Resirkulerings- og ombruksløsninger for vindturbinblader fra norske vindkraftanlegg

Abstract

Norsk vindkraft er i kraftig vekst, med 16 nye vindkraftanlegg klare for å driftsettes i løpet av 2020. Med dagens designede levetid på 25 år er det lenge til turbinene skal legges ned, og det er krevende å planlegge hvordan fremtidig avfall skal håndteres. Samtidig som stadig nye kraftverk settes opp, vil flere av de eldste konsesjonene utløpe fram mot 2030. Spørsmål enkelte konsesjonærer nå stiller seg er: Hvilke premisser gjelder for vindturbinbladene, og de glassfiberarmerte plastkomposittene (GFK) de består av? Er det mulig å håndtere avfallet i tråd med FNs mål om bærekraftig utvikling og ressurseffektivitet, og hvordan?

Denne oppgaven ble bestilt av et norsk forskningsprosjekt for å besvare disse spørsmålene. Det er blitt gjennomført et litteraturstudie av publisert forskning på feltet, intervjuer med eksperter, en spørreundersøkelse og en kost/nytte-vurdering. Forskning og empiriske data ble systematisk gjennomgått og vurdert for å gjengi et bilde av dagens status og muligheter. Kostnadsdata for kost/nytte-vurderingen ble samlet inn fra eksperter og utslippsdata ble simulert i dataprogrammet SimaPro ved å håndtere data fra databasen ecoinvent 3.3.

Studiens funn bekreftet at det inntil nå har vært få føringer for håndteringen av vindturbinbladene. Norges Vassdrags- og Energidirektorat (NVE) skal revidere konsesjonsprosessen, og en eventuell veileder for nedlegging kan legge opp til forutsigbarhet og bedre planlegging på temaet. Det viser seg at reetablering av anlegg øker i frekvens, noe som innebærer at flere vindturbiner skal fjernes og håndteres. Avfallsstrømmene kan derfor komme fortere og større enn først antatt, noe som krever en mobilisering av mottak og løsninger for håndtering av GFK-avfallet.

Ombruk og resirkulering er eksempler på løsninger for håndtering av vindturbinblader. For ombruk ble det i studien funnet at turbinblader kan benyttes som komponenter i lekeplass- og skurkonstruksjoner. De tre mest lovende resirkuleringssporene for GFK var mekanisk resirkulering, pyrolyse og co-prosessering. Noen få nordiske aktører, samt en tysk sementprodusent, har allerede utviklet forretningsmodeller som håndterer dette avfallet. I Norge er det to aktører som kan justere seg mot å motta og håndtere vindturbinblader. Gjennom kost/nytte-vurderingen ble det vist at co-prosessering er den klart mest miljøvennlige løsningen, sett opp mot deponi og energigjenvinning. Den høye systemkostnaden for co-prosessering kan kompenseres for ved at løsningen flyttes nærmere norske vindkraftverk. Dette krever at det utvikles et marked for avfall fra vindturbinblader, gjennom samarbeid og investeringsvilje fra både vindkraftbransjen og komposittbransjen.

The wind industry in Norway is going through tremendous growth, with 16 new wind power projects to be installed and set to produce in 2020. As today’s designed lifetime is 25 years, it is considered difficult to plan how the different components are to be handled when they reach end-of-life. Simultaneously with the growth of new installations, several old permits will reach their expiry date towards 2030. Questions that have arisen are as follows: Which premises are applicable for the wind turbine blades, and the glass-fiber reinforced plastics (GFRP) they consist of? Is it possible to handle GFRP waste in line with the UN’s sustainability goals and resource efficiency, and how?

This study was ordered by a Norwegian research project to answer these questions. A “state-of-the-art” literature review of published research on this field were conducted, along with interviews with experts, a questionnaire and a cost/benefit analysis. Research and empirical data were checked systematically and assessed to draw a picture of today’s status and opportunities. Cost data for the cost/benefit analysis were gathered from experts and emission data were simulated in the data program SimaPro by handling data from the ecoinvent 3.3-database.

The study’s findings confirms that it has until now been few guidelines on wind turbine blades. The Norwegian Water Resources and Energy Directorate are working on revising their licensing process. An eventual guide on decommissioning can deliver predictable conditions and better planning on the subject. It has been shown that the repowering of wind farm projects is increasing in frequency, which comprises that more wind turbine blades must be removed and managed. Thus, waste streams could come faster and bigger than previously assumed, which calls for mobilizing of receptions and treatment solutions of the GFRP waste.

Reuse and recycling are two examples of solutions for handling wind turbine blade waste. In this study it was found that turbine blades can be reused as components in playground and shed constructions. For recycling, the three most promising pathways for GFRP were found to be mechanical recycling, pyrolysis and co-processing. Some Nordic businesses, as well as a German cement producer, have already developed business models that handle this waste. The cost/benefit analysis showed that co-processing was the by far most environmentally beneficial solution compared with landfilling and incineration. The high system cost of co-processing can be compensated by moving the solution closer to Norwegian wind farms. This calls for marked development for turbine blade waste, through collaboration and investments from both the wind power industry and the composites industry.