Starzejące się turbiny wiatrowe w Europie stają się problemem ekologicznym – recykling łopat FRP jest wciąż trudny, a odpady rosną szybciej niż rynek ich przetwarzania.
- Ponad połowa turbin w Hiszpanii, Danii i Niemczech ma już 15 lat lub więcej, co stwarza trudności z ich dalszą eksploatacją i utylizacją.
- 10–20% materiałów turbin, głównie łopaty z polimerów zbrojonych włóknami (FRP), nie poddaje się pełnemu recyklingowi. Oddzielenie włókien od żywicy bez utraty właściwości mechanicznych pozostaje trudne.
- W USA i Europie stosuje się m.in. składowanie w ziemi lub wtórne wykorzystanie w przestrzeni miejskiej, np. w przystankach czy elementach placów zabaw, ale nie rozwiązują one problemu systemowo.
- Koszty realizacji projektów wiatrowych w Europie wzrosły o 30–35% od czasów sprzed pandemii. Firmy jak Siemens Energy czy Ørsted potrzebują miliardowych dofinansowań, a niektóre redukują zatrudnienie.
- Rozwój repoweringu (zastępowanie starych turbin nowymi, bardziej wydajnymi) oraz eksperymentalne technologie produkcji łopat z łatwiej przetwarzalnych materiałów termoplastycznych mogą częściowo złagodzić problem w przyszłości.
Jiříkov to niewielka czeska miejscowość w kraju morawsko-śląskim, która w 2012 roku liczyła 312 mieszkańców. Pod koniec 2024 roku do wsi trafiły fragmenty turbin wiatrowych pochodzących z Niemiec. Jednym z miejsc, w którym tymczasowo składowane są odpady z turbin, jest dawny tartak. Obecnie nie da się ich w pełni poddać recyklingowi, a ilość takich odpadów stale rośnie i staje się coraz większym problemem.
Firmy niemieckie zajmujące się przetwarzaniem turbin wiatrowych napotykają coraz większe trudności z obsługą rosnącej liczby zużytych instalacji. W niemieckich landach obowiązują surowe przepisy dotyczące składowania odpadów z turbin, a rosnące ilości wycofanych urządzeń pogarszają sytuację. Według dziennika Welt niemal połowa turbin w Niemczech ma ponad 15 lat i zbliża się do końca okresu opłacalnej eksploatacji.
Turbiny wiatrowe stały się istotnym elementem europejskiego rynku energetycznego po podpisaniu „Protokołu z Kioto” w 1997 roku, który był pierwszym poważnym międzynarodowym porozumieniem w sprawie redukcji emisji dwutlenku węgla. Kolejne inicjatywy, takie jak unijny pakiet klimatyczno-energetyczny 20-20-20 z 2009 roku, Porozumienie paryskie z 2015 roku czy Europejski Zielony Ład z 2019 roku, jeszcze bardziej zwiększały inwestycje w odnawialne źródła energii w całej Europie.
Na kontynencie wybudowano około 90 tysięcy turbin wiatrowych. Pionierami w tym obszarze od lat 90. byli Hiszpanie, Duńczycy i Niemcy. W tych krajach ponad połowa instalacji ma dziś 15 lat lub więcej, co powoduje narastający problem związany z koniecznością ich wycofywania i składowania. Wzrost liczby odpadów z turbin staje się coraz bardziej widoczny i wymaga nowych rozwiązań w zakresie zarządzania zużytym sprzętem.
Utylizacja turbin to problem. Dlaczego
Typowa turbina wiatrowa może zostać poddana recyklingowi w zakresie 80–90 procent swoich materiałów. Problem dotyczy jednak pozostałych 10–20 procent, których przetworzenie nie jest obecnie możliwe. Chodzi głównie o łopaty wirników, wykonane z polimerów wzmocnionych włóknami – najczęściej szklanymi, węglowymi, aramidowymi lub bazaltowymi. Po 20–25 latach eksploatacji ulegają one degradacji materiałowej i osłabieniu strukturalnemu, co uniemożliwia ich ponowne użycie w turbinach. Recykling wymaga oddzielenia włókien od żywicy, jednak wykonanie tego procesu bez utraty właściwości mechanicznych jest bardzo trudne.
Do tej pory problem nie został w pełni rozwiązany. Od lat 90. przedstawiciele sektora energetyki wiatrowej i politycy liczyli na rozwój technologiczny, który umożliwiłby przetwarzanie pozostałych materiałów. Jednak technologie te nie pojawiły się w oczekiwanej skali, a zużyte turbiny wciąż wymagają zagospodarowania. Na początku ich demontaż i transport do krajów Europy Wschodniej, Azji czy Ameryki Łacińskiej wydawał się atrakcyjnym rozwiązaniem, ale wraz ze wzrostem wymagań technicznych i norm środowiskowych zainteresowanie tymi rynkami spadło.
W różnych częściach świata stosowano odmienne metody postępowania z wyeksploatowanymi turbinami. W Stanach Zjednoczonych, w Casper w stanie Wyoming, od lat 90. funkcjonuje miejsce składowania starych turbin wiatrowych. Każdą turbinę tnie się na trzy części, układa warstwami i zakopuje pod ziemią przy użyciu buldożerów.
Niektóre kraje eksperymentują z wtórnym wykorzystaniem elementów turbin w przestrzeni miejskiej. W Danii i Niderlandach fragmenty starych wiatraków posłużyły do budowy przystanków autobusowych, ławek, stolików czy elementów placów zabaw. Pomysł ten łączy kreatywne wykorzystanie materiału z estetyką miejską, jednak nie może być zastosowany na szeroką skalę ze względu na emisję szkodliwego pyłu powstającego podczas cięcia materiałów FRP, który stanowi zagrożenie dla zdrowia.
Problem utylizacji łopat wirników pozostaje nierozwiązany. Brak efektywnej, systemowej metody recyklingu sprawia, że narastają odpady trudne do przetworzenia, co generuje poważne wyzwania ekologiczne dla sektora energetyki wiatrowej i środowiska naturalnego.
Kryzys europejskiej „wiatrówki”
Od czasu okresu sprzed pandemii koszty realizacji projektów wiatrowych w Europie wzrosły szacunkowo o 30–35 procent – poinformował Financial Times. Wzrost kosztów dotyka zarówno producentów, jak i deweloperów inwestycji w energetykę wiatrową. Siemens Energy, którego zakłady wytwarzają turbiny wiatrowe, w ubiegłym roku otrzymał dofinansowanie w wysokości 15 miliardów euro – przekazał Reuters. Z kolei duńska grupa Ørsted, będąca największym na świecie deweloperem morskich farm wiatrowych, ogłosiła redukcję zatrudnienia nawet o 800 osób.
W Hiszpanii sytuacja związana z wiatrem pokazuje skalę wyzwań w przypadku wycofywania starszych instalacji. Zamknięcie starych parków wiatrowych oznaczałoby utratę od 5 do 10 gigawatów mocy, co odpowiada zapotrzebowaniu energetycznemu od 3 do 6 milionów gospodarstw domowych. Pojawia się wówczas problem uzupełnienia brakującej energii i zapewnienia ciągłości zasilania.
W Niemczech głośno komentowane jest zamknięcie pierwszej niemieckiej morskiej farmy wiatrowej, uruchomionej 15 lat temu na Morzu Północnym. Do tej pory funkcjonowanie instalacji wspierały subsydia federalne w wysokości 15 eurocentów dopłaty do każdej wyprodukowanej kilowatogodziny. Po zakończeniu obowiązywania dopłat z końcem 2023 roku opłacalność eksploatacji uległa znacznemu obniżeniu.
Obecnie wiele morskich farm wiatrowych w Niemczech wymaga wysokich nakładów finansowych, aby utrzymać sprawność techniczną i operacyjną. Bez wsparcia państwowego dalsze funkcjonowanie staje się ekonomicznie nieuzasadnione. W związku z tym przewiduje się, że w nadchodzących latach podobnych rozbiórek starszych farm wiatrowych będzie coraz więcej.
Jednym z kierunków rozwoju energetyki wiatrowej jest tzw. repowering, czyli zastępowanie starszych turbin nowoczesnymi, bardziej wydajnymi jednostkami. Pozwala to zwiększyć produkcję energii przy mniejszej liczbie urządzeń, ponieważ nowe turbiny lepiej dostosowują pracę do lokalnych warunków wietrznych. Wysokość wieży, rozmiar wirnika oraz gabaryty turbiny dobiera się w oparciu o badania wiatru w danej lokalizacji, aby zmaksymalizować współczynnik wykorzystania mocy. Dzięki temu możliwe jest zwiększenie efektywności farm wiatrowych bez konieczności zwiększania liczby turbin na danym terenie.
Rozwiązanie to wiąże się jednak z wyższymi kosztami i znacznymi wymaganiami technologicznymi. Rosną wydatki na montaż i eksploatację, a także trudności logistyczne związane z transportem większych konstrukcji i koniecznością wzmocnienia fundamentów. Dodatkowo problematyczna pozostaje utylizacja starych turbin, z których powstaje duża ilość odpadów. Chociaż prowadzone są prace nad nowymi technologiami produkcji łopat, np. z żywic termoplastycznych, które można łatwiej przetwarzać, to nadal nie znajdują one szerokiego zastosowania.
Energetyka wiatrowa od lat jest w debacie o odnawialnych źródłach energii przedstawiana jako rozwiązanie proekologiczne, stosunkowo niekontrowersyjne i wnoszące istotny wkład w transformację energetyczną. Jednak w miarę starzenia się infrastruktury pojawiają się nowe wyzwania. W Polsce turbiny wiatrowe funkcjonują od niedawna, więc problem utylizacji zużytych urządzeń wydaje się odległy, ale doświadczenia innych krajów wskazują, że brak planów recyklingowych może prowadzić do gromadzenia się trudnych do przetworzenia odpadów.
Nie oznacza to, że rozwój farm wiatrowych jest nierozsądny. Nadal istnieje potencjał, by poprawić cykl życia turbin i skutecznie zarządzać ich utylizacją. Kluczowe jest wypracowanie systemowych rozwiązań umożliwiających obsługę starzejącej się infrastruktury, tak aby technologia mogła funkcjonować efektywnie i ekologicznie przez kolejne dekady.
Fot. Unsplash.