Windkraftanlagen sind Symbole für saubere Energie, doch das drohende Problem des Blattabfalls droht ihren grünen Ruf zu untergraben. Kann ein zirkulärer Ansatz die Windenergie wirklich regenerativ machen?
Vom Abfall zur Erneuerung
Die Windenergie spielt eine wichtige Rolle beim Übergang zu einer kohlenstoffarmen Zukunft, die durch globale Abkommen wie das Pariser Abkommen unterstützt wird. Der Lebenszyklus von Windturbinen stellt jedoch eine große Herausforderung für die Nachhaltigkeit dar: Die aus komplexen Verbundwerkstoffen hergestellten Rotorblätter lassen sich nur schwer recyceln und landen oft auf Mülldeponien. Angesichts von über 40 Millionen Tonnen Abfall, die bis 2050 erwartet werden, muss die Branche von einem linearen„Nehmen-Herstellen-Entsorgen„-Modell zu einem Kreislaufmodell übergehen, das die Materialien während des gesamten Lebenszyklus der Turbine recycelt und wiederverwendet.
Dieses Problem ist nicht nur aus ökologischer Sicht kritisch, sondern auch aus wirtschaftlicher Sicht. Die derzeitigen Abfallpraktiken führen zu einer ständigen Abhängigkeit von endlichen Ressourcen wie Erdöl und Siliziumdioxid, was die langfristige Nachhaltigkeit des Windsektors untergräbt. Darüber hinaus unterstreichen Unterbrechungen der Lieferketten aufgrund politischer oder ökologischer Krisen die Bedeutung der Verringerung der Materialabhängigkeit.
Die Komplexität der Wertschöpfungskette, an der zahlreiche Akteure vom Hersteller bis zum Recycler beteiligt sind, erschwert die Bemühungen, die Windindustrie vollständig zirkulär zu machen. Kooperative Ansätze, Materialinnovationen und politische Maßnahmen sind unerlässlich, um die Windenergie regenerativ zu machen.
Wir bei Bax nutzen unsere umfassende Erfahrung in den Bereichen erneuerbare Energien und Kreislaufwirtschaft, um gemeinsam mit den Akteuren der Branche das Problem des Blattabfalls aus verschiedenen Blickwinkeln anzugehen. Unser Ziel ist es, die Windenergie in eine vollständig regenerative Energiequelle umzuwandeln, indem wir die Kreislaufwirtschaft in jede Phase des Lebenszyklus der Rotorblätter einbeziehen.
Die Suche nach alternativen Materiallösungen und die Schließung des Material- und Energiekreislaufs ist nicht nur eine Frage der ökologischen Nachhaltigkeit, sondern auch eine Frage der Verringerung der starken Abhängigkeit des Windsektors von Materialien und der damit verbundenen externen Effekte, was letztlich die Widerstandsfähigkeit langfristig verbessert.
– Johanna Reiland, Innovationsberaterin
Die wichtigsten Herausforderungen der Kreislaufwirtschaft in der Windenergie
Herausforderung 1: Schwierig zu recycelnde Materialien
Die Rotorblätter von Windkraftanlagen werden überwiegend aus Verbundwerkstoffen hergestellt, die mit duroplastischen Harzen verstärkt sind. Diese Materialien bieten die notwendige Festigkeit und Haltbarkeit, sind aber aufgrund ihrer komplexen chemischen Bindungen bekanntermaßen schwer zu recyceln. Daher landen viele ausgemusterte Rotorblätter auf Mülldeponien oder werden verbrannt, was zu Umweltverschmutzung und Ressourcenverschwendung führt.
Fortschritte in der Materialwissenschaft ebnen den Weg für mehr recycelbare Alternativen. So können beispielsweise thermoplastische Harze oder neuartige Duroplaste mit reversiblen Vernetzungen die herkömmlichen Duroplaste ersetzen, so dass die Klingen am Ende ihrer Lebensdauer eingeschmolzen und neu geformt werden können. Darüber hinaus bietet die Erforschung biobasierter und biologisch abbaubarer Materialien vielversprechende Möglichkeiten für eine nachhaltige Klingenproduktion.
Herausforderung 2: Fehlende Industriestandards und Datentransparenz für Recycling
Das Fehlen von standardisierten Materialien und Prozessen erschwert die Recycling-Bemühungen. Ohne Materialpässe oder detaillierte Informationen über die Zusammensetzung der Klingen haben Recyclinganlagen Schwierigkeiten, diese Komponenten effektiv zu verarbeiten, was zu Downcycling oder Entsorgung führt.
Die Einführung von branchenweiten Standards und die Verbesserung des Datenaustauschs sind entscheidende Schritte auf dem Weg zur Kreislaufwirtschaft. Die Transparenz der Materialzusammensetzung ermöglicht bessere Strategien für das Ende des Lebenszyklus und fördert Innovationen bei Recyclingtechnologien. Die Einführung der Verordnung über die umweltgerechte Gestaltung nachhaltiger Produkte (ESPR) bedeutet, dass Windkraftanlagen nun strenge Nachhaltigkeitskriterien erfüllen müssen. Die digitalen Produktpässe dieser Verordnung werden sicherstellen, dass die Materialdaten leicht zugänglich sind und neue Möglichkeiten für Wiederverwendung, Aufarbeitung und Recycling eröffnen.
Die Standardisierung von Materialien und Herstellungsprozessen in der gesamten Branche wird auch die Recyclingbemühungen rationalisieren und die Prinzipien des Kreislaufdesigns fördern.
Herausforderung 3: Fragmentierte Wertschöpfungskette und begrenzte Zusammenarbeit
Der Windenergiesektor umfasst ein komplexes Netzwerk von Herstellern, Betreibern, Recyclern und politischen Entscheidungsträgern. Die mangelnde Koordination zwischen diesen Akteuren behindert die Entwicklung kohärenter Kreislaufstrategien.
Der Aufbau starker Partnerschaften über die gesamte Wertschöpfungskette hinweg ist unerlässlich. Kollaborative Plattformen können die Kommunikation zwischen Herstellern, Recyclern und politischen Entscheidungsträgern fördern und die Entwicklung integrierter Lösungen ermöglichen. Gemeinsame Initiativen können Innovationen beschleunigen, Kosten senken und neue Geschäftsmodelle rund um die Kreislaufwirtschaft schaffen, von denen die gesamte Branche profitiert.
Die Kreislaufwirtschaft von Windkraftanlagen am Ende ihres Lebenszyklus stellt nicht nur eine technische Herausforderung dar, sondern schränkt auch unsere Möglichkeiten ein, Kreislaufwirtschaftsziele zu erreichen, die über Wiederverwertung und Recycling hinausgehen. Eine Verlagerung des Schwerpunkts auf die zirkuläre Gestaltung von Materialien, Komponenten und Wertschöpfungsketten kann positive ökologische und soziale Auswirkungen haben und wirtschaftliche Chancen eröffnen.
– Johanna Reiland, Innovationsberaterin
Umwandlung von Windenergie durch Kreislaufwirtschaft
Der Übergang zu einer Kreislaufwirtschaft in der Windenergie bedeutet ein Überdenken von Design, Produktion und End-of-Life-Prozessen. Durch die Verringerung der Ressourcenabhängigkeit, die Minimierung von Abfällen und die Verbesserung der Materialrückgewinnung kann die Branche ihren ökologischen Fußabdruck erheblich verkleinern und ihre Widerstandsfähigkeit gegenüber Unterbrechungen der Lieferkette und Materialknappheit stärken.
Multidisziplinäre Lösungen
- Technologische Innovation: Investitionen in die Forschung für wiederverwertbare Verbundstoffe, modulare Konstruktionen und fortschrittliche Recyclingtechnologien können die Lebensdauer von Turbinen verlängern und die Verwertungsverfahren vereinfachen. Aufstrebende Technologien wie thermoplastische Harze und biobasierte Materialien bieten vielversprechende Alternativen zu herkömmlichen, nicht recycelbaren Komponenten.
- Marktentwicklungen: Die Einführung von Materialpässen und Materialklassenkennzeichnungen als Industriestandards wird die Verwendung von Recyclingmaterialien in neuen Turbinenkonstruktionen deutlich erhöhen. Die Verankerung der Kreislaufwirtschaft in der gesamten Wertschöpfungskette – vom Design bis zum Ende der Lebensdauer – erfordert eine enge Zusammenarbeit zwischen allen Beteiligten. Dieser Ansatz gewährleistet Effektivität über mehrere Lebenszyklen hinweg. Die Bildung strategischer Allianzen in Branchen wie der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie und dem Schiffbau kann Innovationen vorantreiben und Risiken mindern, da diese Sektoren vor ähnlichen Herausforderungen in Bezug auf Recycling und Kreislaufwirtschaft stehen.
Die Schaffung eines starken Sekundärmarktes für recycelte Materialien wird es der Windindustrie ermöglichen, ihre Abhängigkeit von neuen Ressourcen zu verringern und damit die Kreislaufwirtschaft und Nachhaltigkeit zu verbessern.
- Politische Unterstützung: Die Vereinfachung der Vorschriften für die Abfallbehandlung und den Export ist entscheidend für die Ausweitung der Recyclingbemühungen im Windenergiesektor. Der Vorstoß von WindEurope für ein Verbot der Deponierung von Turbinenblättern bis 2025 ist ein wichtiger erster Schritt zur Abfallreduzierung. Höhere Gebühren oder ein Verbot von Deponien und Verbrennungsanlagen werden die Branche dazu zwingen, die Recyclingkapazitäten zu erweitern und von Anfang an das Kreislaufdesign zu fördern.
Die Verordnung über die umweltgerechte Gestaltung nachhaltiger Produkte mit ihren digitalen Produktpässen fördert die Transparenz, während Erweiterungen der EU-Taxonomie und des Mechanismus zur Anpassung des Kohlenstoffgrenzwertes (CBAM) die Wettbewerbsfähigkeit von recycelten gegenüber neuen Materialien weiter verbessern und die Kreislaufwirtschaft branchenweit fördern würden.
Wie Bax dieses Thema anpackt: Ihr Leitfaden für eine kreislauforientierte Windenergie-Zukunft
Wir bei Bax helfen den Akteuren der Wertschöpfungskette für Verbundwerkstoffe, die zugrunde liegenden Herausforderungen zu verstehen und unterstützen sie dabei:
- Strategische Planung: Das Verständnis der zugrundeliegenden Spezifikationen und Mechanismen, die die Kreislauffähigkeit des Materialstroms verhindern, ist für die Entwicklung einer wirkungsvollen Kreislaufwirtschaftsstrategie unerlässlich.
- Scouting von Technologien und Praktiken: Technologien und Praktiken, die darauf abzielen, die Kreislauffähigkeit von Verbundwerkstoffen zu erhöhen, sind während des gesamten Produktlebenszyklus vorhanden. Um jedoch den größten Nettonutzen für das gesamte System zu erzielen, müssen sie neben anderen Praktiken berücksichtigt werden.
- Kollaborative Netzwerke: Die Zusammenarbeit im vor- und nachgelagerten Bereich sowie zwischen den Sektoren ist der Kern der Kreislaufwirtschaft. Letztendlich werden die Lösungen für die zusammengesetzte Kreislaufwirtschaft nicht von einem Akteur allein, sondern von einem starken Netzwerk von Akteuren erreicht.
Wenn Sie mehr über die Kreisform der Klinge erfahren möchten, lesen Sie unser kostenloses PDF.
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Wir helfen den Partnern in der Wertschöpfungskette der Windenergie – und anderen Sektoren – dabei, das Wissen, die Ressourcen und die Kontakte zu erlangen, die für den Start und die Umsetzung von Kreislaufverfahren erforderlich sind. Wir begleiten Branchenführer bei der Umstellung auf Kreislaufwirtschaft, indem wir die richtigen Partner zusammenbringen, Einblicke in Risiken und Chancen geben und die Innovationsprozesse für Kreislaufwirtschaft definieren und überwachen, die Wirkung zeigen. Wir haben auch Erfahrung im Aufbau von europaweiten Community-Netzwerken, die die Zusammenarbeit von Interessengruppen, den Wissensaustausch und den Aufbau von Kapazitäten erleichtern.
