Nederland was een pionier op het gebied van windenergie. Maar dat betekent ook dat er heel wat oude turbines in ons land staan. Die moeten we nu afbreken en ook recyclen. Een proces waar nog een aantal technische, maar ook maatschappelijke uitdagingen bij komen kijken.
Windturbines maken al decennialang deel uit van het landschap van Nederland, op land en op zee. De traag draaiende bladen zijn een bekend zicht wanneer je door het land reist.
Nederland was een pionier in windenergie. Maar dat heeft ook een keerzijde: er staan al heel wat oudere turbines in Nederland, die al tientallen jaren oud zijn. Er moet dus langzaamaan nagedacht worden over het afbreken van turbines, en het recyclen ervan. Dat proces komt al aardig op gang, maar kent toch een aantal uitdagingen, van composieten tot geopolitieke dreigingen.
“Bijna honderd turbines op zee zullen de komende jaren aan het einde van hun leven zitten”, vertelt Minke Ouwehand, persvoorlichter en communicatieadviseur bij NedZero, de branchevereniging voor Nederlandse windenergie. “Op land zijn er al veel meer afgebroken. Daar gaat het over ongeveer 2500 turbines die de komende jaren neergehaald zullen worden.”
Hete hangijzers
Die golf van vervangingen en afbraak betekent dat recycling van zulke turbines belangrijker wordt. “Lang moest een windturbine zo goedkoop mogelijk zijn, om de kosten van windenergie te drukken”, vertelt Harald van der Mijle Meijer, Senior Consultant Circularity Wind Energy bij TNO. “Die focus blijft belangrijk, maar daar komt nu ook de gedachte van circulariteit bij.”
Lang moest een windturbine zo goedkoop mogelijk zijn, om de kosten van windenergie te drukken. Die focus blijft belangrijk, maar daar komt nu ook de gedachte van circulariteit bij.”
Een turbine bestaat uit verschillende componenten, voornamelijk de toren, de fundering, de gondel, met daarin allerhande machines, de rotor en de bladen. Daarvan recyclen we al een betrekkelijk groot deel. “Een turbine bestaat voor ongeveer 90% uit materialen die vrij makkelijk te recyclen zijn”, vertelt van der Mijle Meijer. “80% is staal, een materiaal dat we relatief simpel kunnen omsmelten. Er zijn heel wat bedrijven die het staal kunnen verwerken en doorverkopen. Ook gebruiken we veel koper, voor zaken als elektrische kabels en circuits, naast aluminium. Beide materialen zijn eveneens vrij makkelijk af te breken en te hergebruiken.”
Maar er blijven toch enkele “hete hangijzers” over, zoals van der Mijle Meijer het noemt. Bepaalde onderdelen zijn moeilijker om af te breken, te hergebruiken of we weten nog niet goed wat de regels zijn.
Zo is er de fundering van de windturbine, die zeker op zee enkele uitdagingen biedt. “De regel is dat een gebied achtergelaten moet worden zoals het daarvoor was”, vertelt van der Mijle Meijer. “Maar dat kan je op verschillende manieren interpreteren. Moet het visueel hetzelfde zijn? Kan je dus gewoon afzagen tot aan de zeebodem, en staal achterlaten in de grond? Of moet je alles weghalen? Of wil men misschien sommige van die fundering daar achterlaten? Er ontstonden bijvoorbeeld oesterbanken en ecosystemen rond die structuren onder water. Moeten die ook weg?”
Ook blijkt geopolitiek steeds vaker door te dringen in het wereldje van de groene energie. Sommige onderdelen zijn belangrijk om te recyclen, omdat Europa ze niet autonoom produceert. “Offshore windturbines gebruiken bijvoorbeeld permanente magneten met zeldzame aardmetalen”, vertelt van der Mijle Meijer. “Die markt wordt volledig gedomineerd door China. We zijn heel afhankelijk van hen. Voor een turbine van 15 megawatt is 1000 kilogram aan permanente magneten nodig. TNO start nu een project om die magneten uit oude turbines te halen, en ze te hergebruiken in nieuwe modellen en andere toepassingen.”
Duurzaam design
Misschien wel het heetste hangijzer zijn de bladen van de turbine. Die zijn gemaakt uit composietmaterialen, die maar moeilijk te recyclen blijken. “Bladen van een windturbine zijn gemaakt van glasvezelversterkte kunststoffen”, vertelt Jelle Joustra, assistant professor aan de TU Delft, gespecialiseerd in de recycling en hergebruik van die composieten. “Dat zijn glasvezels vermengd met een hars, zoals een epoxy of een polyester. Dat is een materialencombinatie die zorgt voor een goede verhouding tussen de sterkte en stijfheid van het blad aan de ene kant, en het gewicht aan de andere kant. Je kan dus vrij lichte, maar toch heel sterke en lange bladen maken. Dit kan je niet namaken in metaal. Maar dat heeft ook een keerzijde: deze materialen zijn lastig te recyclen.”
Omdat het hier gaat over een samenvoeging van verschillende materialen is het moeilijk om die individuele ingrediënten weer uit elkaar te halen. Je kan de glasvezel en de hars niet makkelijk van elkaar scheiden.
Er zijn weliswaar enkele opties voor hergebruik en recycling. “Hergebruik is erg voordelig”, vertelt Joustra. “Je zaagt hier het blad in grote stukken, en hergebruikt dat in andere constructies. Zo kunnen bladen bijvoorbeeld worden gebruikt als geluidsschermen naast snelwegen, of als liggers voor bruggen. Op die manier neem je veel van de intrinsieke waarde van het materiaal over.”
Daarnaast is er de zogenaamde mechanische recycling. Hier worden ze in stukjes versnipperd, en als een soort vulmiddel gebruikt. Dit is echter een minder hoogwaardige toepassing, die veel van de kracht van de glasvezel doet verloren gaan. “Je hebt dus kleine stukjes glasvezel vermengd met hars”, vertelt Joustra. “Dat granulaat kan je gebruiken voor bijvoorbeeld productie van cement of samenpersen tot een soort spaanplaat. Daar is het echter nog steeds zoeken naar een grootschalige applicatie.”
Het grote doel van onderzoekers is het vinden van een recylingmethode die de glasvezel intact laat, zodat het hergebruikt kan worden in hoogwaardige toepassingen, zoals het opnieuw maken van windturbinebladen. Daarvoor onderzoeken ze nieuwe technologieën. “Om dat te doen zijn er thermische en chemische methoden”, vertelt Joustra. “Bij thermische methoden gebruiken we hitte om de hars te scheiden van de vezels, zonder de vezels te beschadigen. Chemische methoden doen hetzelfde, maar doen dat door het composiet in een bad van chemicaliën te plaatsen. Die methoden zijn vaak nog in ontwikkeling. We kunnen ze nog niet op grote schaal toepassen, en de technologie moet nog verbeterd worden.”
Ook de bredere keten moet nog uitgedacht worden voor de recycling van turbinebladen. “Er zijn al enkele projecten geweest, maar dat blijft nog vrij ad hoc”, vertelt Joustra. “Er is nog geen gevestigd netwerk aan bedrijven, die de bladen kunnen verwerken en daar ook winst mee maken. Zeker voor thermische en chemische recycling is er nog veel werk aan de winkel.”
Tegelijk werken windturbine-makers aan nieuwe soorten bladen, die wel makkelijker gerecycled kunnen worden. Die zouden in de komende jaren op de markt moeten komen. “Je kan bijvoorbeeld een andere soort hars gebruiken”, vertelt Joustra. “Tegenwoordig hanteert de sector vaak een thermoharder, materialen die uitharden tijdens productie. Die harsen kan je vervolgens niet opnieuw vervormen door ze opnieuw op te warmen. Thermoplasten daarentegen werken wel in twee richtingen. Je kan ze opnieuw zacht maken door ze bloot te stellen aan hoge temperaturen. De verharding is omkeerbaar, erg handig voor recycling.”
Voorlopig zullen we volgens Joustra alvast verschillende paden moeten bewandelen. “Het zal niet per se één oplossing zijn die voor het hele blad geldt”, vertelt hij. “Als je grote stukken van een blad kan hergebruiken, bijvoorbeeld als een geluidsscherm, dan is dat erg interessant. De kleine stukken kunnen verwerkt worden tot bouwmaterialen, zoals platen en balken. Daarna kan het nog versnipperd worden. In de toekomst komt daarbij thermische en chemische recycling. Zo zorg je dat een blad verschillende levens doorloopt.”
Ketens en regels
Tegelijk blijven er praktische problemen over, zeker op zee. Er werden nog amper windparken op zee afgebroken, en Nederland zal één van de pioniers zijn wanneer dat in de komende jaren wel moet gebeuren. Zo zal de afbraaktechnologie op punt moeten staan, en ook praktische uitdagingen bekeken moeten worden, zoals het reserveren van voldoende grote schepen.
Volgens Ouwehand valt dat probleem wel mee. “We zijn het al gewend om te bouwen op zee”, vertelt ze. “Het ontmantelen van windparken kent met de huidige technologie geen uitdagingen. Er komen echter andere bedenkingen bij. We zien dat er zeeleven ontstaat onderaan de turbines dat bij volledige ontmanteling vernietigd zou worden. Maar wat betekent het, ook voor de kosten, om natuurvriendelijk te ontmantelen?”
Ook komt er heel wat regelgeving op de sector af, die hen dwingt om te recyclen. Vanaf 1 januari van dit jaar legt de Europese wind-industrie zich bijvoorbeeld een stortverbod op voor windturbinebladen, die dus niet meer op afvalstorten mogen terechtkomen. Dat moet een impuls geven aan de recycling-keten voor die bladen.
Er ligt dus al heel wat technologie op tafel. De sector zal echter de komende jaren verantwoordelijkheden moeten uitzoeken, ketens moeten bouwen en regels moeten uitwerken. “Bijna honderd offshore turbines worden nu beoordeeld op hun resterende levensduur”, vertelt Ouwehand. “Omdat ze vaak langer meegaan dan eerder gedacht, kan een deel een levensduurverlenging krijgen. Tegelijk wordt ontmanteling op zee de komende jaren steeds belangrijker, omdat steeds meer turbines het einde van hun levensduur naderen. Bij wie ligt dit? Wat zijn de behoeften? Hoe zullen we recyclen? En welke wetten zijn er daarvoor? De komende jaren zullen we dat moeten uitzoeken.”
