Von Rotorblättern zu Textilien: Recycling von Windenergieanlagen
Windenergie ist ein Hoffnungsträger der Energiewende, doch viele Anlagen erreichen bald ihr Lebensende. Recycling-Experte Fabian Rechsteiner gibt Einblicke in die Möglichkeiten und Hürden bei der Wiederverwertung von Windkraftanlagen und zeigt auf, welche technischen und politischen Schritte nötig sind, um eine Kreislaufwirtschaft in diesem Bereich zu etablieren.
Wie können Windenergieanlagen recycelt werden? Damit befasst sich das Fraunhofer IGCV.
Foto: PantherMedia / dpcrestock (Rafa Irusta Machin)
Die Windenergie spielt eine wichtige Rolle bei der Umsetzung der Energiewende, Sie trägt dazu bei, dass Deutschland bis 2045 seine Nachhaltigkeitsziele erreichen kann. Allerdings steht laut Fachagentur Wind und Energie bereits rund ein Drittel der heimischen Windkrafträder kurz vor dem Abbau, da ihre vorgesehene Nutzungsdauer überschritten ist. Fabian Rechsteiner vom Fraunhofer-Institut für Gießerei-, Composite- und Verarbeitungstechnik (IGCV) ist Recycling-Experte für Verbundmaterialien und hat sich damit befasst, was mit den ausgemusterten Windenergieanlagen geschieht und welche Herausforderungen es auf dem Weg zu einer funktionierenden Kreislaufwirtschaft im Windenergiesektor noch zu meistern gilt.
Obwohl die technische Lebensdauer von Windenergieanlagen meist zwischen 20 und 25 Jahren liegt, werden viele Anlagen in Deutschland deutlich länger betrieben. Rechsteiner erklärt dies mit der Preisstruktur des Strommarktes: „Wir als Endverbraucher kaufen den Strom immer zu dem Preis der teuersten Stromerzeugungstechnologie (Merit-Order) ein. Aktuell ist das Gas, das mit rund 11 Cent pro Kilowattstunde zu Buche schlägt. Windenergie kann hingegen unter optimalen Bedingungen sehr günstig produziert werden. Der Preis pro Kilowattstunde liegt derzeit bei rund 4 Cent.“ Für Betreibende sei es daher oft rentabler, bestehende Anlagen länger zu nutzen, statt sich den aufwendigen Genehmigungs- und Planungsverfahren für Neubauten zu stellen, die in Deutschland oft sechs bis acht Jahre dauern.
Recycling von Windenergieanlagen: Stahl und Zement gut verwertbar
Windenergieanlagen, die nicht mehr weiterbetrieben werden können, werden abgebaut und recycelt. Rechsteiner erläutert, dass der Stahlturm wiederverwertet und das Zementfundament beispielsweise im Straßenbau zum Einsatz kommt. Diese Komponenten machen fast 90 Prozent der Anlage aus. „Die größte Herausforderung stellt jedoch das Rotorblatt dar“, sagt der Experte. Es besteht meist aus einem Verbund verschiedener Materialien wie faserverstärkten Kunststoffen, Holz, Schaum und Metallen. Leider würden sich herstellende Unternehmen noch nicht ausreichend Gedanken über das spätere Recycling machen, und auch politisch sei recyclinggerechtes Konstruieren noch nicht stark genug eingefordert. Ein digitaler Produktpass könnte hier Abhilfe schaffen, indem er die verbauten Materialien dokumentiert.
Da viele Windräder bereits rund 30 Jahre alt sind, ist oft nicht mehr genau bekannt, welche Materialien damals verwendet wurden. „Aktuell gibt es noch keine standardisierte Dokumentation oder ein System, das diese Informationen langfristig speichert“, erläutert Rechsteiner. Für ein effizientes Recycling sei dieses Wissen jedoch essenziell. Am Fraunhofer IGCV arbeitet man daher an der Entwicklung von Recyclingprozessen, die eine bessere Verwertung dieser Materialien ermöglichen sollen.
Pyrolyse-Verfahren trennt Fasern und Kunststoffe in Rotorblättern
Ein vielversprechender Ansatz ist laut Rechsteiner ein Pyrolyse-Prozess, bei dem zerkleinerte, faserverstärkte Kunststoffe unter Ausschluss von Sauerstoff erhitzt werden: „Das Ziel des Prozesses ist es, die Fasern – meist Carbon- oder Glasfasern – vom Kunststoff zu trennen. Im Anschluss versuchen wir, aus der Faser wieder ein Textil zu gewinnen.“ Die Fasern werden dann nicht mehr in ihrer ursprünglichen Form, sondern als kürzere Varianten zu einem Vlies verarbeitet. Eine Herausforderung besteht darin, die Fasern möglichst gerichtet anzuordnen, um Eigenschaften zu erzielen, die neuen Materialien ähneln. Dazu entwickelt das Fraunhofer IGCV sowohl die Recyclingprozesse als auch die Anwendungs- und Fertigungsprozesse für die recycelten Fasern.
Recycelte Carbonfasern weisen größtenteils vergleichbare Eigenschaften wie neue Fasern auf, was sie für den Einsatz in der Automobil- oder Sportindustrie interessant macht. Für Anwendungen mit sehr hohen Anforderungen an die Struktur, wie neue Rotorblätter oder tragende Strukturen in Flugzeugen, sind sie jedoch nicht geeignet. „Aber das ist ja auch gar nicht der Anspruch“, stellt Rechsteiner klar.
Politische Maßnahmen könnten Recycling von Windenergieanlagen fördern
Die Forschung zum Recycling von Rotorblättern ist bereits weit fortgeschritten, sodass eine industrielle Umsetzung möglich wäre. Allerdings fehlt es laut Rechsteiner noch an ausreichender Nachfrage nach recycelten Materialien: „Viele Unternehmen scheuen Investitionen, weil der Markt noch unklar und unsicher ist. Politische Maßnahmen wie eine Recyclingquote wären hilfreich, um die Nachfrage nach recyceltem Material zu steigern und die Wirtschaftlichkeit zu verbessern.“ Abschließend verrät der passionierte Radfahrer, dass er sich persönlich sehr darüber freuen würde, wenn das recycelte Material aus Windenergieanlagen in seinem Fahrrad zum Einsatz käme – so würde sich für ihn ganz persönlich der Kreislauf schließen.
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