إعادة تدوير توربينات الرياح - هل يمكن للمشاريع المنتهية الصلاحية أن تمنح صناعة القوارب الأمل؟

مراقب الطاقة كاتاماران بجوار جسر جولد جيت الصورة مجاملة من إنتاج مراقب الطاقة

طاقة الرياح، مثل أي طاقة متجددة أخرى، نظيفة، وأرخص على نحو متزايد، وخالية من الانبعاثات، ولكن لكي يتم اعتبارها خضراء حقًا، من المهم تقييم تأثيرها البيئي في نهاية عمرها، كما يقول خبير الطاقة والعالم على متن الطائرة مراقب الطاقة، بياتريس كورديانو.

تقوم حاليًا بجولتها العالمية التي تستغرق سبع سنوات لتعزيز وتجربة حلول جديدة للطاقة المستدامة والدفع، مراقب الطاقة هو مختبر للتحول البيئي، تم تصميمه لدفع حدود التقنيات الخالية من الانبعاثات. الهيدروجين والطاقة الشمسية وطاقة الرياح والطاقة الكهرومائية: تم تجربة جميع الحلول واختبارها وتحسينها على متن السفينة، لجعل الطاقات النظيفة حقيقة عملية في متناول الجميع.

هنا، يستكشف كورديانو القضية الملحة المتمثلة في توربينات الرياح التي يقترب استخدامها من النهاية.

دورة حياة توربينات الرياح

مع ظهور أول توربينات الرياح التجارية في منتصف وأواخر التسعينات، فقد وصلت الآن إلى نهاية عمرها التشغيلي ويجب إيقاف تشغيلها. وهذا يثير التساؤل حول ما يجب فعله بنفاياتهم.

اعتبارًا من عام 2022، تجاوزت القدرة الإجمالية لجميع توربينات الرياح في جميع أنحاء العالم 906 جيجاوات، وهو ما يكفي لتوفير أكثر من سبعة في المائة من توليد الكهرباء العالمي. أصبحت توربينات الرياح أطول وأكبر وأكثر قوة، مما يوفر إمكانية الحصول على طاقة موثوقة ووفيرة.

توربينات الرياح لا تدور إلى الأبد، فهي مصممة لتدوم 20 عامًا على الأقل ويمكن زيادة عمرها إذا تمت صيانتها بشكل صحيح. تعمل حوالي 7,500 ساعة سنويًا، أي حوالي 150,000 ساعة أو أكثر خلال عمرها الافتراضي. وعاجلاً أم آجلاً، فإن التعرض المستمر للرياح والطقس سوف يؤدي إلى تأثيرات واضحة، مما يعني ضرورة التوقف عن استخدامها. وهذا هو ما يحدث بالنسبة للموجة الأولية من منشآت توربينات الرياح ــ والتي ترجع في أوروبا إلى تسعينيات القرن العشرين، وخاصة في ألمانيا والدنمرك وأسبانيا ــ والتي تقترب اليوم من سن التقاعد.

بمجرد وصول توربينات الرياح إلى نهاية دورة حياتها، فإنها تقدم ثلاثة مسارات عمل محتملة: تمديد عملياتها لمدة ثلاث إلى خمس سنوات، وإجراء عملية إعادة تزويد الطاقة - استبدال التوربينات القديمة بنماذج أكثر كفاءة، مما يجعل من الممكن زيادة الإنتاج من مزرعة الرياح دون الحاجة إلى أرض إضافية - أو إذا لم يثبت أي من هذه البدائل جدوى، قم بتفكيك الحديقة.

بحلول عام 2030، من المتوقع أن يصل عمر حوالي 50,000 ألف توربينة رياح إلى 20 عامًا أو يتجاوزها في أوروبا، واعتبارًا من عام 2030 فصاعدًا، ستتم إضافة 5,700 توربينة أخرى سنويًا إلى أنابيب التفكيك نتيجة لإعادة تزويدها بالطاقة. هناك سؤال واحد يطرح نفسه: ماذا سيحدث لهذا المخزون المتقادم والمتقادم؟

طوف مستقبلي يرسو قبالة شاطئ سيشيل
الصورة مقدمة من شركة Energy Observer Productions - أجاثا رولين.

هل يمكن إعادة تدوير توربينات الرياح؟

هناك اعتقاد خاطئ بأن توربينات الرياح ضارة بالبيئة بسبب مكوناتها، ولهذا السبب، من المستحيل إعادة تدويرها. وهذا غير صحيح: فنحو 96% من توربينات الرياح قابلة لإعادة التدوير. لفهم هذا، يمكنك أن تنظر إلى تكوين هذه التكنولوجيا.

تتكون توربينات الرياح من أكثر من 8,000 جزء من الغلاف والأعمدة والتروس والمكونات الكهربائية. ولكن لتبسيط الأمر يمكننا تقسيمه إلى أربعة أجزاء، لكل منها وظائف محددة وبالتالي مواد محددة:

  • الأساسات المدفونة في الأرض مصنوعة من الخرسانة والخردة المعدنية.
  • البرج، الذي يحتاج إلى دعم الكنة ويتيح الوصول إليها، مصنوع بشكل أساسي من الفولاذ.
  • عند الصعود نجد الكنة، التي تضم نظام تحويل الطاقة الميكانيكية للرياح إلى كهرباء، وبالتالي فهي تتكون بشكل أساسي من مكونات كهربائية.
  • وأخيرًا، الجزء الدوار - المحور والشفرات - مصنوع من راتنجات البوليمر المعززة بالألياف الزجاجية وأحيانًا ألياف الكربون.

وإذا ربطنا هذه المواد بحمولة توربينات الرياح، نجد أن ما يقرب من 90 في المائة منها عبارة عن فولاذ وأسمنت، و2021 في المائة ألياف زجاجية، وثلاثة في المائة فقط بوليمرات، والباقي معادن ومواد إلكترونية. ولذلك فإن معظمها قابل لإعادة التدوير بالكامل. وفي عام 98، اقترب معدل إعادة تدوير توربينات الرياح في فرنسا، باستثناء الشفرات، من 96 في المائة (XNUMX في المائة مع الشفرات).

مزرعة الرياح في البرازيل. الصورة مقدمة من شركة Energy Observer Productions - ميلاني دي جروت.

الشفرات: كعب أخيل لطاقة الرياح

في حين يمكن سحق الخرسانة وفرزها وإعادة تدويرها كركام لأنواع أخرى من الخرسانة، خاصة لتوربينات الرياح الأخرى، أو كملء، ويمكن إعادة تدوير الفولاذ مرارًا وتكرارًا دون أي خسارة في الممتلكات، فإن هذا ليس هو الحال بالنسبة للخرسانة. شفرات. في الوقت الحاضر، الشفرات هي الجوز الصلب لإعادة تدوير توربينات الرياح. مشكلة الشفرات هي طريقة بنائها. تتكون الألياف الزجاجية من خيوط دقيقة من البلاستيك والزجاج، مما يجعل إعادة تدويرها صعبة ومكلفة.

وفقًا للتقديرات، من المتوقع أن يتم تفكيك 1 جيجاوات سنويًا في فرنسا بحلول عام 2025، وهو ما يعني 3,000 إلى 15,000 طن من المواد المركبة سنويًا. إن مسألة إعادة تدوير المواد المركبة ليست فريدة من نوعها بالنسبة لصناعة طاقة الرياح، حيث تستخدم نفس المواد من قبل صناعات السيارات والشحن والترفيه لأجزاء الطيران وهياكل القوارب وحتى الزلاجات، ولكنها غالبًا ما تستخدم لتشويه سمعة الاستدامة. لهذه الطاقة المتجددة. على الرغم من أن الشفرات خاملة ولا تنتج انبعاثات سامة - وبالتالي فهي آمنة تمامًا لمدافن النفايات - إلا أن التخلص منها بشكل غير خاضع للرقابة يظل إهدارًا كبيرًا للموارد ويبتعد عن معايير الاستدامة والدائرية. ليس هناك من ينكر أن الكثير من شفرات توربينات الرياح من الجيل الأول ينتهي بها الأمر في مدافن النفايات - ولكن ليس في أوروبا، حيث يُحظر تمامًا دفن شفرات توربينات الرياح - ولكن هذا ليس هو الحال بالنسبة لهم جميعًا.

يركز المصنعون والمشغلون على أساليب جديدة، ويحاولون إيجاد طرق لفصل مصفوفة البوليمر عن ألياف التقوية لاستعادة المواد وإعادة استخدامها، أو إعادة بناء شفرات جديدة باستخدام مواد قابلة لإعادة التدوير. وبالتالي يمكن إعادة استخدام شفرات الرياح بالكامل كعناصر هيكلية مثل الملاعب أو سقيفة الدراجات أو حواجز الضوضاء أو أجزاء من مشاريع الهندسة المدنية. يمكن إعادة تدويرها بطريقة ميكانيكية، وتقطيعها، وإعادة استخدامها في كثير من الأحيان كمواد حشو في المباني: وهي عملية تتقنها شركة فيوليا الفرنسية لإدارة الموارد، باستخدام مواد الشفرات المسحوقة كمكون لإنتاج الأسمنت. ويمكن معالجتها حرارياً، وحرقها، وإعادة تقييمها كوقود لإنتاج الطاقة، وفي حالات قليلة، يمكن أيضاً أن تخضع لعملية كيميائية حيث يتم فصل الألياف عن الراتنجات عن طريق المذيبات والعمليات الحرارية.

هذا هو ما الثقابتعمل شركة دنماركية لتصنيع توربينات الرياح، على اختبار تقنية متطورة تعمل على تفكيك الشفرات في سائل باستخدام مواد كيميائية غير مكلفة وغير سامة ومتوفرة بسهولة، مما يسمح بإنتاج مواد عالية الجودة باستخدام القليل من الطاقة.

وتبحث مبادرات أخرى في تعديل المواد المستخدمة في صناعة التوربينات، بهدف تصميم جيل جديد من الشفرات المصنوعة من اللدائن الحرارية التي تكون إما قابلة للتحلل أو يمكن إعادة تشكيلها في نهاية عمرها الإنتاجي، مما يجعل الشفرات أكثر استدامة في التصنيع والتصنيع. أسهل لإعادة التدوير. هذا هو الحال بالنسبة للشفرات الأولى القابلة لإعادة التدوير بالكامل التي عمل عليها اتحاد ZEBRA (Zero WasteE Blade ReseArch)، حيث تم إنتاجها في مصنع Ponferrada التابع لشركة LM Wind Power في إسبانيا، قبل اختبارها وتسويقها في الدنمارك.

هناك دائمًا مجال للتحسين، لا سيما من خلال مواصلة العمل على التصميم البيئي للمكونات. وتعد هذه الشفرة القابلة لإعادة التدوير بنسبة 100 في المائة خطوة مهمة وإنجازًا واعدًا يمكن أن يساعد في تحقيق المزيد من الاستدامة في قطاع طاقة الرياح، في انتظار إنشاء سلسلة توريد عالية الكفاءة قادرة على إعادة تدوير جميع المكونات وتحديثها.

وغني عن القول، حتى لو لم يكن الشكل الحالي لتوربينات الرياح مثاليًا، فإن تأثيرها البيئي الإيجابي يفوق بكثير التأثيرات السلبية على دورة الحياة الشاملة.

تم نشر هذا المقال بواسطة فريق مراقب الطاقة.

التعليقات مغلقة.

تمت ترجمة هذه الصفحة من اللغة الإنجليزية بواسطة GTranslate. تمت كتابة و/أو تحرير المقالة الأصلية بواسطة فريق MIN ومقره المملكة المتحدة.

انتقل إلى المحتوى