Примерное время чтения: 8 мин.
Ветряные электростанции (ВЭС), с их величественными, вращающимися лопастями, стали одним из самых узнаваемых символов перехода к чистой, возобновляемой энергетике. Они преобразуют силу ветра в электричество, не выбрасывая парниковых газов и не загрязняя атмосферу. Однако, как и любая технологическая система, ветряные турбины имеют свой срок службы, который составляет в среднем 20-25 лет. И вот тут возникает важный вопрос: что происходит с этими гигантскими конструкциями, когда их время приходит к концу?
Долгое время утилизация ветряных турбин оставалась вызовом для отрасли. Большая часть конструкции — сталь, медь, бетон — относительно легко перерабатывается. Металлические компоненты можно расплавить и использовать повторно, а бетон — измельчить для строительных нужд. Главной проблемой и основным источником «незеленых» отходов являются лопасти.
Лопасти ветряных турбин изготавливаются из композитных материалов — обычно это стекловолокно или углеволокно, скрепленное термореактивными смолами (эпоксидными или полиэфирными). Эта комбинация делает их невероятно прочными, легкими и долговечными, способными выдерживать колоссальные нагрузки ветра. Однако именно термореактивные смолы делают их почти не поддающимися традиционной механической переработке. Они не плавятся и не растворяются, а значит, их нельзя просто так переработать в новый материал.
По данным WindEurope, с 2025 года ежегодно будет утилизироваться около 25 тысяч тонн лопастей ветряных турбин, а к 2030 году этот объём может вырасти до 52 тысяч тонн. В результате, до недавнего времени, многие отработавшие лопасти отправлялись на свалки, где занимали огромное пространство и оставались там на века. Согласно исследованию Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии (NREL), исследованию Барлоу США, ежегодный вес выведенных из эксплуатации лопастей достигнет 1,5 млн тонн и 2,2 млн тонн к 2050 году.
Такая практика, безусловно, не соответствует «зеленому» имиджу ветроэнергетики и вызывает вопросы у общественности и экологов.
Но индустрия не стоит на месте, и сегодня активно разрабатываются и внедряются инновационные подходы к утилизации ветряных турбин. Ветроэнергетическая отрасль, осознавая экологическую ответственность, инвестирует значительные средства в исследования и разработку методов утилизации лопастей.
В последние годы крупные производители ветряных турбин, такие как Vestas, Siemens Gamesa и GE Renewable Energy, активно работают над созданием «цикличных» лопастей и обещают достичь полной перерабатываемости к 2030 году. Европейская ветроэнергетическая ассоциация WindEurope также поставила цель по 100% утилизации или повторному использованию демонтированных лопастей в Европе к 2025 году. В то же время в Дании действует объединение CETEC, созданное в 2021 году. Оно объединяет усилия Vestas Wind Systems A/S, Olin Corporation, Датского технологического института и Орхусского университета для разработки технологии переработки любых лопастей на основе эпоксидных смол, включая уже утилизированные на свалках.
Благодаря постоянным инновациям и совместным усилиям исследователей, инженеров и производителей, ветряные турбины станут не просто источником чистой энергии, но и примером полного жизненного цикла, где ничто не пропадает бесследно, подтверждая звание по-настоящему устойчивого решения для нашей планеты. Инженеры работают над созданием лопастей из термопластичных смол, которые, в отличие от термореактивных, можно плавить и формовать повторно, что значительно упростит их переработку.
Также исследуются биоразлагаемые композиты, способные естественным образом разлагаться по истечении срока службы. Наиболее распространенный метод переработки на сегодня — механическое измельчение лопастей, после чего полученный материал используется как наполнитель для цемента, асфальта, бетона или как армирующая добавка в полимерных продуктах. Хотя это не позволяет полностью вернуть исходный материал, это лучше, чем захоронение.
Химическая переработка включает пиролиз, при котором лопасти нагреваются до высоких температур в бескислородной среде, разлагая полимеры на масла и газы, а волокна отделяются для повторного использования в композитах или в качестве сырья для химической промышленности. Например, компания Siemens Gamesa создала первые в мире полностью перерабатываемые лопасти, где смолы растворяются для повторного использования волокон. Программа Horizon Europe финансирует исследования по переработке композитов, включая химическое разложение смол и повторное использование волокон.
Кроме того, лопасти или их части могут быть перепрофилированы для других целей: из них строят мосты, автобусные остановки, шумозащитные барьеры и элементы детских площадок, что позволяет продлить жизнь материалам и избежать захоронения.
Стоит отметить, что в ЕС с 2018 году действует директива 2008/98/EC по отходам, которая обязывает страны-члены минимизировать захоронение отходов и развивать переработку. Страны, такие как Германия и Дания, внедряют стандарты «жизненного цикла» для ВЭС, требуя от производителей проектировать турбины с учетом их утилизации, также Дания обязывает компании предоставлять планы утилизации при установке новых турбин.
Европейская ассоциация ветроэнергетики (WindEurope) разработала стратегию, цель которой — достичь полной переработки лопастей к 2030 году. А с 2025 года для ветряных станций ключевым событием является запрет на захоронение композитных лопастей на свалках, что естественным образом стимулирует разработку технологий переработки.
В США утилизация ВЭС регулируется на уровне штатов, что создает неоднородность. Федеральное законодательство, такое как Resource Conservation and Recovery Act (RCRA), устанавливает общие требования к управлению отходами, но конкретных норм для лопастей пока нет. Однако в Техасе работают над проектами по использованию лопастей в строительстве. А Национальная лаборатория возобновляемой энергии (NREL) финансирует исследования по переработке композитов, включая пиролиз (термическое разложение материалов).
Китай, являясь крупнейшим игроком на рынке ветроэнергетики, активно разрабатывает национальные стандарты для утилизации ВЭС. В рамках плана «Carbon Neutrality 2060» страна стимулирует переработку через субсидии и налоги. В 2023 году Китай ввел требования к производителям ВЭС предоставлять планы утилизации. Исследовательские центры, такие как Китайская академия наук, работают над методами химической переработки лопастей. В 2024 году правительство Китая объявило о создании системы переработки отработанных ветряных турбин и солнечных панелей. Система начнёт функционировать в 2025 году и будет полностью внедрена к 2030 году.
В Индии и Австралии законодательство пока отстает, но растет число инициатив по переработке. Например, в Австралии стартапы разрабатывают технологии для превращения лопастей в материалы для дорожного покрытия. В Индии утилизация ВЭС пока не регулируется строго, но с увеличением числа ветропарков ожидается усиление контроля.
В России ветропарки начали активно строиться в последние годы, в основном в Ростовской области, Краснодарском крае и на Дальнем Востоке. По данным Российской ассоциации ветроиндустрии (РАВИ), к 2023 году мощность ветропарков достигла около 2 ГВт, но это лишь начало. Учитывая, что российские ветропарки относительно новые (построены в 2018–2023 годах), поэтому вопрос утилизации станет актуальным через 15–20 лет.
Москва
