Един от най-големите производители на вятърни турбини в света твърди, че има потенциално революционно решение на огромния проблем с пластмасовите отпадъци в индустрията. Миналата седмица Vestas обяви, че е открила нов начин за разграждане на пластмасата в лопатките на турбините до материал за първична употреба. По този начин, вместо да затрупва сметищата с пластмасови лопатки, тя може да ги рециклира, и използва за производството на нови.
Защо това е голяма задача – буквално колосална? Съвременните вятърни турбини с лопатки, по-дълги от височината на Статуята на свободата, бързо завладяват сушата и морето. Те са изключително здрави, създадени да издържат на природните стихии в продължение на десетилетия, но след като бъдат изведени от експлоатация, те обикновено се превръщат в отпадъци. В световен мащаб до 2050 година се очаква лопатките на вятърните турбините да се превърнат в 43,4 милиона тона отпадъци.
Досега Vestas е разкрила много малко информация за това как новата технология възстановява пластмасата, използвана за производството на турбинни лопатки. Ако компанията все пак успее да се справи, това ще промени правилата на играта във вятърната индустрия, особено след като има толкова големи предизвикателства за преодоляване.
„Това може да бъде наистина голямо. Но както понякога се казва, дяволът се крие в детайлите“, казва Стивън Нът, професор и ръководител на катедрата по композитни материали в инженерното училище „Витерби“ към Университета на Южна Калифорния.
Като начало, лопатките на турбината не са изработени от обикновена пластмаса. Vestas твърди, че е открила начин за рециклиране на епоксидна смола, която е като „пластмаса на стероиди“. Тя е разработена по химичен път, за да бъде почти неразрушима. Това я прави достатъчно здрава, за да се произвеждат части за самолети, космически кораби и вятърни турбини, разбира се.
За да разберем колко здрава е тази материя в действителност, трябва да навлезем малко в химията. Повечето други пластмаси, с които се сблъскваме в ежедневието си могат да бъдат разтопени и преработени, но епоксидната смола е различна. Тя е така нареченият „термореактивен полимер“. По време на процеса на втвърдяване нейните верижни молекули образуват почти неразрушими връзки, наречени кръстосани връзки. В резултат на това епоксидната смола запазва формата и химическата си структура дори при високи температури и екстремни условия.
Можете да си го представите като сварен яйчен белтък, обяснява Нът: „веднъж загрял, свареният белтък няма да се върне към течен вид.“
„Пластмаса на стероиди“
„Материалът в лопатките на турбините в продължение на десетилетия е бил оптимизиран, за да издържи възможно най-дълго дори при наистина екстремни метеорологични условия…този фокус ни накара да вярваме, че е невъзможно да ги рециклираме“, казва Мие Елхолм Биркбак, специалист по иновационни концепции във Vestas, пред The Verge. „Но сега открихме „ключа“ за отключване на този потенциал.“
Този ключ е химически процес, който Vestas открива, работейки заедно с Университета Орхус, Датския технологичен институт и производителя на епоксидни смоли Olin. Първата стъпка е лопатката да се потопи в течност, която отделя епоксидната смола от другите материали, които обикновено са стъклени или въглеродни влакна. При втората стъпка от процеса епоксидната смола се обработва отново, за да се разгради до химическите си компоненти. Резултатът, според Vestas, е епоксидна смола от първичен клас, която може да се използва отново за изработване на нова турбинна лопатка.
Досега компанията е демонстрирала успешно този процес само в малък мащаб, като е използвала парчета от турбинни лопатки.
След още няколко години, казва Биркбак, „очакваме да имаме представа как ще изглежда това в промишлен мащаб“.
Vestas работи с Olin и компанията за рециклиране Stena Recycling, за да разшири мащаба на този пилотен проект.
Остава да се отговори на много важни въпроси. Като начало Vestas твърди, че нейният процес може да възстанови „по-голямата част“ от епоксидната смола в употребените лопатки, но компанията не разполага с конкретен брой, който да сподели на този етап. Vestas няма да каже и колко пъти епоксидната смола може да бъде използвана повторно чрез новия химически процес, който е разработила, така че не е ясно дали това просто удължава живота на материала или го прави безкрайно използваем.
И все пак остава да се отговори на много важни въпроси
Животът на една типична вятърна турбина е около 20 години. Ако лопатките й могат да се използват повторно, това може да я предпази от рециклиране за още няколко десетилетия, но само ако процесът може да се повтори отново и отново върху същия материал, а това не е ясно до момента.
Това че пластмасата може да се преработва отново и отново е често срещано погрешно схващане при рециклирането. Дори гъвкавата пластмаса е трудна за повторно използване. В историята на пластмасата само 9 % от нея някога са били рециклирани. В повечето случаи пластмасата се рециклира „надолу“ – превръща се в продукт с по-ниска стойност – поради това, че качеството ѝ се влошава всеки път, когато материалът се преработва отново. Устройствата, произведени от рециклирана пластмаса, често трябва да бъдат подсилени с много нова пластмаса, което в крайна сметка може да доведе до повече отпадъци.
Vestas също така не споделя какви химикали планира да използва в този процес, освен че ги описва като стоки, които са „лесно достъпни и сравнително евтини“, според Биркбак. При увеличаване на мащаба Vestas ще трябва да се увери, че тези химикали не създават свои екологични проблеми от своя страна.
Компанията също така трябва да измисли какво да прави с другите остатъци освен епоксидната смола. Турбинните лопатки се изработват с помощта на смес от епоксидна смола и стъклени или въглеродни влакна. Тези влакна обикновено съставляват половината или повече от материала. Така че, за да може да рециклира цялата лопатка, компанията трябва да я възстанови цялата. Освен това всички тези възстановени материали трябва да са конкурентни по цена на първичните материали.
Въпреки това разрастващата се вятърна индустрия ще трябва да реши какво да прави с всички тези стари лопатки от вятърните турбини. В Европа лопатките на турбините се използват за изграждане на мостове. Материалът от лопатките може да се използва и за производство на цимент, но тези решения, макар и многообещаващи, все още са свързани с рециклиране.
Vestas, от друга страна, се надява, че е намерила истинското решение на предизвикателството, свързано с отпадъците от вятърната енергия. Ако се окаже успешна, новата технология може да се използва дори за вдъхване на нов живот на вече изхвърлени турбини.
„Аз съм доста развълнуван от това. Vestas все пак е гигант във вятърната индустрия и ще се справи с това.“, казва Нът.
„Това е чудесно развитие за индустрията, че някои от големите производители се опитват да бъдат по-устойчиви“, казва Обрин Купърман, изследовател на вятърната енергия в Националната лаборатория за възобновяема енергия.