Bisher bestand die größte Herausforderung für die Windenergiebranche darin, dass Windkraftanlagenflügel nicht recycelbar waren.

(WK-intern) – Vor einigen Jahren gelang dem CETEC-Projekt jedoch ein Durchbruch durch die Entwicklung einer chemischen Trenntechnologie für Windkraftanlagenflügel.

Nun haben Stena Recycling in Dänemark und die Forschungs- und Entwicklungsabteilung von Stena Recycling gemeinsam mit Vestas ein Recyclingsystem entwickelt und die Testphase des Projekts erreicht – ein wichtiger Schritt hin zur industriellen Anwendung des Recyclingverfahrens.

In den kommenden Jahren wird eine große Anzahl von Windkraftanlagen recycelt werden müssen. Aktuell können etwa 90 Prozent einer Windkraftanlage recycelt werden. Einige Komponenten, insbesondere Verbundwerkstoffe für die Flügel, stellen am Ende ihrer Lebensdauer eine Herausforderung für das Recycling dar. Bisher wurden Verbundwerkstoffflügel häufig deponiert oder verbrannt. WindEurope engagiert sich aktiv für ein europaweites Deponieverbot, das in einigen Ländern bereits gilt.

Das 2021 gestartete und von zahlreichen Industrie- und Forschungspartnern getragene Projekt CETEC (Circular Economy for Duroplast Epoxy Composites) erzielte einen Durchbruch: Es gelang, ein Verfahren zur Trennung und zum Recycling von Epoxidharz, einem Schlüsselbestandteil von Windkraftanlagenflügeln, zu entwickeln. Dank des neuen Verfahrens lassen sich die Materialien im Inneren eines Flügels, wie Epoxidharz, Kohlenstoff, PET-Schaum, Aluminium und Glasfaser, trennen. Dadurch können die Flügel vollständig zirkulär werden.

Das Dänische Technologische Institut (DTI), einer der wichtigsten Forschungspartner im CETEC-Projekt, sowie Vestas und Olin spielten eine zentrale Rolle bei der Entwicklung der Grundlage für die chemische Trenntechnologie. Auch die Universität Aarhus war am CETEC-Projekt beteiligt.

Um das chemische Recyclingverfahren weiterzuentwickeln, arbeiten Stena Recycling und Vestas eng im Rahmen des Projekts „Blade Circularity Solution“ zusammen. Ziel ist es, die Lösung aus dem Labor in die industrielle Anwendung zu überführen und den chemischen Prozess für den Einsatz in industriellen Anlagen zu skalieren. Die dänischen Betriebe und die Forschungs- und Entwicklungsabteilung von Stena Recycling haben den Laborbetrieb nun auf eine Testumgebung umgestellt. Die Testanlage in Halmstad kann größere Mengen an Windkraftanlagenflügeln verarbeiten. Mit dem Recyclingsystem wurden bereits zahlreiche Testchargen hergestellt.

„Wir haben bedeutende technologische Fortschritte erzielt, und die Testanlage ist ein wichtiger Schritt auf unserem Weg zur Skalierung. Erfolgreiche Tests bestätigen, dass das Recyclingsystem funktioniert und über den Labormaßstab hinaus skalierbar ist“, so Fredrik Overgaard, Leiter Forschung & Entwicklung bei Stena Recycling.

Eine Windkraftanlage hat eine erwartete Lebensdauer von etwa 25 Jahren, und das neue Recyclingverfahren ist einzigartig.

„Das Recycling von Windkraftanlagenflügeln stellt seit Langem eine große Herausforderung dar. Es gibt zwar konkurrierende Technologien, aber unser Verfahren ist einzigartig, da es die Materialeigenschaften erhält. Wir gehen davon aus, dass wir innerhalb weniger Jahre ein marktreifes Modell anbieten können. Wir können unser Verfahren direkt auf bestehende Flügel anwenden und so die Entwicklung deutlich beschleunigen“, sagt Henrik Grand Petersen, Geschäftsführer von Stena Recycling Dänemark.

„Wir haben uns das klare Ziel gesetzt, bis 2040 abfallfreie Windkraftanlagen zu entwickeln. Während die meisten Turbinenkomponenten bereits aus recycelbaren Metallen bestehen, ist die Recyclingfähigkeit von Verbundwerkstoffen unerlässlich. Gemeinsam mit Stena Recycling skalieren wir dieses neue Verfahren für die industrielle Anwendung, fördern die Kreislaufwirtschaft für Windkraftanlagenflügel und unterstützen unsere Kunden dabei, die Wettbewerbsfähigkeit ihrer Projekte und deren langfristigen Wert zu steigern“, so Lisa Ekstrand, VP Sustainability bei Vestas.

Die Entwicklung der Testanlage wurde von der Schwedischen Energieagentur mitfinanziert.

Major advances toward full-scale recycling of wind turbine blades

Previously, the wind power industry’s major challenge was that wind turbine blades were not recyclable. However, a few years ago the CETEC project achieved a breakthrough by developing a chemical separation technology for wind turbine blades. Now, Stena Recycling in Denmark and Stena Recycling’s Research & Development department, together with Vestas, have developed a recycling system and reached the testing phase in the project – an important step toward using the recycling method on an industrial scale.

A large number of wind turbines will need to be recycled in the coming years. Currently, it is possible to recycle approximately 90 percent of a wind turbine. Some components, especially composite blade materials, are challenging to recycle at end-of-life. Historically, composite blades are often either landfilled or incinerated. WindEurope is actively engaged in efforts to establish a European-wide landfill ban, which is already in place in a number of countries.

The CETEC (Circular Economy for Thermosets Epoxy Composites) project, which began in 2021 and is run by a number of industrial and academic partners, reached a breakthrough when it succeeded in developing a process to separate and recycle epoxy, a key component in wind turbine blades. Thanks to the new method, the materials inside a blade, such as epoxy, carbon, PET foam, aluminium and glass fiber, can be separated. With this method, blades can become fully circular.

The Danish Technological Institute, one of the key academic partners in the CETEC project, Vestas and Olin, all played a central role in developing the foundation for the chemical separation technology. Aarhus University also participated in the CETEC project.

To develop the chemical recycling process further, Stena Recycling and Vestas have entered a close collaboration with the project “Blade Circularity Solution”. The focus is on moving the solution out of the laboratory and scaling the chemical process to fit an industrial setup. Stena Recycling’s operations in Denmark and its Research & Development department have now moved from a laboratory environment to a testbed environment. The testbed in Halmstad has capacity to receive larger volumes of wind turbine blades. A large number of test batches has already been produced using the recycling system.

– We have made major advances in the technology, and the testbed is a significant step in our scaling journey. Successful tests confirm that the recycling system works and is scalable beyond the laboratory environment, says Fredrik Overgaard, Director Research & Development, Stena Recycling.

A wind turbine has an expected lifespan of about 25 years, and the new recycling method is unique.

– Recycling wind turbine blades has long been the major challenge. There are competing technologies, but our method is unique to secure the material properties. Within a few years we believe we will have a model available on the commercial market. We can apply our method directly to existing blades, significantly accelerating the development, says Henrik Grand Petersen, MD, Stena Recycling Denmark.

– We have set a clear ambition to deliver zero‑waste wind turbines by 2040. While most turbine components are already recyclable metals, enabling the recycling of composite materials is essential. Together with Stena Recycling, we are scaling this new process towards industrial application, advancing circularity for wind turbine blades and helping our customers strengthen project competitiveness and long‑term value, says Lisa Ekstrand, VP of Sustainability, Vestas.

The development of the testbed has been co-funded by the Swedish Energy Agency.

Here is more information about the project.

PR: STENA

PB: Dank des neuen Verfa/ Foto: HBhrens lassen sich die Materialien im Inneren eines Flügels, wie Epoxidharz, Kohlenstoff, PET-Schaum, Aluminium und Glasfaser, trennen. Dadurch können die Flügel vollständig zirkulär werden / Foto: HB