De opkomst van windenergie en de verdieping van het transitieproces naar duurzame energie hebben geleid tot een explosie in het aantal geïnstalleerde windturbines wereldwijd. Tegenwoordig zijn er duizenden windmolens die energie opwekken, maar na ongeveer 20 tot 25 jaar gebruiksduur wordt het moment van ontmanteling onvermijdelijk. De bladen van deze windturbines zijn gemaakt van composietmaterialen — een combinatie van glasvezel en kunsthars — die sterk, licht en weersbestendig zijn. Deze eigenschappen maken ze geschikt voor veel toepassingen buiten hun oorspronkelijke functie. Echter, de recyclage van deze materialen is tot nu toe een complexe en langzaam oplossende uitdaging. Tegelijkertijd zijn er innovatieve ideeën en pogingen om deze bladen op een duurzame manier te hergebruiken, waaronder toepassingen in de bouwsector.
Deze artikel belicht de huidige stand van zaken op het gebied van het hergebruik en recycling van windturbinebladen, met een focus op mogelijke toepassingen in de bouwsector, inclusief mogelijke toepassing als dakbedekking of bouwmaterialen. Het artikel is gebaseerd op informatie uit betrouwbare bronnen, waaronder wetenschappelijke studies, initiatieven van particuliere bedrijven en overheden, en technische analyses van composietmaterialen.
De uitdaging van windturbinebladen
Windturbinebladen zijn ontworpen voor maximale efficiëntie en duurzaamheid in hun oorspronkelijke toepassing. Ze zijn gemaakt van composietmaterialen, zoals glasvezel en kunststoffen zoals polyester of epoxy. Deze materialen zijn sterk, licht en zeer duurzaam in termen van slijtage en weerstand tegen elementen. Tegelijkertijd zijn ze ook vrij lastig te vernietigen of te hergebruiken vanwege hun samenstelling en productieproces.
Composietmaterialen en hun eigenschappen
Composietmaterialen zoals die in windturbinebladen gebruikt worden, bestaan uit meerdere lagen vezels die verwerkt zijn in een bindmiddel of matrix. De vezels kunnen van glas, koolstof of hout zijn, terwijl de matrix meestal uit kunststoffen bestaat. Deze samenstelling zorgt voor een hoge stijfheid, lage gewicht en goede weersbestendigheid. Echter, wanneer deze materialen in het einde van hun levenscyclus komen, is het lastig om ze te scheid en te hergebruiken.
- Glasvezel: Vaak gebruikt in oudere bladen, is sterk en weersbestendig, maar niet gemakkelijk te scheid van de kunsthars.
- Kunsthars (polyester of epoxy): Verbindt de vezels, maakt het geheel stijf en duurzaam, maar is ook verantwoordelijk voor de moeilijke scheidbaarheid.
- Balsa- of schuimmaterialen: Gebruikt als kernmaterialen in de bladen om het gewicht te beperken, kunnen geschikt zijn als isolatiemateriaal.
De combinatie van deze materialen maakt de bladen geschikt voor de windturbines, maar ongeschikt voor traditionele recyclingmethoden. Verbranding levert energie op, maar de materialen worden hierbij verloren en kunnen niet hergebruikt worden.
Hergebruik van windturbinebladen in de bouwsector
Ondanks de uitdagingen van recyclage zijn er steeds meer initiatieven gericht op het hergebruik van windturbinebladen in andere toepassingen. Deze benadering valt binnen de bredere beweging van circulaire economie en duurzame bouwpraktijken.
Mogelijke toepassingen als bouwmateriaal
1. Spar caps en constructieelementen
Spar caps zijn de dikke, massieve delen van de bladen. Deze delen zijn sterk en geschikt voor gebruik als bouwmaterialen. Ze kunnen bijvoorbeeld gebruikt worden als onderdeel van funderingen, daken of vloeren. Volgens onderzoek van TU Delft en studenten die hierover hebben afgestudeerd, zijn deze delen nog steeds stijf en sterk na 25 jaar gebruik. Dit maakt ze geschikt voor toepassing in zware constructies.
- Toepassing in funderingen: Spar caps kunnen als verstevigende elementen gebruikt worden in funderingen.
- Toepassing in dakconstructies: Door hun stijfheid kunnen ze onderdeel zijn van daksystemen.
- Toepassing in vloerdragers: Hun hoge stijfheid maakt ze geschikt als liggers in vloerconstructies.
2. Shear web als isolatiemateriaal
De shear web is het lichte deel van de bladen dat de spar caps verbindt. Het bestaat uit gelamineerde schuim- of balsalagen. Deze materialen zijn licht, isolerend en kunnen geschikt zijn als bouwmaterialen voor isolatie of constructie.
- Isolatiemateriaal: Het schuim in de shear web heeft goede isolerende eigenschappen en kan gebruikt worden in muren of daken.
- Constructiemateriaal: De balsa-lagen kunnen gebruikt worden in lichte constructies, zoals binnenmuren of scheidingswanden.
3. Zagen en splitsen van bladen
Een manier om windturbinebladen herbruikbaar te maken, is het verzagen van de bladen in kleinere, gestandaardiseerde elementen. Dit kan met behulp van waterjet-zaagtechnologie, wat efficiënter en minder schadelijk is dan traditionele zagen. Het resultaat is een verzameling van balken en panelen die geschikt zijn voor diverse toepassingen in de bouwsector.
- Waterjet-zaagtechnologie: Zorgt voor een precisiezaagproces zonder schadelijke stofvorming.
- Resultaat: Een variatie aan bouwelementen die gebruikt kunnen worden in constructies of als bouwmaterialen.
4. Gebruik in recreatie- en sportinfrastructuur
Er zijn ook innovatieve toepassingen van windturbinebladen in de recreatie- en sportsector, die indirect ook de bouwsector raken. Denk bijvoorbeeld aan glijbanen, klimtoestellen en speeltuinen die gemaakt zijn van gedeelten van windmolenbladen. Deze toepassingen tonen aan dat composietmaterialen uit windturbines niet alleen geschikt zijn voor traditionele bouwtoepassingen, maar ook voor creatieve en unieke projecten.
- Speeltuinen: Gedeelten van bladen worden gebruikt in speeltuinen in Rotterdam en Terneuzen.
- Klimtoestellen: Door hun stijfheid en duurzaamheid zijn ze geschikt voor klimconstructies.
- Glijbanen en andere faciliteiten: De bladen kunnen gebruikt worden in sport- en recreatieinfrastructuur.
Duurzaamheid en circulaire economie
Het hergebruik van windturbinebladen valt binnen de bredere doelstelling van circulaire economie, waarbij materialen en producten zo lang mogelijk in gebruik blijven en zo min mogelijk afval wordt geproduceerd. De huidige uitdaging is dat de verwerkingscapaciteit voor composietmaterialen te klein is om het afgedankte volume te verwerken. Dit betekent dat het hergebruik van windturbinebladen op schaal moet worden uitgerold om de komende jaren te kunnen volgen.
- Problemen met verwerkingscapaciteit: De huidige infrastructuur is niet in staat om het afgedankte volume te verwerken.
- Duurzame oplossingen: Innovatieve methoden zoals het gebruik van recycleerbare harsen en nieuwe verwerkingstechnieken worden ontwikkeld.
- Toekomstige productie: Bedrijven zoals Siemens Gamesa introduceren recycleerbare bladen die na gebruik volledig gescheiden kunnen worden in hun componenten.
Innovatieve oplossingen en toekomstvisies
De innovatieve benaderingen op het gebied van recycling en hergebruik van windturbinebladen tonen aan dat het mogelijk is om composietmaterialen op een duurzame manier te hergebruiken. Deze innovaties zijn belangrijk voor de toekomst van zowel de windenergie-industrie als de bouwsector.
Recycleerbare bladen
Een belangrijke innovatie op dit moment is het ontwikkelen van recycleerbare windturbinebladen. Bedrijven zoals Siemens Gamesa en Vattenfall introduceren bladen die op basis van een nieuwe, recycleerbare hars zijn gemaakt. Deze bladen kunnen na 20 tot 25 jaar gebruik volledig gescheiden worden in hun componenten, waardoor ze geschikt zijn voor hergebruik of vernieuwde toepassingen.
- Recycleerbare harsen: De nieuwe harsen kunnen makkelijk losgemaakt worden van de vezels, waardoor recyclage mogelijk is.
- Toepassing in offshore windparken: Deze bladen worden al toegepast in windparken zoals Hollandse Kust Zuid.
- Toekomstplannen: Siemens Gamesa heeft als doel om vanaf 2030 alleen nog maar volledig recycleerbare bladen te produceren.
Technologische ontwikkelingen
Buiten het ontwikkelen van nieuwe bladen zijn er ook technologische ontwikkelingen gericht op het verwerken van bestaande bladen. Onderzoekers en bedrijven zoeken naar efficiëntere manieren om composietmaterialen te scheiden, zoals het gebruik van hoge temperaturen om de kunsthars te vernietigen en de glasvezels vrij te maken.
- Thermische vergassing: TNO onderzoekt de mogelijkheid om de kunsthars in composietmaterialen te vergassen, waardoor de glasvezels vrijkomen.
- Zaagtechnologieën: Waterjet-zaagmethoden en andere precisiezager worden ontwikkeld voor het efficiënt slijpen van bladen.
Toekomstige toepassingen
Hoewel de huidige toepassingen van windturbinebladen in de bouwsector nog beperkt zijn, zijn er veel mogelijkheden voor toekomstige toepassingen. Met de komst van recycleerbare bladen en de ontwikkeling van nieuwe verwerkingstechnieken, wordt het hergebruik van composietmaterialen steeds meer mogelijk.
- Duurzame bouwmaterialen: De toekomstige bladen zullen geschikter zijn voor hergebruik in de bouwsector.
- Nieuwe toepassingen: Composietmaterialen kunnen gebruikt worden in innovatieve bouwprojecten, zoals zonne-eilanden, lichtgewicht constructies en energie-efficiënte gebouwen.
- Duurzaamheidsdoelstellingen: Het hergebruik van windturbinebladen bijdraagt aan de doelstellingen van circulaire economie en duurzame bouw.
Conclusie
Windturbinebladen zijn gemaakt van composietmaterialen die sterk, licht en weersbestendig zijn. Ondanks deze gunstige eigenschappen is het hergebruik en recyclage van deze bladen tot nu toe een complexe uitdaging. Echter, er zijn steeds meer initiatieven en innovaties die gericht zijn op het hergebruik van deze materialen in andere toepassingen, waaronder de bouwsector.
De huidige toepassingen van windturbinebladen in de bouwsector zijn nog beperkt, maar ze tonen aan dat het mogelijk is om composietmaterialen op een duurzame manier te hergebruiken. Innovaties zoals recycleerbare bladen, nieuwe verwerkingstechnieken en creatieve toepassingen zorgen voor een grotere toekomstige rol van windturbinebladen in de bouwsector.
De komende jaren zullen de technologie en de markt zich verder ontwikkelen, waardoor het hergebruik van windturbinebladen steeds meer mogelijk wordt. Dit is niet alleen belangrijk voor de duurzaamheid van de windenergie-industrie, maar ook voor de toekomst van de bouwsector.