CETEC-Initiative zur Kommerzialisierung der Technologie für die vollständige Recyclingfähigkeit von Verbundwerkstoff-Windturbinenblättern

Eine Koalition von führenden Vertretern aus Industrie und Wissenschaft hat eine neue Technologie entwickelt, die den letzten technologischen Schritt zur Ermöglichung der Zirkularität von duroplastischen Verbundwerkstoffen zur Herstellung von Windturbinenblättern darstellt. Um ihre Einführung sicherzustellen und eine Kreislaufwirtschaft in der gesamten Windindustrie voranzutreiben, wurde eine neue Initiative mit dem Titel CETEC (Circular Economy for Duroplast Epoxy Composites) ins Leben gerufen. Innerhalb von drei Jahren hat sich CETEC zum Ziel gesetzt, basierend auf der Kommerzialisierung der neuartigen Technologie eine umfassende Lösung zu präsentieren, die für die industrielle Anwendung bereit ist.

CETEC wird teilweise vom Innovation Fund Denmark (IFD, Aarhus, Dänemark) finanziert und wird von Vestas (Aarhus), einem führenden Anbieter nachhaltiger Energielösungen, angeführt und umfasst sowohl führende Industrie- als auch akademische Führungskräfte wie Olin Corp. (Clayton, Miss., USA), Hersteller von Epoxy, dem Danish Technological Institute (DTI, Taastrup, Dänemark) und der Universität Aarhus (Dänemark).

Entwickelt von DreamWind, einer Innovationsinitiative derselben Partner, besteht die neue Technologie aus einem zweistufigen Prozess. Zuerst werden duroplastische Verbundwerkstoffe in Verstärkungsfasern und Harz (Epoxid) zerlegt. Anschließend wird das Epoxid durch einen neuartigen Chemcycling-Prozess weiter in Basiskomponenten aufgebrochen, die den Neumaterialien ähnlich sind. Diese Materialien können dann wieder in die Herstellung neuer Turbinenschaufeln eingesetzt werden und bilden einen neuen Zirkularitätspfad für Epoxidharz.

„Chemcycling von Materialien auf Epoxidbasis würde es ermöglichen, diese hochstabilen Polymerketten in molekulare Bausteine ​​zu zerlegen. Diese Bausteine ​​sind leicht zu verarbeiten und können verwendet werden, um neues Epoxid herzustellen, das die gleiche Qualität wie das Originalmaterial hat“, bemerkt Prof. Dr. Troels Skrydstrup, Universität Aarhus. „Derart den Verlust wertvoller molekularer Komplexität zu vermeiden, ist ein sehr wünschenswertes Konzept und ein wichtiger Schritt zu nachhaltigen Materialien.“

Laut Partnern sind Windturbinen zu 85-90% recycelbar, wobei der verbleibende Anteil nicht recycelt werden kann, da das Material der Turbinenschaufeln aufgrund der Natur duroplastischer Verbundwerkstoffe nicht recycelt werden kann (siehe „Definition der Landschaft für Windschaufeln am Ende der Nutzungsdauer“ für mehr zu EOL-Windflügeln). CETEC hat sich zum Ziel gesetzt, diese Recyclinglücke zu schließen und einen bedeutenden Schritt nach vorn bei der Abfallvermeidung in der Windenergiebranche zu ermöglichen.

„Da die globalen Verpflichtungen zu einer Netto-Null-Zukunft in der Zukunft zunehmen, ist es von entscheidender Bedeutung, sicherzustellen, dass die Windindustrie nachhaltig skalieren kann. Dazu gehört auch, dass Vestas unser Ziel erfüllt, bis 2040 abfallfreie Turbinen zu produzieren“, sagt Allan Korsgaard Poulsen, Head of Sustainability and Advanced Materials , Vestas Innovation und Konzepte. „Mit diesem neuen technologischen Durchbruch beim Chemcycling von Epoxidharz wird das CETEC-Projekt ein bedeutender Meilenstein auf dem Weg von Vestas zur Erreichung dieses Ziels sein und eine Zukunft ermöglichen, in der bei der Außerbetriebnahme von Rotorblättern keine Deponien mehr erforderlich sind.“

„Das Hauptmerkmal von Verbundwerkstoffen ist ihre einzigartige Kombination aus geringem Gewicht und hoher Festigkeit. Dies wird durch die starke Verbindung zweier verschiedener Materialien bestimmt – Faser und Epoxid“, fügt Simon Frølich, Teammanager, PhD, Dänisches Technologieinstitut hinzu. „Das Dilemma besteht darin, dass diese starke Bindung auch das Merkmal ist, das das Recycling dieser Materialien erschwert. Daher ist die Entwicklung der neuartigen Technologie von CETEC, die die Demontage des Verbundwerkstoffs bei EOL ermöglicht, ein bahnbrechender Schritt, der es uns ermöglicht, den Wert jedes Materialstroms in einer neuen Kreislaufwirtschaftskette zu erfassen.“

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Lösung von CETEC beabsichtigt, den Mangel an verfügbarer Recyclingtechnologie für Epoxidharze zu beheben. Dies würde wiederum die Möglichkeit eröffnen, neue Recyclinglösungen in der Windindustrie einzuführen. Dies birgt Berichten zufolge erhebliches Potenzial für die Wertschöpfung, insbesondere in Märkten, in denen die Vorschriften zur Abfallwirtschaft in der verarbeitenden Industrie verschärft werden, um einer breiteren Nachhaltigkeitsagenda gerecht zu werden. Wenn sie vollständig entwickelt ist, kann die Lösung auch Auswirkungen auf andere Branchen haben, die in der Produktion auf duroplastische Verbundwerkstoffe angewiesen sind, wie beispielsweise die Automobil- und Luftfahrtindustrie.

„Als führender Epoxidhersteller und globaler Lieferant für die Windindustrie ist Olin stolz darauf, unser technologisches Know-how für dieses wichtige Nachhaltigkeitsprojekt zur Verfügung zu stellen“, sagt Leif Ole Meyer, TS&D Leader EMEAI bei Olin. „Technologien zu entwickeln, die eine bestehende Lücke bei Duroplasten schließen, indem sie eine Zirkularität schaffen, ist ein weiteres Beispiel für die Umsetzung unseres Nachhaltigkeitsziels Ressourceneffizienz. Diese Innovation wird der Industrie helfen, den Verbrauch von Neumaterialquellen zu minimieren und die Wiederverwendung und das Recycling von Materialien zu erhöhen.“