UA RU EN

Перероблення вітрових установок. Огляд інновацій.

Перероблення вітрових установок. Огляд інновацій.

Перероблення вітрових установок. Огляд інновацій.

Активний розвиток використання екологічно чистих джерел енергії, зокрема вітрової, веде до питання про утилізацію елементів установок поновлюваних джерел енергії. Нагадуємо, що розрахунковий термін служби ВЕС становить в середньому 25 років (для ВЕС можливе проведення капітального ремонту 2-3 рази) і термін експлуатації перших вітрових установок добігає кінця.

Основні матеріали, що використовуються в вітрогенераторах – це сталь, бетон і композити, з яких виготовляють лопаті. Для вітрової електростанції (ВЕС) однієї з проблем є питання утилізації лопатей. Більшість старих лопатей включають у свій склад склопластикові полімерні композити (GRP), які є важко перероблюваним відходом. Найпоширенішим методом утилізації старих лопатей залишається їх поховання, хоча багато країн ЄС забороняють такі кладовища тому, що вони займають величезні площі територій.

Згідно із заявою Business in wind, наразі близько 80% всіх демонтованих вітряних турбін використовуються повторно в інших країнах (Італії, Великобританії, Швеції, Данії), а решта 20% переробляються. Через те, що використовувати їх знову з економічної точки зору недоцільно. До того ж нові турбіни більшого розміру набагато більш конкурентоспроможні.

В даний час виробники продовжують модернізувати процес виготовлення лопатей, свідомо продумуючи варіанти їх утилізації. У порівнянні з першими встановленими ВЕС, зросла також потужність самої установки, що дозволяє скоротити їх число на вітровому полі. Що стосується інших елементів установки: бетонні та металеві частини ВЕУ (вежа і генератор) утилізуються так само як і інші конструкції різних підприємств загального профілю. Популярними методами утилізації поки що є перероблення для використання у якості будівельних матеріалів або спалювання.

Німецька neowa GmbH, що займається переробкою відходів з акцентом на вітроенергетику, з 2021 року надає GE Renewable Energy та іншим клієнтам послуги, включаючи демонтаж і вивіз виведених з експлуатації турбін, а також переробку різних компонентів (до 90% загальної маси вітроустановки). Утилізації скловолокна планується її дробленням на гранули різного розміру, які будуть використовуватися в якості сировини при виробництві цементу (викиди CO2 при цьому знижуються приблизно на 20% в порівнянні з традиційними процесами).

Данська компанія Vestas з рядом інших організацій розробила технологію, що забезпечує переробку і повторне використання матеріалів, що використовуються для виготовлення лопатей вітряних турбін – термореактивних композитів. Нова технологія передбачає процес переробки, що складається з двох етапів:

  1. Термореактивні композити розбираються на волокно та епоксидну смолу.
  2. При протіканні нового хімічного процесу, епоксидна смола додатково поділяється на основні компоненти, аналогічні вихідним матеріалам.

Ці матеріали потім можуть бути повторно використані при виробництві нових лопатей.

Інша данська компанія Orsted заявила, що буде повторно використовувати, утилізувати або відновлювати всі лопатки турбін у своєму світовому портфелі вітряних електростанцій після їх виведення з експлуатації.

Іспанська Siemens Gamesa представила RecyclableBlade – лопаті, які можна переробляти. Вони виготовляються шляхом об’єднання стандартних матеріалів (скловолокно, пластик, дерево, метал) з інноваційним полімером для формування міцної й гнучкої легкої конструкції. Процес утилізації передбачає занурення конструкції в підігрітий слабокислий розчин, в якому сполучний полімер розчиняється. Після цього інші компоненти збираються, промиваються і просушуються для подальшого повторного використання. За допомогою цієї технології можливо поділ матеріалів лопаті в кінці його терміну служби для використання його в новій сфері.

Шотландські вчені розробили систему GRP Recycling, яка може перетворити композитні відходи в армуюче волокно, придатне для повторного використання для різних застосувань композитних матеріалів.

В Ірландії старі вітрові турбіни планують використовувати для заміни сталі в будівельних проєктах, таких як пішохідні мости. Планується використання лопаті списаних турбін Nordex N29 довжиною 14 метрів. Для моста, прольотом 5 м, частина лопаті відрізається і використовується в якості основного конструктивного елемента, а також є функціональним в конструкції.

У Великобританії почали розробляти пілотний проєкт, суть якого – використання лопаті вітрових турбін для армування бетону тунелів високошвидкісних магістралей. Передбачається, що застосування композитних матеріалів (скловолокно) при армуванні бетону дозволить скоротити викиди шкідливих речовин в атмосферу. Бетон буде армуватися прутами, вирізаними з лопатей. При цьому буде проведена тільки різка полімеру, а не його спалювання або переплавлення. При такому процесі, викиди вуглецю в атмосферу скоротяться на 90%.

Що стосується України – питання частково вирішене. Нові ВЕС, побудовані коштом інвестицій, включають можливість того, що власники зможуть забезпечити вивезення лопатей після закінчення їх експлуатаційного терміну в Європу. Як показує тенденція, виробники самі зацікавлені в повторній переробці своєї продукції та можливості застосування таких лопатей в інших галузях.