Сражений непочатый край
На Тайване создали перерабатываемые лопасти для ветряных турбин
Роберт Цай, выросший в бедной деревне в горах в центральной части Тайваня, пытается решить проблему, возникающую по мере распространения возобновляемых источников энергии: мощные лопасти ветряных турбин практически невозможно переработать.
Компания Цая, Swancor Holding, — одна из нескольких фирм, пытающихся разработать новые продукты, которые имитируют физические свойства нынешнего материала лопастей, но могут быть химически переработаны, что позволяет повторно использовать их энергоемкие компоненты в других продуктах. Однако существуют проблемы, связанные с тем, чтобы эти продукты прижились.
Каждый год в мире устанавливается все больше турбин, а размер лопастей все время увеличивается, чтобы эффективнее собирать ветер. В течение следующих двух десятилетий объем композитных отходов от списанных лопастей, срок службы которых составляет около 20 лет, вырастет в двадцать раз и достигнет 782 000 метрических тонн в 2044 году.
Ветроэнергетика производит меньше композитных отходов по сравнению с другими отраслями, такими как строительство и электроника, и около 90% турбин, включающих башню и другие компоненты, могут быть переработаны, поскольку многие детали изготовлены из стали. Тем не менее, многие компании ищут способы экономически эффективного сокращения отходов лопастей, чтобы достичь своих целей в области устойчивого развития.
Тайваньский завод Swancor, где компания поставляет композитные материалы для производства лопастей и других отраслей промышленности, дает представление о том, каким может быть это будущее. На желтых стеллажах высотой два метра хранится около 200 катушек нитей углеродного волокна, каждая длиной 2,5 километра. Машина медленно стягивает их вместе и погружает в густую бледно-желтую смолу. Материал обрабатывается теплом для застывания и равномерно обрабатывается давлением, пока не образует тонкую черную доску.
Этот материал, известный как углеволоконный композит, стал ключом к развитию ветровой промышленности. Прочный, легкий и гибкий, он позволяет производителям делать лопасти длиннее футбольных полей, что позволяет турбинам производить больше электроэнергии за меньшие деньги. Во многих частях мира электричество, произведенное с помощью энергии ветра, сейчас дешевле, чем сжигание ископаемого топлива.
Проблема, когда речь идет о переработке, заключается в бледно-желтой жиже. Известная как термореактивная смола, она нелегко превращается обратно в жидкую форму после застывания. Когда срок службы лопастей подходит к концу, застывшая смола затрудняет извлечение и повторное использование углеродных волокон, которые одновременно ценны и требуют больших выбросов в атмосферу. Хотя небольшое количество лопастей превращают в новые вещи вещи: в мосты и парковые скамейки, большинство из них измельчается или попадает на свалки.
«Люди критиковали ветер как "мусорную энергию" из-за неперерабатываемых лопастей, — говорит Цай. — Меня это не убедило, и я вложил деньги в наши исследования и разработку, и через несколько лет мы смогли сделать это. Мы изменили материал».
Инновация компании Swancor — новая смола, которую она называет EzCiclo. По словам Цая, она обладает теми же физическими свойствами, что и используемые сегодня смолы, но может быть растворена в нагретом чане со специальной жидкостью, которую компания называет CleaVER, что позволяет повторно использовать волокна.
На заводе Swancor в Тайване налажен демонстрационный процесс переработки. Отходы с производственного цеха подаются в большой металлический котел, в котором находится жидкость. По мере того как композит проникает в растворитель, эпоксидная смола отделяется от расширенных углеродных волокон, и в результате получается “рагу”, похожее на суп из черных морских водорослей.
Затем смесь отправляется на прядильную машину для отделения волокон от жидкости, которая после очистки может быть использована в качестве сырья для производства полиэстера. Затем волокна сушат, в результате чего по полу фабрики разбросаны мешки, полные черных комков углеродных волокон, достаточно мягких, чтобы быть набивкой для плюшевых мишек.
Наиболее распространенным источником углеродного волокна многократного использования является аэрокосмический лом. Ожидается, что к 2028 году мировой рынок вторичного углеродного волокна будет стоить 278 миллионов долларов. По данным BNEF, это относительно небольшая цифра по сравнению с 217 миллиардами долларов, вложенными в ветроэнергетику в прошлом году. Но это решение может спасти тысячи тонн отходов в промышленности.
По словам Сванкора, в процессе переработки композитного углеродного волокна выделяется около 2 килограммов углекислого газа на каждый килограмм восстановленного углеродного волокна по сравнению с более чем 55 килограммами выбросов при производстве первичного материала. В настоящее время компания совместно со своим клиентом Goldwind работает над оценкой жизненного цикла ветряных турбин, изготовленных с использованием перерабатываемой смолы, в течение всего срока службы.
Материал компании Swancor пока находится на стадии тестирования. EzCiclo стоит примерно на 10 - 15% дороже традиционной смолы, но это увеличивает общую стоимость проекта всего на несколько процентов, сказал Цай. Swancor рассчитывает, что разработчики пойдут на такой компромисс, чтобы достичь своих целей в области устойчивого развития.
Компании придется доказать, что перерабатываемые лопасти работают на том же уровне, что и их неперерабатываемые аналоги. По мнению Цая, выгода от вторичной переработки стоит инвестиций, учитывая необходимость сокращения выбросов, не создавая при этом новой экологической катастрофы.
В Питере шаверма и мосты, в Казани эчпочмаки и казан. А что в других городах?
Мы постарались сделать каждый город, с которого начинается еженедельный заед в нашей новой игре, по-настоящему уникальным. Оценить можно на странице совместной игры Torero и Пикабу.
Реклама АО «Кордиант», ИНН 7601001509
Старые лопасти ветряных турбин превращают в скамейки и столы для пикника
Чтобы лопасти турбин не скапливались на свалках, стартапы вроде Canvus превращают их в новые продукты.
На первый взгляд скамейки у Научного центра Великих озер в центре Кливленда ничем не примечательны. Но при ближайшем рассмотрении оказывается, что они сделаны не из дерева или металла – раньше эти скамейки были лопастями ветряных турбин.
Скамейки, расписанные местными художниками и весящие около 230 килограммов, были изготовлены компанией Canvus из Роки-Ривер, штат Огайо. В общей сложности для изготовления 12 скамеек повторно задействуются примерно четверть одной 45-метровой лопасти ветряной турбины.
«Мы даем этому материалу вторую жизнь», – говорит Паркер Ковальски, соучредитель и управляющий директор компании Canvus.
В скором времени вторая жизнь понадобится гораздо большему количеству лопастей, поскольку срок службы ветряных турбин, установленных в начале 2000-х годов, подходит к концу. К 2025 году только в Европе ежегодно будет заканчиваться срок использования 25 000 тонн лопастей ветряных турбин, что эквивалентно весу более 6000 внедорожников Hummer. Производители турбин работают над тем, чтобы их лопасти можно было перерабатывать, а пока стартапы вроде Canvus предлагают более срочное решение: превращать их в новые продукты.
В конце жизненного цикла ветряной турбины примерно 85% ее компонентов, включая стальную башню, медные провода и зубчатые передачи, могут быть переработаны в ходе традиционной переработки металлов. Но лопасти турбин представляют собой более сложную задачу. Покрытый эпоксидными смолами материал сложно измельчить. Кроме того, лопасти изготавливаются в основном из стекловолокна, и в них нет металлов и минералов, которые привлекают переработчиков.
В результате большинство лопастей ветряных турбин оказываются на свалках, говорит Дженнифер Маккинли, специализирующаяся на управлении отходами возобновляемых источников энергии в Университете королевы Белфаста. И эти отходы будут только расти: по данным отраслевой группы Global Wind Energy Council, в прошлом году общая установленная мощность ветрогенераторов достигла 906 гигаватт по всему миру, что более чем в четыре раза превышает уровень 2010 года. К 2027 году ожидается установка еще 600 гигаватт.
Чтобы предотвратить надвигающийся кризис отходов, производители турбин усиливают экологичность продукта. В 2021 году подразделение ветряных турбин Siemens SA представило лопасть, изготовленную из перерабатываемых материалов, и взяло на себя обязательство производить к 2040 году турбины, на 100% состоящие из вторсырья. Датская компания Vestas Wind Systems, крупнейший в мире производитель турбин, в этом году разработала химический раствор, который позволяет перерабатывать обычные лопасти, хотя его еще предстоит опробовать в масштабах страны.
Однако существует определенный риск того, что эти усилия могут застопориться на фоне более серьезных проблем в отрасли. Растущие затраты на материалы и установку в сочетании с контрактами на продажу электроэнергии по низким тарифам вынуждают разработчиков ветряных электростанций откладывать или даже отказываться от крупных проектов. Пока отрасль разбирается со своими проблемами, инициативы по утилизации лопастей могут пострадать.
Ковальски и два его соучредителя основали компанию Canvus в 2021 году после того, как попробовали другое решение проблемы отходов от лопастей. Они хотели придумать, как измельчить лопасти списанных турбин и использовать их в качестве топлива для производства цемента. Вместо этого они решили сделать ставку на долговечность оборудования.
Команда предложила 150 идей, как что можно сделать из лопастей турбин, но остановилась на одиннадцати - плантаторах, столах для пикника и скамейках, которые можно производить в промышленных масштабах.
На завод Canvus в Эйвоне, штат Огайо, прибывают грузовики с заранее заготовленными лопастями ветряных турбин со всего США; команда из 30 мастеров разделяет лопасти на более мелкие части, которые сканируются для создания 3D-чертежа. По словам Ковальски, с 2022 года компания получила более 1000 лопастей, вышедших из эксплуатации, и переделала несколько сотен.
Canvus - одна из нескольких компаний, которые ищут новое применение лопастям ветряных турбин. Ирландская компания BladeBridge построила пешеходные мосты с использованием списанных лопастей. Порт Ольборга в Дании использует их в качестве навесов для велосипедов, а студия Superuse Studios в Нидерландах применяет их для изготовления оборудования для детских площадок.
Все лопасти турбин не одинаково долговечны. Некоторые подходы, такие как переработка лопастей на мелкие кусочки для печного топлива, требуют значительных затрат энергии или производят загрязняющие вещества в процессе сжигания стекловолокна. Canvus использует в своих скамейках и сажалках другие переработанные материалы, в том числе резиновые шины, обувь и пластиковые отходы, но компания все еще работает над оценкой полного жизненного цикла своей продукции и не подсчитала, сколько энергии расходуется на транспортировку и переработку лезвий.
Ветряные электростанции
Снято проездом из Каменска-Шахтинского в Донецк (РО).
PS1. Несколько лет назад их ставила датская компания Vestas. А компания, в которой я тогда работала, искала сервисных инженеров для их обслуживания - условия для российской глубинки были отличные. Что там как сейчас - не знаю, не изучала. Но ветряки крутятся)
PS2. Мы их всегда назвали ветряными электростанциями - в т.ч. и кандидатам (ну как-то так сложилось), поэтому и пост так назвала.
Виноваты ли ветряные турбины в смерти китов?
Почему некоторые защитники природы считают, что ветряные турбины убивают морских млекопитающих? Есть ли в этом доля правды?
В начале этого года не менее 10 китов выбросились на берег в Нью-Йорке и Нью-Джерси. Тогда некоторые экоактивисты обвинили в этом ветряные электростанции.
«Спасите китов — приостановите ветряные электростанции», — призывали в феврале участники многотысячного митинга.
Однако эксперты утверждают, что очень маловероятно, что морские ветряные турбины наносят вред фауне.
В этом году у северо-восточного побережья Америки погибло аномально большое количество горбатых и североатлантических китов.
До 2017 года случаи выброса китов на берег у атлантического побережья были редкостью.
В феврале этого года безжизненный горбатый кит - девятый за 2023 год - выбросился на берег в Манаскуане (штат Нью-Джерси). С ноября 2022 г. было найдено 18 погибших китов пяти разных видов.
Природоохранные организации были обеспокоены тем, что Национальное управление океанических и атмосферных исследований (NOAA) называет «необычными случаями смертности».
Эта цифра вызывает особую тревогу, учитывая сокращение численности местных популяций китов. Например, в Северной Атлантике осталось менее 350 правых китов.
Виноваты ли ветряные турбины в гибели китов?
Коалиция защитников окружающей среды возложила ответственность за гибель китов на ветряные турбины.
В этом районе было начато строительство нескольких оффшорных ветропарков. В настоящее время действуют две ветряные электростанции с семью турбинами. Еще две ветряные электростанции строятся у берегов Нью-Йорка и Массачусетса.
12 мэров штата Нью-Джерси призвали ввести мораторий на реализацию ветряных проектов до дальнейшего расследования гибели людей.
Экологическая организация Clean Ocean Action возлагает ответственность за шум от строительства турбин, который, по ее мнению, может повредить нежное внутреннее ухо кита.
Акцент на вред ветряных турбинах был подхвачен некоторыми консервативными СМИ в США и появился в новостях телеканала Fox.
Однако Национальная служба морского рыболовства настаивает на том, что ветряные турбины не виноваты.
«Нет никаких доказательств в пользу предположения о том, что шум, возникающий при проведении исследований характеристик участков, связанных с развитием ветроэнергетики, может быть потенциальной причиной гибели китов, и нет никакой конкретной связи между недавними случаями гибели крупных китов и проводимыми в настоящее время исследованиями», — говорится в заявлении.
Что еще могло стать причиной гибели китов?
Из 178 случаев гибели горбатых китов, расследованных учеными за последние четыре года, в 40% случаев были обнаружены признаки того, что киты были убиты судами или запутались в рыболовных снастях.
Высокий уровень выбросов китов предшествовал строительству ветряных электростанций.
В 2017 году вдоль атлантического побережья США погибло 78 китов. В 2018, 2019 и 2020 годах погибало по 59 особей в год. 31 погиб в 2021 году и 32 - в 2022 году.
В других районах с большим количеством ветряных электростанций роста смертности китов не наблюдается.