Ветроэнергетика: куда девать старые лопасти?

Экология и здоровье

Ветроэнергетика: куда девать старые лопасти?

Автор: Редактор

Как ни странно, даже у такого экологичного источника энергии, как ветряк, есть свои совсем неэкологические стороны. Мы уже рассматривалипреимущества и недостатки ветровой энергетики , но в числе последних появилось пополнение - сложность утилизации. Срок службы ротора современной ветроустановки составляет 20 лет. Но что с ним делать потом?Вопрос отнюдь не праздный, и ответы на него пока нет. Специалисты ищут способы решения проблемы, и мы предлагаем Вам проследить за ними на примере немецкой ветроэнергетики.

Alpha ventus, - так именуется первый немецкий офшорный ветропарк, торжественное открытие которого состоялось 27 апреля. Ветропарк построен в Северном море в 45 километрах к северу от острова Боркум и состоит из 12 энергоустановок общей мощностью 1960 мегаватт. Этого хватит, чтобы обеспечить электроэнергией примерно 50 тысяч семей. Правда, открытие ветропарка не следует путать с его введением в действие: пока речь идет лишь о завершении этапа монтажных работ и о начале этапа пробной эксплуатации. И тем не менее, это важный шаг на пути к реализации амбициозного проекта, предусматривающего строительство в ближайшие 20 лет офшорных ветропарков суммарной мощностью 25 000 мегаватт.

Лопасти не принимают на свалку

Что же касается ветроустановок на суше, то их в Германии сегодня более 20 тысяч. Некоторые были построены более десяти лет назад и уже успели морально устареть, так что в ближайшем будущем их потребуется демонтировать. И здесь возникает совершенно неожиданная проблема: куда девать лопасти, которые уже отслужили свое? Их нормативный срок эксплуатации составляет 20 лет, после чего они подлежат замене. В текущем году проблема будет не очень острой, поскольку масса предназначенного для утилизации лома составит лишь около 500 тонн, но уже к 2020 году счет пойдет на десятки тысяч тонн. "А свезти лопасти просто на свалку нельзя, - объясняет Ута Кюне (Uta Kühne), научный сотрудник факультета ветроэнергетики университета Бремерхафена, - поскольку доля органических соединений в материале, из которого лопасти изготовлены, составляет около 30 процентов. Между тем, на свалку в Германии разрешено отправлять изделия с содержанием органики не выше 5 процентов ".

Лопасти плохо горят и портят фильтры

В результате роторные лопасти, которые выработали свой ресурс, попадают на мусоросжигательные заводы. Но там от этого отнюдь не в восторге - прежде всего, потому, что композиционный материал, состоящий из углеволокна, стекловолокна, древесины бальзы, полиуретана, металла и эпоксидной смолы, горит довольно плохо. "А кроме того, - добавляет Ута Кюне, - волокна, содержащиеся в этой смеси, забивают фильтры воздухоочистительный установок и даже могут полностью вывести их из строя".

Поэтому специалисты делают сегодня ставку не на утилизацию лопастей, а на их вторичное использование - по возможности как цельного изделия или хотя бы как источника ценных материалов. В Германии уже появилось несколько фирм, специализирующихся на восстановлении роторных лопастей. Там считают, что регенерированные лопасти по прочности не уступают новым, то есть имеют эксплуатационный ресурс не менее 20 лет. Ута Кюне согласна с такой оценкой: "Совместно с рядом партнеров из промышленных фирм и научно-исследовательских учреждений мы провели исследования такой лопасти, проработала 20 лет. Мы испытали ее на все важнейшие параметры, включая и прочностные характеристики, и пришли к выводу, что эта лопасть вполне могла бы работать еще долгие годы ".

Лопасти не делятся на составляющие компоненты

Правда, пока остается невыясненным формальная сторона дела: нужен для лопастей по окончании первых 20 лет эксплуатации новый допуск, предусматривающий полную программу испытаний? До тех пор, пока ответа на этот вопрос нет, единственный способ утилизации лопастей - это вторичное использование конструкционных материалов. "В принципе новое применение могут найти все ингредиенты, входящие в состав этого композита", - говорит Ута Кюне. Но это "в принципе". А практическая реализация этой возможности требует создания высокоэффективных технологий разделения ингредиентов.Например, отделение стекловолокна от эпоксидной смолы можно осуществить методом пиролиза, но для этого необходимы специальные печи, в которых лопасти длиной 40, 50, а то и 60 метров можно было бы нагреть до температуры в 600 градусов Цельсия. Вряд ли эти усилия будут экономически оправданными, - считают Ута Кюне и многие другие эксперты.

Режем раз, режем два ...

Поэтому они делают ставку на другую технологию - измельчение лопастей на мелкие гранулы - так называемый рециклят. "То есть лопасти разрезают на мелкие части, потом и их дробят, и полученный продукт служит наполнителем при производстве пластмасс или новых волокнистых композиционных материалов, - объясняет Ута Кюне. - Правда, это вряд ли сможет полностью решить проблему утилизации лопастей, поскольку доля рециклята в новых продуктах не должна превышать 40 процентов ".

Возможно, именно это побудило одного из швейцарских производителей цемента предложить технологию, в которой термическая утилизация сочетается с рециклингом материала. Процесс производства цемента предполагает нагрев сырья до температуры в 1400 градусов Цельсия, и измельченные лопасти могут заменить уголь или мазут в качестве топлива, пусть и низкокалорийного. "А из золы, остающейся после сгорания, можно извлечь еще и ряд материалов, обычно используемых в производстве цемента - например, песок", - объясняет Ута Кюне. Сегодня эта технология проходит испытания на севере Германии. И если она окажется экономически эффективной, то не исключено, что вскоре цемент для фундаментов новых ветроустановок будет производиться с использованием деталей старых установок - лопастей, которые выработали свой ресурс.

 

Оставить комментарий