Rotorblätter von Windkraftanlagen könnten bald auf Ihrer Straße auftauchen

Eines Tages könnte es sein, dass Sie unter etwas, das in einem früheren Leben hoch über den Meereswellen gesegelt ist, auf einen Bus warten.

Dank der Arbeit eines neuen gemeinsamen Projekts von Forschern in den USA, Großbritannien und Irland könnten verbrauchte Rotorblätter von Windkraftanlagen bald als Stadtmobiliar wie Bushaltestellen und Stromleitungsmasten wiedergeboren werden, da sie Millionen Tonnen einsparen sollen sie werden verschwendet.

Während Türme und Motoren von Windkraftanlagen aus Metall bestehen und nach der Stilllegung recycelt werden können, sind die Rotorblätter nicht recycelbar, was bedeutet, dass Zehntausende teurer Rotorblätter ansonsten verbrannt werden, wenn sie nicht sinnvoll genutzt werden.

Während die Produktion erneuerbarer Energien auf dem Weg zum Netto-Null-Ausstoß intensiviert wird, haben sich Experten der Britischen Inseln, des Georgia Technical College und der City University in New York zusammengetan, um Wege zu finden, diese Verschwendung zu reduzieren.

„Es wurde darüber gesprochen, die Rotorblätter zu zerkleinern und sie als Aggregate in Beton zu verwenden, und das hielt ich für eine Verschwendung“, sagte Marios Soutsos, Materialprofessor an der Queen’s University in Belfast, Nordirland Newsweekund fügte hinzu, dass das Material, aus dem sie hergestellt sind, „ein sehr teures, sehr hochfestes Material ist, also vergraben wir es nicht einfach … also dachten wir über eine Umnutzung statt über Recycling nach.“

Das Team in Belfast hat bereits zwei Brücken erfolgreich gebaut, die jeweils zwei Blätter als Stützen verwenden und für kleine Gräben und Wasserstraßen ausgelegt sind – darunter eine, die bereits in Irland im Einsatz ist. Als sie eines der Bauwerke einem Stresstest unterzogen, konnten 32 Betonblöcke mit einem Gewicht von mehr als 34 Tonnen es nicht zerstören.

Die Erneuerbaren wieder in erneuerbare Energien umwandeln

Rotorblätter von Windkraftanlagen bestehen aus glasfaserverstärktem Polymer (GFRP), einem fortschrittlichen und leichten Material mit einer Lebensdauer von 20 bis 25 Jahren – was bedeutet, dass viele der in den 1990er Jahren errichteten Windparks bald einer Sanierung bedürfen.

Nach Angaben der US Geological Society gab es im Jahr 2022 allein in den USA 70.800 Windkraftanlagen – was darauf hindeutet, dass je nach Größe bereits zwischen einer halben Million und über 2,9 Millionen Tonnen Rotorblätter verschwendet werden, sofern sie nicht gerettet werden können .

Soutsos sagte, das Projekt sei bereits mit der Verfügbarkeit von 450 Rotorblättern pro Jahr allein in Irland beziffert worden, ihre relativ kurze Lebensdauer sei jedoch wahrscheinlich auf die Vorsicht der Betreiber zurückzuführen. Tests, die sein Team an GFK durchführte, ergaben, dass die Verschlechterung „nicht so signifikant“ war.

„Ich vermute, dass die Unternehmen befürchten, dass ihnen ein Schaden entstehen könnte“, fügte er hinzu. „Es gab Fälle, in denen die Rotorblätter von Windkraftanlagen beschädigt wurden, Risse aufwiesen usw. – und diese Reparaturen waren teuer.“

Soutsos sagte, GFRP habe eine „sehr hohe Zugfestigkeit“ und sei im Vergleich zu anderen Materialien leicht, was es für Außenkonstruktionen geeignet mache. Das einzige Problem besteht darin, dass es, sobald es zu Klingen geformt ist, nicht mehr umgeformt werden kann.

Während dies eine faszinierende Herausforderung für Materialingenieure darstellt, bedeutet dies, dass diejenigen, die bereits stillgelegt werden, derzeit entweder verbrannt oder auf Deponien verbracht werden.

„Die Tendenz besteht heutzutage darin, es strukturell zum Verbrennen von Zementfahnen statt zur Deponierung zu nutzen, weil die Deponierung viel Geld kostet“, erklärte Soutsos. „Es zu verbrennen ist keine gute Sache, weil man das Polymer verbrennt, und es sind tatsächlich die Fasern, die den teuren Bestandteil der Klinge darstellen.“

Neben Brücken und Stadtmobiliar möchte das Team die Rotorblätter auch als Außenspielplätze und Fahrradunterstände umfunktionieren. Weltweit schätzt das Projekt, dass es bis 2042 8,6 Millionen Tonnen Rotorblätter geben wird, die eine neue Funktion benötigen.

„Das Problem des Endes der Lebensdauer von Rotorblättern von Windkraftanlagen wird zu einem wichtigen Nachhaltigkeitsproblem für Windkraftanlagenhersteller, von denen sich viele zu den Nachhaltigkeitszielen 2030 oder 2040 verpflichtet haben, die Null-Abfall für ihre Produkte vorsehen“, so das multinationale Team von Forscher schrieben kürzlich in einem Artikel über das Projekt.

Sie fügten hinzu: „Die Wiederverwendung ist aus ökologischer, wirtschaftlicher und sozialer Sicht die nachhaltigste End-of-Life-Lösung für Windturbinenblätter.“

Ein konkretes Problem

Windkraftanlagen sind nicht der einzige Aspekt des Übergangs zu sauberer Energie, der neue ökologische und soziale Bedenken aufwirft. Einige haben gewarnt, dass der Abbau seltener Erdelemente wie Lithium und Kobalt – die zur Herstellung von Lithiumbatterien für Elektrofahrzeuge und zur Energiespeicherung verwendet werden – Auswirkungen auf die natürlichen Lebensräume, in denen sie vorkommen, und auf die Menschenrechte derjenigen haben könnte, die sie abbauen .

Obwohl Forscher nach Möglichkeiten suchen, den Abfall von Windturbinenblättern zu minimieren, stellte Soutsos fest, dass es einen großen, schweren Bestandteil der Strukturen gab, der noch keinen sekundären Zweck gefunden hat: ihre Betonfundamente.

„Sie sind relativ groß [to] „Verhindern Sie, dass die Turbine umkippt“, sagte er und fügte hinzu: „Wie bei Elektrofahrzeugen können wir den Netto-Nullpunkt nicht erreichen – es wird immer einen gewissen CO2-Fußabdruck Ihrer Struktur geben.“

Eine mögliche Lösung für beide Probleme wird jedoch bereits entwickelt. Touchwind, ein Startup in den Niederlanden, möchte eine einflügelige Windkraftanlage bauen, die auf einer Boje sitzt, die direkt am Meeresboden verankert ist.

Der Vorschlag soll wie ein Hubschrauberrotor funktionieren, der sich mit dem Wind hebt und senkt und sich in jede Richtung drehen kann, in die er zeigt. Das Unternehmen gab im Juli bekannt, dass es hofft, die Anker mithilfe der 3D-Drucktechnologie aus Sand und Muschelmaterial herstellen zu können, die natürlicherweise auf dem Meeresboden zu finden wären.