L'economia circolare incontra le pale delle turbine eoliche dismesse

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Mentre il mondo aumenta le implementazioni di energia rinnovabile, sta emergendo una scomoda verità: i materiali, i processi di produzione e i metodi di smaltimento per le tecnologie pulite stanno creando i propri problemi.

Caso in questione: pale di turbine eoliche.

Solo negli Stati Uniti, quest'anno dovrebbero essere rimosse circa 8.000 lame. La maggior parte di questi sono stati installati più di dieci anni fa, quando le installazioni erano meno di un quinto di quelle attuali. In altre parole, questo è un problema che sta per diventare molto più grande.

La sostituzione di quelle turbine rappresenta un'occasione perfetta per dare un'occhiata all'energia eolica e come i principi circolari possono rendere le apparecchiature ancora più rispettose dell'ambiente.

Cosa fare con le vecchie lame?

Mentre la maggior parte dei componenti delle turbine eoliche, inclusi acciaio, filo di rame ed elettronica, possono essere riciclati, le pale hanno tormentato gli sviluppatori di energia e gli esperti di gestione dei rifiuti.

Realizzate principalmente in composito di fibra di vetro rinforzato, le lame sono difficili da schiacciare o riciclare. Sono enormi – alcuni sono più lunghi di un'ala Boeing 747 – e sono forti, costruiti per resistere ai venti di uragano. La soluzione più comune oggi è quella di tagliare le lame (usando una lama industriale tempestata di diamanti) e seppellirle in una fossa comune.

L'Unione Europea, che ha regole severe su ciò che può andare nelle discariche, si è rivolta a bruciare le lame nelle centrali elettriche. Questa pratica crea probabilmente un problema ambientale ancora più grande, poiché l'incenerimento emette gas serra e inquinanti atmosferici.

Seppellire le lame è relativamente benigno. Non penetrano nel terreno né emettono altre sostanze chimiche dannose, come invece possono fare altri prodotti di scarto.

"Questo è lo spreco meno problematico in termini di preoccupazioni ambientali che abbiamo mai avuto", ha affermato Cindie Langston, manager della divisione rifiuti solidi per Casper, Wyoming, sede di un cimitero di lame. "Otteniamo pneumatici, amianto, terreno contaminato, roba piuttosto brutta".

Ma la pratica è un cospicuo spreco di materiali ed è in contrasto con gli ideali di sostenibilità.

Migliorare nel riciclaggio delle lame

Nell'attuale ciclo di vita dei parchi eolici, non ci sono molte grandi opzioni. Una volta smantellate, le lame potrebbero essere riutilizzate, smaltite o recuperati i materiali.

L'impulso sta crescendo tra i migliori sviluppatori del vento per trovare modi più semplici per ottenere quella terza opzione: il recupero dei materiali.

La scorsa settimana, Orsted ha annunciato che avrebbe "riutilizzato, riciclato o recuperato" tutte le sue lame in tutto il mondo. Con le opzioni di riciclaggio ancora sfuggenti, Orsted ha affermato che "immagazzinerà temporaneamente" le sue lame dismesse mentre esplora le opzioni.

A dicembre, GE Renewable Energy ha annunciato un accordo pluriennale con Veolia North America per un programma di riciclaggio delle lame unico nel suo genere. Lo schema prevede la triturazione delle lame presso lo stabilimento Veolia del Missouri, quindi l'utilizzo dell'output come materia prima per il cemento. Secondo un comunicato dell'azienda, questo processo potrebbe anche ridurre di un quarto le emissioni nette derivanti dalla produzione di cemento.

Riconoscendo la necessità di affrontare la sfida come industria, 10 partner del progetto eolico hanno lanciato un consorzio all'inizio dell'anno chiamato DecomBlades. Sia Orsted che GE sono membri, così come altre società della catena del valore. Il gruppo sta esaminando tre potenziali processi: lame di frantumazione per cemento, lame di frantumazione per altri prodotti e separazione di materiali compositi.

Il movimento di questi attori negli ultimi mesi riflette una crescente pressione per affrontare questo problema, soprattutto perché le aziende di energia rinnovabile si contendono la reputazione verde.

Riutilizzo delle lame

Un'altra strategia è trovare nuovi usi per le vecchie lame, riutilizzandole per ponti pedonali e parchi giochi. Questa strategia, supportata dall'American Wind Energy Association (AWEA), è interessante, in quanto eviterebbe ulteriori processi industriali che potrebbero comportare più gas serra.

Una presentazione del forum BladeUSA nel 2019 delinea quali potrebbero essere alcune di queste applicazioni. I ricercatori della Georgia Tech immaginano come le lame potrebbero essere utilizzate per tetti, linee elettriche e ponti.

Lo svantaggio delle lame riutilizzate è che la forma e le dimensioni particolari limitano il numero di applicazioni e il tasso di lame dismesse probabilmente supererebbe le esigenze riutilizzate.

Migliorare le lame

A novembre, il National Renewable Energy Laboratory (NREL) ha annunciato una lama in composito termoplastico che potrebbe essere più facilmente riciclata. Come ulteriore vantaggio, potrebbe anche essere più economico, due attributi che potrebbero accelerare la crescita dell'energia eolica.

Potrebbero volerci anni per testare completamente il materiale per assicurarsi che possa resistere agli elementi esterni per 30 anni, ma gli scienziati che lavorano al progetto definiscono lo sviluppo un "grande passo".

"Penso che verranno fatti molti progressi sulla riciclabilità delle pale nel prossimo anno o due", ha affermato Daniel Laird, direttore del centro di tecnologia eolica di NREL, a Scientific American.

La principale differenza tra le lame convenzionali e la tecnologia NREL è la sostanza chimica utilizzata per legare i materiali. Mentre le lame convenzionali utilizzano un forno termico per dare alle lame la loro forma, resistenza e levigatezza, il materiale di NREL può indurirsi a temperatura ambiente. Ciò significa che alla fine della vita di una lama, i materiali possono essere recuperati riscaldando la resina epossidica in una resina liquida che può essere riutilizzata.

Questo approccio va al cuore di un principio dell'economia circolare: invece di capire solo come gestire i rifiuti, reinventare il design può fare una differenza significativa nel flusso di rifiuti fin dall'inizio.

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