Recycling: Wie werden Rotorblätter entsorgt?

12. April 2018 | Kira Crome

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Was geschieht mit ausgedienten Windenergieanlagen? Viele Anlagen der ersten Generation nähern sich demnächst dem Ende ihrer Förder- und Betriebszeit. Werden sie abgebaut, lassen sich viele Teile wiederverwerten. Bei Rotorblättern ist das nicht ganz einfach. Ein Hintergrundpapier des Bundesverbandes Windenergie erläutert die technischen Möglichkeiten zum Recycling von Windradflügeln.

Mehr als 28.000 Windkraftanlagen sind derzeit bundesweit im Landesinneren und in der Nord- und Ostsee im Einsatz. Darunter sind viele Anlagen der ersten Generation, die demnächst das Ende ihrer Betriebszeit erreichen oder aus der Förderung nach dem Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) fallen. Werden ältere Anlagen der früheren Baureihen stillgelegt oder im Zuge von Repoweringmaßnahmen durch größere, leistungsstärkere Anlagen ersetzt, findet ein Teil der ausgemusterten Gebrauchten auf dem internationalen Zweitmarkt ein zweites Dasein. Die übrigen dauerhaft stillgelegten Anlagen müssen nach dem Ende ihrer Dienstzeit entsorgt werden. Dazu sind die Betreiber von Windenergieanlagen baurechtlich verpflichtet.

Vielfach können einzelne ausrangierte, technisch einwandfreie Bauteile verkauft werden. Die übrigen Anlagenteile werden dann entsorgt und wiederverwertet. Ein Großteil der Materialien, die in einer Windenergieanlage verbaut werden, wie Kupfer aus den Kabeln, Stahl aus den Türmen und Beton aus dem Fundament, kann recycelt werden. „Für fast alle, in einer Windenergieanlage verwendeten Materialien existieren geeignete Entsorgungswege“, sagt Elisa Seiler vom Fraunhofer Institut für Chemische Technologie (ICT), „wodurch eine Recyclingquote von 80 bis 90 Prozent erreicht werden kann.“ Eine Ausnahme bildet die Entsorgung der großen Rotorblätter.

Sie werden aus glasfaserverstärkten Verbundwerkstoffen hergestellt, meistens Epoxidharz mit eingebetteten Glasfasern (GFK). Teils wird auch kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff (CFK) verwendet. Weil sich die Hybridwerkstoffe durch den Materialmix als Verbund besonders gut an die jeweiligen Anforderungen anpassen lassen, werden sie in den letzten Jahren immer häufiger genutzt. Aufgrund ihrer Eigenschaften wie hohe Festigkeit, Flexibilität und leichte Verarbeitung in der Produktion sind solche faserverstärkten Verbundwerkstoffe vielseitig einsetzbar. Vor allem im Schiffsbau, aber auch in der Automobilindustrie und auch bei der Rotorblattherstellung kommen sie zum Einsatz. Bei älteren Baureihen ist ein einzelner Rotorflügel bis zu 45 Meter lang und wiegt 9 bis 12 Tonnen. Bei jüngeren Anlagen sind die Flügel noch länger und schwerer. Um sie leichter und widerstandsfähiger zu machen, werden im Rotorblattbau auch Füllstoffe wie Holz oder Kunststoffschaum in Sandwichbauweise verbaut.

Was sie stabil macht, begrenzt jedoch ihre Wiederverwertungsmöglichkeiten. Denn die einzelnen Stoffe lassen sich, durch das Harz fest verklebt, nur mit viel Energieeinsatz wieder trennen. Ein Hintergrundpapier des Bundesverbandes Windenergie erläutert die technischen Möglichkeiten der thermischen Verbrennung und die Entwicklungswege zur Rückgewinnung der eingesetzten Rohstoffe, die die Forschung derzeit unternimmt, damit auch für Rotorblätter ein umweltgerechter und geschlossener Verwertungskreislauf entsteht.

Weil seit 2005 die Deponierung von GFK-Abfällen gesetzlich verboten ist, kommt eine Lagerung des Materials nicht in Frage. Rotorblätter werden deshalb geschreddert und darin enthaltene Metallreste abgeschieden. Die übrigen Abfälle werden bislang als Brennstoff und Sandsubstitut in der Zementindustrie thermisch eingesetzt oder in konventionellen Müllverbrennungsanlagen verbrannt. Allerdings geht das wegen der Struktur der Glasfaser und der komplexen chemischen Reaktionen im Verbrennungsprozess, die die Filter und Verbrennungslinien belasten, nur in kleinen Mengen. Ein Unternehmen in Bremen hat unterdessen eine alternative Lösung entwickelt und vor zwei Jahren auf den Markt gebracht: Die Verbundstoffe ausgedienter Rotorblätter werden durch ein spezielles Verfahren zu einem Ersatzbrennstoff weiterverarbeitet. Dafür wird das Material zerspant und mit sogenannten Spuckstoffen, Reststoffen aus der Papierproduktion, vermischt. In weiteren Verarbeitungsstufen wird das Material weiter aufbereitet und darin noch befindliche Fremdstoffe abgeschieden. Das Endprodukt eignet sich schließlich sowohl als Energielieferant als auch als Substitut für Rohmaterialien. Zum Einsatz kommt es zum Beispiel in der Zementproduktion, beispielsweise zur Herstellung von Klinkersteinen. Dieses Verfahren zur Wiederaufbereitung von GFK-Abfällen ist im letzten Jahr mit dem Umweltpreis GreenTec Award 2017 ausgezeichnet worden. Was früher mal ein Windradflügel war, findet dann eine neue Verwendung beim Hausbau.

Unterdessen forschen Wissenschaftler an verschiedenen Instituten wie zum Beispiel beim Fraunhofer Institut für Chemische Technologie in Baden-Württemberg daran, die in einem Rotorblatt verbauten Hybridwerkstoffe zu zerlegen und in unterschiedliche Bestandteile zu trennen. Ziel der Forschungsbemühungen ist es, die in den Verbundstoffen enthaltenen Sekundärrohstoffe zurückzugewinnen und so ihre Wiederverwertung zu ermöglichen. Zudem wird auch an der Entwicklung neuer Materialien für Herstellung und Zusammensetzung von Rotorblättern geforscht – auch im Hinblick auf ihre Recyclingfähigkeit.

Weiterführende Information:

Bundesverband Windenergie (2017): Möglichkeiten zur Wiederverwertung von Rotorblättern von Onshore-Windenergieanlagen.

 

 

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