De uit composiet gemaakte bladen van windturbines konden tot voor kort niet worden gerecycled. Dankzij een nieuw type hars is het nu wel mogelijk om de materialen in molenwieken te scheiden voor hergebruik. In het windpark Hollandse Kust Zuid van Vattenfall en BASF maken de RecycableBlades van Siemens Gamesa hun Nederlandse debuut.

Door: Leendert van der Ent, VNCI

Nu de industriële productie van de in 2021 gelanceerde RecycableBlade van Siemens Gamesa op gang is gekomen, gaat het bedrijf de productiecapaciteit verder uitbouwen. In 2024 moet die klaar zijn voor het realiseren van grotere projecten. De productie van de recyclebare windmolenbladen zal in alle faciliteiten voor offshore-productie van het bedrijf plaatsvinden. Het doel is om vanaf 2030 alleen nog maar volledig recycleerbare bladen te produceren. "Hoewel ik niet op specifieke klanten of projecten kan ingaan, kan ik zeggen dat we druk met onze klanten in gesprek zijn over deze nieuwe bladen", zegt duurzaamheidsspecialist Jonas Pagh Jensen.

Het eerste project waarin de RecyclableBlade worden toegepast is Kaskasi van RWE voor de Duitse kust. De primeur voor Vattenfall en voor Nederland komt in 2023 in het windpark op zee Hollandse Kust Zuid. De bladen zijn ook alvast gereserveerd voor het latere project Hollandse Kust West. Na de zomer van 2022 beslist de overheid welke partij dat park mag gaan exploiteren. Als één of beide kavels aan Vattenfall worden vergund, zullen verschillende turbines met de RecyclableBlade worden uitgerust. Het nieuwe windpark zal naar verwachting in 2025-2026 operationeel worden.

Zero waste

Siemens Gamesa is niet de enige fabrikant die bezig is met recycleerbare bladen. Vestas werkt aan de ontwikkeling van technologieën voor de recyclering van composieten en GE-dochter LM Wind Power committeerde zich in 2021 aan het produceren van zero waste bladen in 2030. Daarvoor sloot het bedrijf zich aan bij het Zero wastE Blade ReseArch-consortium (ZEBRA), dat aan recyclebare bladen werkt en in maart dit jaar zijn eerste prototype presenteerde, gemaakt in de fabriek van LM Wind Power in Spanje.

Hiervoor werd een hars van het Franse Arkema gebruikt in combinatie met nieuwe glasmaterialen van Owens Corning. "Het thermoplastische composietmateriaal van de bladen heeft aan het einde van zijn levensduur nog een hoge waarde en kan in andere industrieën worden toegepast in materiaal-compounds", aldus John Korsgaard, senior director engineering excellence bij LM. Het bedrijf start operationele testen met de bladen in de buurt van het hoofdkantoor in Denemarken. Als het project in 2023 afloopt, moet volgens ZEBRA een belangrijke horde richting een circulaire windenergiesector zijn genomen.

Eva Philipp, hoofd Environment and Sustainability van Vattenfall. "De inzet van recyclebare turbinebladen is een logische stap om onze duurzaamheidsambities binnen bereik te brengen." Het wordt zelfs een noodzakelijke stap, omdat sommige landen strikte eisen aan de recycleerbaarheid van de installaties op zee gaan stellen of gaan stellen.

Terugdraaien

De lastige recycleerbaarheid van de bladen komt door de hars. De glas- en koolstofvezels worden met hars onder hoge temperatuur en druk aan elkaar ‘gebakken' tot windturbinebladen. Tot nu toe was het erg moeilijk om dat proces weer terug te draaien en hars en vezels te scheiden. Bovendien neemt de kwaliteit van de verschillende materialen als gevolg van de extreme procesomstandigheden af.

Siemens Gamesa past een nieuw type hars toe dat is ontwikkeld door het Indiase concern Aditya Birla Advanced Materials. Nadat de nieuwe harsoplossing, die zich nog in een conceptueel stadium bevond, in 2020 was gevalideerd door laboratoriumtests en pilotproeven, begon Siemens Gamesa begin 2021 met de productie van de eerste bladen met de RecyclableBlades-hars. "Siemens Gamesa begreep de waarde van onze Recyclamine-technologie en was als onze strategische partner in de windindustrie van het begin bij de ontwikkeling betrokken", zegt Pradip Kumar Dubey, CEO van Aditya Birla. "In de loop der jaren hebben we samengewerkt aan verschillende harssystemen van de volgende generatie. Die hebben het mogelijk gemaakt de kwaliteit te verbeteren en de productiviteit bij de productie van bladen te verhogen. Met het recycleerbare harssysteem dat het recycleerbare blad mogelijk maakt hebben we een enorme sprong voorwaarts gemaakt."

Die sprong houdt in dat de hars in eenmaal geproduceerde bladen weer oplost als het blad wordt ondergedompeld in een bad met een verwarmde, lichtzure oplossing. Daarbij kunnen de vezels en geïntegreerde onderdelen van hout, metaal en plastic zonder ernstige beschadiging loskomen van de hars. Al die materialen kunnen weer worden hergebruikt.

Nieuwe toepassingen

Maar dat is nog niet alles. Het harssysteem is ook ontworpen voor een extra langzame reactiviteit om de verwerkbaarheid te verbeteren. De hars hardt ook sneller uit dan de conventionele harsen, wat bijdraagt tot een kortere cyclustijd bij de productie van bladen. Desondanks kan een blad op dezelfde manier worden geproduceerd als een standaard blad. De productie verloopt volgens hetzelfde productieproces. Er is volgens Siemens Gamesa dus geen verhoogd implementatierisico verbonden aan het nieuwe harssysteem.

"De technologie die Aditya Birla heeft ontwikkeld om te voldoen aan onze specifieke eisen, zoals een lange openstellingstijd van de matrijs en recycleerbaarheid, is de technologie die volgens ons de klus het beste klaart", zegt Pagh Jensen van Siemens Gamesa. "Het voldoet niet alleen aan onze eisen, maar biedt ook een energiezuinige manier om de materialen terug te krijgen voor nieuwe toepassingen. Dit vertaalt zich op zijn beurt in een veel kostenefficiënter proces dan wat er momenteel op de markt beschikbaar is."