(REPORTAŽA) Očistiti zeleno energijo ali kako smo v Milanu predelovali odpadne vetrne lopatice

Štirideset minut vožnje južno od milanskega izredno natlačenega prometnega obroča, pot najprej vodi skozi dokaj idilično italijansko podeželje, ki servira tipične prizore s polji, ličnimi hiškami - vse do zelo industrijske cone v Pavii. Logično, iščemo nove začetke starih vetrnic, kraj, kjer se bo najverjetneje pisala prihodnost vetrne industrije, a je za sedaj še v poskusni fazi. Turist vsekakor ne bi zavil sem, je iskren tudi naš gostitelj in vodič za ta dan Pietro D'Amelio. Nasprotje med zelenim in črnim je v majhnem mestecu južno od italijanske prestolnice mode ter vsega lepega še toliko bolj razvidno. Črno na belem, pardon, zelenem.

Zakopavanje elis v zemljo je preteklost

Kot smo v seriji prispevkov o zagatnih plateh obnovljivih virov energije že popisali, je, ko gre za vetrno energijo, eden ključnih izzivov industrije vetrnic danes ravnanje z odpadnimi materiali na eni in pridobivanje novih na drugi strani. Po izteku delovne dobe lahko večina (okoli 90 odstotkov) vetrne elektrarne začne v obliki pravilno razgrajenih in ločenih materialov v nov krog uporabe. Pravzaprav so se podjetja, ki v EU postavljajo vetrne elektrarne, že zavezala k 100-odstotni reciklaži vetrnic, od njih terja odstranjevanje odsluženih elektrarn tudi zakonodaja. Kovine, beton in ostalo torej zakroži po ustaljenih poteh, ostane pa kompleksnejši del naprave - lopatice. Te so iz kompozitnih materialov, ki so seveda izdelani z namenom, da vzdržijo izredne pogoje in pritiske, ter so temu primerno kompleksni - velik del lopatice sestavljajo steklena vlakna in smole, ki služijo kot vezivo, pena kot polnilo, v bazi lopatic, ki se pričvrsti na nosilec, je kovina. In kot se izkaže med našim obiskom, ima vsaka lopatica še - razumljivo - strelovod. Razgradnja lopatic je zaradi mešanice kompleksnih materialov zahteven in ne preveč rentabilen proces, kar pomeni, da je doslej veliko odsluženih elis končalo na odlagališčih, fotografije takih odlagališč pa so bile velikokrat uporabljene za strašenje pred novo tehnologijo ali zelenim prehodom nasploh. A zakopavanje velikanskih elis v zemljo je preteklost. Način, kako jih kar najbolje izkoristiti kot novo surovino, pa išče tudi konzorcij italijanskih ter slovenskih podjetij in znanstvenikov. Obiskali smo torej obrat podjetja Greenthesis, kjer imajo z odpadnimi vetrnicami velike načrte - iščejo najučinkovitejšo pot v nov krog - kako obdelati odpadne lopatice tako, da bodo kar najboljša surovina za industrijo.

Soočeni smo s prvim valom odpadnih vetrnic

Pietro D'Amelio je vodja projektov za Greenthesis, njegova naloga je razvoj podjetja, natančneje projektov, ki vodijo v razvoj: "Moja naloga je pravzaprav vse - od postavitve nove infrastrukture, projektov na zelenem področju (ali rjavem), posodabljanje obratov. Slediti moramo standardom, ki so vse bolj restriktivni, ves čas uvajamo izboljšave, to je del posla." Sedež podjetja Greenthesis je v Segrate blizu Milana, obrat v Pavii pa je eden od 20 po vsej državi. "V zadnjih 27 letih je skupina Greenthesis postala eno vodilnih italijanskih podjetij za integrirano ravnanje z urbanimi in industrijskimi odpadki. Deluje v različnih sektorjih, kot so: obdelava, predelava in odlaganje industrijskih, komunalnih in posebnih odpadkov; dejavni smo tudi pri obdelavi in ​​predelavi komunalnega in industrijskega mulja; okoljski sanaciji in predelavi; pridobivanju energije iz odpadkov; proizvodnji električne energije iz obnovljivih virov in naprednih biogoriv," strne sogovornik celo paleto dejavnosti podjetja. Ker, kar civilizacija odvrže in odplakne, ni odpadek, temveč surovina. Skupina ima več kot 550 zaposlenih, njihov cilj pa je optimizirati in zagotoviti pravilno ravnanje z odpadki ob spoštovanju okolja.

"Z leti se vedno bolj osredotočamo na varstvo okolja in obnovljive vire energije, naše poslanstvo pa je iti v korak s časom in navadami ter prilagajati naše sisteme potrebam trga. To, kar bomo videli, je primer prilagajanja trgu," pove Pietro.

Lopatice vetrnih elektrarn imajo povprečno življenjsko dobo 25-30 let in glede na to, da so bile prve turbine postavljene konec prejšnjega stoletja, se danes soočamo s povpraševanjem po vse večjem številu lopatic, ki jih je treba odložiti. Zdaj se torej soočamo s prvim valom obnove vetrnih elektrarn, pravi Pietro. Kot smo že pisali, glavni razlog za porast odpadnih vetrnic ni vedno le dotrajanost, ampak vse večkrat menjava staro za novo, v treh desetletjih je tehnologija izredno napredovala in izkoristki novih vetrnih elektrarn so neprimerljivi s tistimi iz prvih generacij vetrnic.

Danes sta edini rešitvi, ki sta na voljo, odlaganje na odlagališčih in soobdelava, torej sežig. Greenthesis želi zagotoviti alternativno in trajnostno rešitev za odpisane elise z izgradnjo prvega obrata za predelavo steklenih vlaken iz rezil. "Začeli smo z raziskavami, v sodelovanju z univerzami in drugimi akterji v industriji, spodbujanjem sinergij, ki se končajo z inovativnimi rešitvami v krožnem gospodarstvu," pravi Pietro. Greenthesis namreč načrtuje poseben obrat, namenjen prav predelavi odpadnih lopatic, ki naj bi zagnal stroje že prihodnje leto. A o tem kasneje.

Uspešni začetki

V zadnjih 30 letih se je velikost vetrnih lopatic povečala skupaj z njihovo učinkovitostjo; prva generacija turbin v zgodnjih devetdesetih letih prejšnjega stoletja je imela premer okoli 30 metrov, današnje turbine pa imajo premer več kot 200 metrov.

Postopek razgradnje se že zaradi dimenzij začne v vetrni elektrarni. Ko lopatice dosežejo konec svoje življenjske dobe, jih odstranijo s turbine in spustijo na tla, razrežejo na kose in nato s tovornjakom prepeljejo do odlagališč. "Naš postopek vključuje zmanjšanje prostornine teh kosov z drobljenjem, nato pa s postopkom selekcije odstranjujemo nečistoče - končni rezultat je granuliran material, sestavljen predvsem iz steklenih vlaken in smole. Pravi izziv je zagotoviti certificiran končni izdelek z najmanj nečistočami in fizikalnimi lastnostmi, ki izpolnjuje zahteve končnega uporabnika," doda D'Amelio.

V zadnjih letih so imeli priložnost razviti svoje raziskave in testirati majhne količine tega materiala z različnimi industrijskimi partnerji, pri čemer so uspešno uvedli reciklirana steklena vlakna kot nadomestek za prvotni tako imenovani material virgin. "Dosegli smo zelo dobre rezultate, kar nam daje več zaupanja, da nadaljujemo z iskanjem te rešitve. Uporabe segajo od gradbenega sektorja do avtomobilske industrije!" se pohvali sogovornik, tudi sicer vidno ponosen na uspehe podjetja.

Neslavna zgodovina italijanskih odpadkov

Brez zapletov seveda ne gre. In kot vsi sogovorniki doslej, tudi Italijan na prvo mesto postavi odsotnost regulative na eni ter pretirano prisotnost na drugi strani. Italija je imela v preteklosti veliko težav z industrijskimi odpadki, predvsem nelegalnim odlaganjem slednjih. O tem smo lahko gledali filme in brali knjige. Stanje se je zelo izboljšalo pravi D'Amelio: "Normativi so postali zelo strogi. Pravzaprav mislim, da imamo v Italiji več omejitev, kot jih imajo v ostalih državah. In to nekoliko otežuje stvari. Danes smo med vodilnimi evropskimi državami, ko gre za varovanje okolja. To je dobro. Avtoritete so temu posvetile res veliko pozornosti, kar je tudi posledica težav z odpadki na jugu Italije. Zakoni so postali strožji in podjetja, kot je naše, temu res posvečamo veliko pozornosti. Druga stran kovanca je, da je iz istega razloga dosti težje priti do dovoljenj, avtorizacij. Dokazati moraš, da delaš stvari prav. Za dovoljenje za mletje materiala iz odpadnih vetrnic smo potrebovali skoraj pet let, pa gre za manj kot pet ton materiala, kar je praktično nič. Obdelamo 1000 ton odpada letno, ampak avtorizacija za teh pet ton je trajala skoraj pet let. Ker je proces nov, smo morali dokazati, od kod je material, kam gre material dalje, kaj bodo z njim počeli, kakšen je postopek. Birokracija je bila res zahtevna."

Kompozitni materiali so problem, za katerega moramo poskrbeti

Večinoma predelujejo industrijski odpad, barve, ki praviloma vsebujejo topila, avtomobilske gume, gradbene odpadke, kot je steklena volna, in po novem poskusno še lopatice vetrnic. Za zdaj samo pet ton z osnovnimi stroji za drobljenje in mletje. Cilj je predvsem zmanjšati volumen - iz velikanskih kosov dobiti prah steklenih vlaken, ki bo potoval v nov krog uporabe. "Za zdaj je to dovolj, obrat, ki ga bomo gradili, bo vključeval tudi proces separacije." Jih kdaj preseneti sestava vetrnic? "Več kot 85 odstotkov materiala so steklena vlakna, potem smole in manjše količine kovin, baker in aluminij, pa poliuretansko lepilo. Včasih je namesto PVC-pene vključen les, ker les prispeva manj h gostoti. To je prva generacija lopatic in sestava se je z leti spreminjala. Postajajo vse bolj učinkovite in večje, sestava materialov se menjuje. Ampak za zdaj se ukvarjamo z vetrnicami iz prve generacije, starimi od 25 do 30 let, te so tiste, ki jih bomo predelovali sedaj," pove D'Amelio.

In dejstvo je, da je kompozitnih materialov vse več, uporabljajo jih v vseh sektorjih z izdelki, ki terjajo vzdržljivost materialov, pa naj gre za avtomobil, smuči ali orodje, in edina rešitev zanje za sedaj so odlagališča ali sosežig in tudi na zakonodajni strani ni definiranega načina ravnanja s kompozitnimi materiali. Poleg tega je nov material relativno poceni, nima tako visoke cene, da bi upravičili recikliranje, zato temu področju ni namenjene dosti pozornosti. Tako na tisoče ton kompozitnih materialov pristane na odlagališčih. "Prepoved odlaganja je na mizi. In mislim, da je zelo pomembno poiskati rešitev za ta problem," zaključi Pietro v sobici upravne zgradbe. Dodajmo še, da je odlaganje na odlagališčih vse dražje in prostora je vse manj, kar je edino prav.

Aluminij, baker, pena

Prostor je industrijski, zamejen z velikimi betonskimi bloki in plastičnimi lamelami, ki preprečujejo uhajanje prahu v primeru mletja vetrnic steklenih vlaken. D'Amelio ni prav pisarniški človek, postopek, stroje in materiale pozna do obisti. Na tleh ležijo kosi lopatic, ki so nekoč pretvarjale veter v energijo, danes pa razkosane čakajo na predelavo. "PVC-pena je polnilo, ki je lahko, torej ne obteži krila, steklena vlakna pa povečajo trdnost, epoksidna smola je vezivo. Sestava se spreminja vzdolž lopatice. To je konica, ki je manjša, ampak baza je večja in v tem delu je veliko več pene. Sredica je v glavnem iz steklenih vlaken in smole, ta material je praviloma čist, brez dodatkov. Bakreni kabel služi za strelovod, baza lopatice, s katero je pričvrščena na gondolo, pa je ojačana z aluminijem v dolžini 40 centimetrov. Cela dolžina lopatic, ki jih imamo tukaj, je 23 metrov," našteva D'Amelio, medtem ko čepiva ob kosih lopatic.

Bi bilo njihovo delo razstavljanje vetrnic lažje, če bi proizvajalec ob odpadu dostavil tudi specifikacije, torej natančen načrt, kako in iz česa so izdelane? "Da, seveda. Za te tukaj smo dobili specifikacije od konstruktorja, kar nam je v veliko pomoč, saj lahko pričakujemo, kaj je notri in vemo, kaj je treba storiti, kaj in koliko lahko ločimo. Ampak ta trg je svoboden in te specifikacije niso obvezne. Moja želja in želja industrije je, da ta material znova porabi vetrna industrija za izdelavo novih lopatic vetrnic. Tega trenutno ni na mizi, ampak moramo poiskati prostor in način, kako ponovno uporabiti steklena vlakna v tej industriji."

Kaj je najtežje v tem procesu? "Faza demontaže in razreza vsekakor ni enostavna, izvajajo jo na lokaciji vetrnega polja. Tukaj v obratu pa se osredotočamo predvsem na separacijo - kako dobiti čim bolj čist material. Zgodi se tudi, da vijaki med mletjem poškodujejo stroj, zato je treba biti previden. Stroj za mletje mora biti zelo vzdržljiv, vzdrževanje je zelo pomembno."

Industrija potrebuje podporo regulatorja

S kupa s pajkom nalagajo kose vetrnic v stroj za mletje. Za sedaj je proces okoren, gre le za pet ton, kar je za giganta, kot je podjetje, praktično drobtinica. Kasneje, v novi tovarni bo proces seveda popolnoma avtomatiziran. "Sedaj je proces počasen, saj je ta stroj relativno majhen," pravi D'Amelio. Investicija je še v teku, premagan pa je že prvi vzpon, pridobivanje okoljskih dovoljenj in gradbenega. Podobno kot v Sloveniji so tudi italijanski regulatorji izredno previdni, ko gre za ravnanje z odpadnimi materiali, zaradi neslavne zgodovine z juga še bolj. Devetmilijonska investicija je v nizkem startu in prvenstveno bo namenjena vetrnicam. "Kasneje bomo sprejemali tudi ostale vrste odpadnih kompozitnih materialov. Zagotovo je najtežje obdelovati elise vetrnic, saj je v njih veliko nečistoč, so zahteven material za obdelavo ter pripravo na novo uporabo. Ostali odpad s podobnimi komponentami bo torej lažje obdelati. A v glavnem drži - material z manj nečistočami je za nas bolje obvladljiv." To je pomembno tudi zato, ker predstavljajo vetrnice le nekaj odstotkov odpada kompozitnih materialov: "Ena najpomembnejših komponent v vetrnih turbinah je izdelana iz kompozitnega materiala, sestavljenega iz približno 85 odstotkov steklenih vlaken z epoksidno smolo, za katerega trenutno velja, da ga ni mogoče reciklirati, vendar sektor vetra predstavlja le majhen odstotek ojačanih steklenih vlaken, ki jih vsako leto zavrže celoten trg. Postopek, ki ga razvijamo, bi lahko enostavno prilagodili za druge sestavljene odpadke."

A tukaj vodja projektov znova opozori na pomanjkanje pravil, postopkov, certifikatov. "Zakonodaja je ključna, avtoritete pa morajo podpreti industrijo, da sledi tej poti, postaviti bolj natančne specifikacije. Trenutno zakonodaja ne sledi potrebam. Po koncu projekta DeremCo, kjer sodelujemo s slovenskimi partnerji, bomo predlagali prilagoditve zakonodaje na osnovi naših izkušenj."

Ker dejstvo je, industrija ne bo sama uvajala sprememb, ki so finančno zahtevne, vsaj ne vsa. Če je industrija vetrnic pripravljena in že po samem poslanstvu zavezana h krožni ekonomiji, so - kot so poudarili vsi sogovorniki doslej - zastoji v drugih sektorjih, ki uporabljajo kompozitne materiale. In teh je veliko, začenši z navtično industrijo. Terja pa to čas, kajti seveda morajo materiali, nastali iz reciklata, še prestati ustrezna testiranja.

Doslej razgrajenih 60.000 ton lopatic

Nadaljujemo po obratu. Drobilnik najprej zdrobi material na 30 do 40 milimetrov velike koščke, drugi v vrsti je granulator, ki zmelje material še bolj na drobno v prah. Ta prah lahko presejejo, če naročnik želi, odvisno od nadaljnje uporabe, in ta material dobi uporabnik. "Granulat pošljemo za sedaj na analize na fakulteto in potem partnerjem, ki ga lahko znova uporabijo. Material lahko dodatno obdelamo glede na načine ponovne uporabe, sicer pa se lahko uporabi tudi tak," pravi sogovornik. Iz njega lahko nastanejo kompozitni materiali v različnih oblikah. Uporabljajo jih za izdelavo različnih izdelkov v elektroniki, avtomobilski industriji, razpon je zelo širok. "Tekom eksperimentalne faze smo ugotovili, da je uporaben kot material, ki ne potrebuje veliko čiščenja, medtem ko je pri materialih za vlivanje mas potrebne več obdelave. Testiramo pa še druge oblike uporabe, lahko se izdelujejo materiali ... Veliko je odvisno od tega, koliko nečistoč dovoljuje posamezni način obdelave.

V kontejnerju z grobim materialom so nečistoče jasno vidne, večinoma gre za poliuretansko peno in PVC-lepilo, te so odstranjene v procesu separacije pred drugim delom postopka. "Lahko tudi ločimo daljša vlakna od krajših, odvisno od želja končnega uporabnika. Daljša vlakna se uporabljajo za vlivanje materialov (zgodbo iz OPS Breznik lahko preberete tukaj), krajša v obliki prahu pa denimo pri materialih za 3D-tiskanje, ki zahtevajo bolj fin material. Uporabljajo jih tudi za izdelavo optičnih vlaken."

Zakaj so se predelave lotili prav v Italiji? "V Italiji pričakujemo, da bo v naslednjem desetletju razgrajeno vse večje število lopatic, ocenjeno na med 30.000 in 40.000 ton. WindEurope ocenjuje, da je bilo do leta 2023 v Evropi razgrajenih 14.000 lopatic (med 40.000 in 60.000 tonami). Pričakujemo, da bo prvi obrat za recikliranje vetrnih lopatic začel delovati leta 2026, rešitev pa je razširljiva in ponovljiva, da bo zadostila naraščajočemu povpraševanju."