de dag, mechanische verwerking en meeverbranding in cementproductie, schieten tekort ten opzichte van wat nodig is om een circulaire aanpak mogelijk te maken. Mechanisch recyclen scheidt vezels en hars onvoldoende om hoogwaardig hergebruik mogelijk te maken.

Meeverbranding in cementproductie hergebruikt materiaal in de breedste zin, maar wint het niet terug voor nieuwe productiecycli. Geen van beide routes vermindert de afhankelijkheid van primaire grondstoffen in de mate die de sector vereist.

Van composietafval naar herbruikbaar materiaal

Binnen het CIRCLE4WIN-project ontwikkelen TNO en haar partners een geïntegreerde recyclingketen op basis van thermolyse. Onder de beschikbare scheidingstechnologieën heeft thermolyse momenteel het grootste kortetermijnpotentieel voor toepassing en opschaling naast aanvullende routes zoals kunststofrecycling op basis van dissolutie, waarbij polymeren selectief kunnen worden gescheiden voor hoogwaardig hergebruik.

De technologie wordt al ingezet in andere industriële contexten en biedt een directe weg om vezels effectief van hars te scheiden.

Het proces bestaat uit twee stappen die worden toegepast op voorbewerkt bladmateriaal. De grondstof is afkomstig van geavanceerde voorbewerking, waaronder slimme snijoplossingen die in een eerdere projectfase zijn gevalideerd.

TNO heeft belangrijke procesparameters geoptimaliseerd, waaronder invoerdeeltjesgrootte, temperatuur, verblijftijd en oxidatie-intensiteit, om koolstofvrije teruggewonnen glasvezel (rGF) te produceren die voldoet aan de kwaliteitseisen voor hergebruik in nieuwe glasvezelproductie en toepassingen zoals thermoplastische composieten.

Om de robuustheid te waarborgen, zijn meerdere batches bladmateriaal van verschillende herkomst verwerkt, waarbij bewust rekening is gehouden met de heterogeniteit van echte einde-levensduurstromen. Praktische inzichten uit deze campagnes, waaronder vroege identificatie van verontreinigingen zoals metaalbedrading, koper, pvc- kernmateriaal en stenen, hebben direct bijgedragen aan de voorbewerking en versnipperingsstrategieën in het hele consortium.

Tot nu toe is circa 60 kg teruggewonnen glasvezel geproduceerd uit twee verschillende windturbinebladen en uitgebreid gekarakteriseerd. Er zijn geen alarmsignalen geconstateerd. Het testen wordt voortgezet met aanvullende bladbronnen, en de verdere karakterisering van procesuitvoer is in volle gang om de risico's van opschaling verder te beperken.

Van pilot naar industrieel ontwerp

Het project heeft inmiddels een uitgebreide dataset opgeleverd met massa- en energiebalansen voor alle belangrijke invoer- en uitvoerstromen, waaronder teruggewonnen glasvezel, circulaire vloeibare olien, resterende kool en procesgassen. Dit vormt een solide technische basis voor opschaling richting industriële inzet.

Teruggewonnen vezels worden getest voor hergebruik in glasproductie, in samenwerking met Sibelco, dat het teruggewonnen materiaal verwerkt tot Furnace Ready Cullet. Eerste resultaten wijzen erop dat dit materiaal direct kan dienen als invoer voor nieuwe glasvezelproducten met gerecyclede inhoud, een significante stap richting het sluiten van de materiaalketen.

De lessen uit de pilotoperaties worden al verwerkt in het technisch ontwerp van een demonstratieschaal installatie met een capaciteit van circa 10.000 ton per jaar. Ter vergelijking: een dergelijke installatie zou alle windturbinebladen van het Prinses Amalia windpark met 60 windturbines, een van de eerste Nederlandse offshore windparken die ontmanteld worden, in ongeveer één maand kunnen verwerken.

Een waardeketen bouwen die kan opschalen

Een belangrijke kracht van CIRCLE4WIN is de aanpak over de volledige waardeketen. Het consortium omvat elke cruciale stap: bladproductie (Suzlon), einde-levensduurmanagement (IX Decom), voorbewerking (D&E), thermolyse-recycling (Renewi), grondstoffenverwerking (Sibelco) en glasvezelproductie (Envalior). Deze integratie maakt de aanpak industrieel geloofwaardig en onderscheidt het van een louter laboratoriumexercitie.

Recycling opschalen is niet alleen een technische uitdaging. Het hangt ook af van het bereiken van voldoende volumes. Voor een commercieel levensvatbaar recyclingbedrijf is een jaarlijkse doorvoer van circa 40.000 tot 50.000 ton composietmateriaal nodig.

Einde-levensduur windturbinebladen alleen kunnen deze volumes nog niet leveren, wat betekent dat verschillende composietafvalstromen gecombineerd moeten worden. Dit is haalbaar, maar vereist adequate kennis en transparantie over materiaalsamenstelling en kwaliteitseisen in de hele keten. Een digitaal productpaspoort (DPP) kan een belangrijke rol spelen bij het vastleggen en delen van deze informatie.

Waarom thermolyse zich onderscheidt

Vanuit circulariteitsperspectief biedt de route die het mogelijk maakt glasvezels opnieuw te smelten en te hergebruiken de hoogste recyclingwaarde die momenteel beschikbaar is. Waar mechanisch recyclen gemengde materialen oplevert met beperkte toepassingsmogelijkheden, maakt thermolyse het mogelijk vezels opnieuw in productiecycli in te brengen.

Dit verschil is cruciaal voor het verminderen van de vraag naar primaire grondstoffen en voor het opbouwen van veerkrachtigere, circulaire materiaalaanvoerketens binnen het Europese windenergiesysteem.

Vooruitblikken: van haalbaarheid naar inzet

De huidige resultaten vormen een belangrijke mijlpaal, maar er ligt nog veel werk voor de boeg. Het project zal doorgaan met:

• Het afronden van ontwerpvereisten en gedetailleerde kostenramingen voor grootschalige thermolyse-installaties
• Het voltooien van levenscyclusanalyses voor realistische scenario's
• Het produceren van aanvullende rGF-batches voor eindproductprestatietests met extra windturbineblad typen

De bredere systeemcondities moeten zich tegelijkertijd verder ontwikkelen. Beleidskaders, tendervereisten en waardeketenafstemming, inclusief instrumenten zoals het digitaal productpaspoort, zijn allemaal essentieel om grootschalige adoptie mogelijk te maken.

Door technologische validatie te verbinden met industriële implementatie helpt CIRCLE4WIN de onzekerheid voor investeerders te verminderen en versnelt het de transitie naar circulaire windenergiesystemen. De sector heeft de regelgevingscondities gecreëerd. De waardeketen neemt vorm aan. Wat CIRCLE4WIN nu opbouwt, is de technische en economische onderbouwing om grootschalige adoptie werkelijkheid te maken.