Europa droht Müllhalde für schwer recycelbare Windradflügel zu werden: Forscher präsentieren heiße Recyclinglösung
Windenergie gilt als eine der „billigsten und am besten skalierbaren Lösungen“ für die Klimakrise, doch ihr Boom bereitet zunehmend Sorgen.
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Überall in Europa und in den umliegenden Meeren stehen Windräder. Ingenieure bauen sie so, dass sie extremen Bedingungen standhalten, etwa starker UV-Strahlung, heftigen Böen, extremen Temperaturen und sogar Blitzeinschlägen.
Rund fünfundachtzig bis neunzig Prozent der Gesamtmasse eines Windrads lassen sich recyceln. Die robusten Rotorblätter machen es jedoch schwer, den Rest aufzubereiten.
Rotorblätter verstopfen Europas Deponien
Deshalb landen viele Rotorblätter nach ihrer Stilllegung auf Deponien, meist nach 20 Jahren Betrieb, oder werden verbrannt.
Prognosen zufolge steigt die Menge ausgedienter Rotorblätter in Europa von 20.000 Tonnen im Jahr 2025 auf 55.000 Tonnen bis 2030, wenn ältere Flotten ihr Lebensende erreichen.
Der Verband WindEurope, die Branchenvertretung der europäischen Windindustrie, hat ein freiwilliges, branchenweites Deponieverbot eingeführt, das seit vergangenem Jahr gilt.
Der Verband drängt EU-Entscheidungsträger, dieses Verbot in verbindliches Recht zu übernehmen. Aus seiner Sicht würde das die Entwicklung nachhaltiger Recyclingtechnologien zusätzlich beschleunigen.
Windräder: Blätter durchlaufen Flash-Joule-Erwärmung
Forscher haben kürzlich eine neue Methode entdeckt, um schwer recycelbaren Rotorblättern ein zweites Leben zu geben: Sie setzen sie einem „kurzen, intensiven Hitzeschub“ aus.
Die in der wissenschaftlichen Zeitschrift Chem Circularity (Quelle auf Englisch) veröffentlichte Studie zeigt, dass die sogenannte ‚Flash Joule Heating‘-Methode Rotorblätter in Siliciumcarbid und Graphen verwandeln kann. Diese Blätter bestehen oft aus silikahaltigem Glasfaserverbund und kohlenstoffreichem Polymerharz. Siliciumcarbid und Graphen sind zwei wertvolle Materialien für die Herstellung.
Die Rotorblätter erhitzte das Team innerhalb weniger Sekunden auf etwa 2.000 °C. Bei solchen Temperaturen kann Kohlenstoff mit Silika reagieren und Siliciumcarbid bilden, ein hartes und hitzebeständiges Material.
Kohlenstoff kann sich unter diesen Bedingungen auch zu Graphen umordnen, einem Material, das für seine Festigkeit sowie seine Wärme- und elektrische Leitfähigkeit bekannt ist.
Das Forschungsteam stellte fest, dass das entstehende Material sich besser für neue Rotorblätter eignet, wenn die zerkleinerten Blätter vor dem Erhitzen anderen Stoffen beigemischt werden.
Bereits 0,3 Prozent der zurückgewonnenen Materialien, bezogen auf das Gewicht, machten das Harz steifer und fester und verbesserten seine Widerstandsfähigkeit gegen Verformung um 27 Prozent bei Zugbelastung und um neun Prozent bei Biegung.
„Die Mischung aus Siliciumcarbid und Graphen lässt sich wieder in Harze für neue Rotorblätter einarbeiten und verbessert deren mechanische und thermische Eigenschaften“, sagt der Hauptautor und Chemie- und Umweltingenieur Bing Deng von der Tsinghua-Universität in China.
„Das ist mehr als Recycling, das ist Upcycling. Wir machen aus etwas mit geringem Wert etwas, das deutlich mehr wert ist.“