Вітроенергетика: куди подіти старі лопаті?

Вітроенергетика: куди подіти старі лопаті?

Як не дивно, навіть у такого екологічного джерела енергії, як вітряк, є свої зовсім неекологічні сторони. Ми вже розглядали переваги та недоліки вітрової енергетики, але в числі останніх з’явилось поповнення – складність утилізації. Термін служби ротора сучасної вітроустановки становить 20 років. Але що з ним робити потім? Питання зовсім не просте, та відповіді на нього поки немає. Фахівці шукають способи вирішення проблеми, і ми пропонуємо Вам прослідкувати за ними на прикладі німецької вітроенергетики.

Alpha ventus, - так іменується перший німецький офшорний вітропарк, урочисте відкриття якого відбулося 27 квітня. Вітропарк зведений у Північному морі в 45 кілометрах на північ від острова Боркум і складається з 12 енергоустановок загальною потужністю 1960 мегават. Цього вистачить, щоб забезпечити електроенергією приблизно 50 тисяч сімей. Правда, відкриття вітропарку не слід плутати з його введенням в дію: поки що йдеться лише про завершення етапу монтажних робіт та про початок етапу пробної експлуатації. І тим не менш, це важливий крок на шляху до реалізації амбітного проекту, що передбачає будівництво в найближчі 20 років офшорних вітропарків сумарною потужністю 25 тисяч мегават.

Лопаті не приймають на звалище

Що ж стосується вітроустановок на суші, то їх у Німеччині сьогодні понад 20 тисяч. Деякі були побудовані більше десяти років тому і вже встигли морально застаріти, так що в найближчому майбутньому їх буде потрібно демонтувати. І тут виникає зовсім несподівана проблема: куди дівати лопаті, які вже відслужили своє? Їх нормативний термін експлуатації становить 20 років, після чого вони підлягають заміні. В поточному році проблема буде не дуже гострою, оскільки маса призначеного для утилізації брухту складе лише близько 500 тонн, але вже до 2020 року рахунок піде на десятки тисяч тонн. "А звезти лопаті просто на смітник не можна, - пояснює Ута Кюне (Uta Kühne), наукова співробітниця факультету вітроенергетики університету Бремерхафену, - оскільки частка органічних сполук у матеріалі, з якого лопаті виготовлені, становить близько 30 відсотків. Тим часом, на звалище в Німеччині дозволено відправляти вироби з вмістом органіки не вище 5 відсотків".

Лопаті погано горять і псують фільтри

В результаті роторні лопаті, які виробили свій ресурс, потрапляють на сміттєспалювальні заводи. Але там від цього аж ніяк не в захваті - перш за все, тому, що композиційний матеріал, що складається з вуглеволокна, скловолокна, деревини бальзи, поліуретану, металу і епоксидної смоли, горить досить погано. "А крім того, - додає Ута Кюне, - волокна, що містяться в цій суміші, забивають фільтри повітроочисний установок і навіть можуть повністю вивести їх з ладу".

Тому фахівці роблять сьогодні ставку не на утилізацію лопатей, а на їх вторинне використання - по можливості як цілісного виробу або хоча б як джерела цінних матеріалів. В Німеччині вже з'явилося кілька фірм, що спеціалізуються на відновленні роторних лопатей. Там вважають, що регенеровані лопаті за міцністю не поступаються новим, тобто мають експлуатаційний ресурс не менше 20 років. Ута Кюне згодна з такою оцінкою: "Спільно з рядом партнерів з промислових фірм та науково-дослідних установ ми провели дослідження такої лопаті, що пропрацювала 20 років. Ми випробували її на всі найважливіші параметри, включаючи і міцнісні характеристики, і прийшли до висновку, що ця лопать цілком могла б працювати ще довгі роки".

Лопаті не діляться на складові компоненти

Правда, поки залишається нез'ясованим формальний бік справи: чи потрібен для лопатей по закінченню перших 20 років експлуатації новий допуск, який передбачає повну програму випробувань? До тих пір, поки відповіді на це питання немає, єдиний спосіб утилізації лопатей - це вторинне використання конструкційних матеріалів. "В принципі нове застосування можуть знайти всі інгредієнти, які входять до складу цього композиту", - говорить Ута Кюне. Але це "в принципі". А практична реалізація цієї можливості вимагає створення високоефективних технологій поділу інгредієнтів. Наприклад, відділення скловолокна від епоксидної смоли можна здійснити методом піролізу, але для цього необхідні спеціальні печі, в яких лопаті завдовжки 40, 50, а то й 60 метрів можна було б нагріти до температури в 600 градусів Цельсія. Навряд чи ці зусилля будуть економічно виправданими, - вважають Ута Кюне і багато інших експертів.

Ріжемо раз, ріжемо два...

Тому вони роблять ставку на іншу технологію - подрібнення лопатей на дрібні гранули - так званий рециклят. "Тобто лопаті розрізають на дрібні частини, потім і їх дроблять, і отриманий продукт служить наповнювачем при виробництві пластмас або нових волокнистих композиційних матеріалів, - пояснює Ута Кюне. - Правда, це навряд чи зможе повністю вирішити проблему утилізації лопатей, оскільки частка рециклята в нових продуктах не повинна перевищувати 40 відсотків".

Можливо, саме це спонукало одного з швейцарських виробників цементу запропонувати технологію, в якій термічна утилізація поєднується з рециклінгом матеріалу. Процес виробництва цементу припускає нагрів сировини до температури в 1400 градусів Цельсія, і подрібнені лопаті можуть замінити вугілля або мазут в якості палива, нехай і низькокалорійного. "А з золи, що залишається після згорання, можна витягти ще й ряд матеріалів, що зазвичай використовуються у виробництві цементу - наприклад, пісок", - пояснює Ута Кюне. Сьогодні ця технологія проходить випробування на півночі Німеччини. І якщо вона виявиться економічно ефективною, то не виключено, що незабаром цемент для фундаментів нових вітроустановок буде вироблятись з використанням деталей старих установок – лопатей, які виробили свій ресурс.

X

Вхід

Завантажую...