Európa rieši problém, ktorý pred 25 rokmi podcenila. Spôsobujú ho veterné elektrárne

Pred dvadsiatimi rokmi patrili veterné elektrárne medzi symboly zelenej transformácie. Európa ich stavala vo veľkom a investori počítali s tým, že desaťročia budú vyrábať čistú elektrinu. Dnes však prichádza moment, o ktorom sa vtedy hovorilo len okrajovo.

Prvá generácia veľkých veterných turbín postupne dosahuje koniec svojej životnosti a kontinent rieši novú výzvu. Čo urobiť s tisíckami obrovských konštrukcií, ktoré už prestali byť ekonomicky výhodné?

Na prvý pohľad sa môže zdať, že ide len o ďalší príklad priemyselnej recyklácie. Skutočný problém sa však skrýva v jednej jedinej súčiastke. Nie v oceľovej veži, generátore ani káblových rozvodoch, ale v samotných lopatkách rotora.

Práve tie sa stali jednou z najdiskutovanejších tém veternej energetiky. Zatiaľ čo väčšinu turbíny možno bez väčších problémov rozobrať a materiály opätovne využiť, lopatky predstavujú tvrdý oriešok. Vedci a inžinieri preto čoraz častejšie namiesto recyklácie hovoria o niečom inom.

Na tému upozornil portál BGR.

Veterné turbíny nekončia preto, že sa pokazia

Mnohých môže prekvapiť, že životnosť modernej veternej elektrárne sa pohybuje približne medzi 20 až 25 rokmi. Na prvý pohľad to nemusí pôsobiť veľkolepo, no v skutočnosti ide o obdobie, počas ktorého zariadenie nepretržite odoláva extrémnym podmienkam.

Lopatky s dĺžkou desiatok metrov sa počas svojej služby otočia miliónkrát. Neustále na ne pôsobia silné nárazy vetra, dážď, sneh, UV žiarenie aj veľké teplotné rozdiely. Každá otáčka znamená ďalšie mechanické namáhanie materiálu.

Elektráreň často technicky stále funguje aj po štvrťstoročí. Prevádzkovatelia však čelia rastúcim nákladom na údržbu a opravy. V určitom bode sa preto viac oplatí starú turbínu demontovať a nahradiť novšou, výkonnejšou generáciou.

Freepik

Takmer celá turbína sa dá recyklovať. Výnimkou sú lopatky

Veterné elektrárne bývajú často terčom kritiky, že po skončení životnosti vytvárajú obrovské množstvo odpadu. Realita je podstatne zložitejšia.

Podľa údajov amerického ministerstva energetiky možno približne 90 % materiálov z veternej turbíny recyklovať. Oceľ putuje späť do hutí, meď sa znovu využíva v priemysle, hliník aj elektronické komponenty dostávajú druhú šancu a spracovať možno aj betónové základy.

Najväčší problém predstavujú lopatky. Nie sú totiž vyrobené z jedného materiálu. Tvoria ich vrstvy sklených alebo uhlíkových vlákien spojených mimoriadne pevnými epoxidovými živicami. Takáto kombinácia vznikla s cieľom, aby lopatka vydržala desaťročia extrémneho zaťaženia bez deformácií.

Presne to, čo z nej robí výnimočne odolnú konštrukciu, zároveň komplikuje jej recykláciu. Jednotlivé vrstvy sa totiž nedajú jednoducho oddeliť ani roztaviť ako oceľ či hliník.

Ecology and Evolution

Európa mení prístup k recyklácii

Práve preto vzniká nový trend, ktorý sa nesnaží lopatky rozobrať na jednotlivé materiály. Naopak, využíva ich v takmer pôvodnej podobe. Výskumníci združení v projekte Re-Wind prišli s myšlienkou, že lopatka veternej turbíny je v podstate hotový nosník. Bola navrhnutá tak, aby niesla obrovské zaťaženie, odolávala vetru a vydržala desaťročia prevádzky. Prečo teda tieto vlastnosti nevyužiť aj po skončení jej pôvodnej služby?

Prvý takýto most vznikol v írskom Corku, kde dvojica vyradených lopatiek vytvorila hlavnú nosnú konštrukciu lávky pre peších. Pred samotnou výstavbou prešli materiály rozsiahlymi skúškami pevnosti, zaťaženia aj počítačovými simuláciami, aby výskumníci overili ich bezpečnosť.

Podobný projekt sa neskôr objavil aj v americkej Atlante. Tam stará lopatka pomohla vytvoriť most cez potok a sprístupnila časť mestského parku, kam sa dovtedy návštevníci nedostali.

Mosty sú len začiatok. Lávky pre chodcov síce priťahujú najväčšiu pozornosť, no zďaleka nejde o jediné využitie. V Európe sa vyradené lopatky objavujú aj ako protihlukové steny pri cestách, konštrukcie autobusových zastávok, prístrešky či architektonické prvky verejných priestorov.

Rozdiel oproti klasickej recyklácii je zásadný. Materiál sa nemusí energeticky náročne rozoberať ani chemicky spracovávať. Zachová si svoju pevnosť a dostane úplne novú funkciu.

Európska Komisia

Desaťtisíce turbín čaká výmena

Celá téma pritom bude naberať na význame. Počet veterných elektrární totiž počas posledných dvoch desaťročí prudko rástol. Rovnakým tempom teraz začínajú starnúť.

Odhady hovoria, že len v Európe bude potrebné do roku 2030 vyradiť viac než 40-tisíc turbín. O desať rokov neskôr ich môže byť už vyše 80-tisíc. Celosvetovo sa do roku 2040 očakáva vyradenie viac ako 200-tisíc veterných elektrární.

S tým súvisí aj ďalší pojem, o ktorom sa čoraz častejšie hovorí – repowering. Neznamená koniec veternej elektrárne, ale jej modernizáciu. Starú turbínu nahradí nová, ktorá pri rovnakom počte zariadení dokáže vyrobiť niekoľkonásobne viac elektriny. Menej turbín tak môže zabezpečiť vyšší výkon, no zároveň vzniká otázka, čo urobiť s pôvodnými konštrukciami.

Žiadna energetika nie je bez odpadu

Príbeh starých lopatiek ukazuje, že ani obnoviteľné zdroje energie nie sú úplne bez environmentálnych výziev. Každá technológia raz doslúži a po sebe zanechá materiály, ktoré treba spracovať.

Rozdiel je v tom, ako sa k nim spoločnosť postaví. Kým ešte pred niekoľkými rokmi boli vyradené lopatky často považované za problematický odpad, dnes sa čoraz viac ukazuje, že môžu slúžiť ďalšie desaťročia v úplne inej úlohe.

Výskum pritom pokračuje aj v oblasti chemickej recyklácie kompozitov a vývoja nových živíc, ktoré by bolo možné v budúcnosti rozobrať podstatne jednoduchšie. Generácia veterných turbín, ktorá sa dnes stavia, tak možno raz nebude riešiť rovnaký problém ako tá prvá.

Čítajte viac z kategórie: Ekológia