Cosa succede alle pale delle turbine eoliche alla fine del loro ciclo di vita?

Jun 06, 2023

Appollaiate in cima a torri alte centinaia di metri, che dominano pianure erbose o mari ventosi, eleganti lame bianche tracciano lenti e potenti cerchi nell'aria. Può il ciclo di vita delle pale eoliche, della durata di circa 25 anni, essere circolare come gli eleganti archi che scolpiscono nel cielo?

Questo post seguirà la pala della turbina eolica dalla culla alla tomba, quindi esplorerà le soluzioni per un ciclo di vita più responsabile e sostenibile. Per conoscere l'attuale ciclo di vita e una soluzione più sostenibile per gli elementi delle terre rare nei generatori di turbine eoliche, leggi Come sono realizzate le turbine eoliche?

Una turbina eolica comprende una fondazione, una torre, un cablaggio elettrico, una navicella tra le pale e le pale stesse. Le materie prime utilizzate nelle fondamenta e nelle torri (acciaio e cemento) e nei cablaggi (rame e alluminio) sono relativamente poco costose e l’industria eolica utilizza una piccola parte della domanda globale di questi materiali.

Le pale delle turbine eoliche sono una storia diversa. Le pale sono realizzate principalmente in fibra di carbonio, fibra di vetro e legno di balsa e l’industria eolica rappresenta una parte significativa della domanda globale di questi materiali: il 10% della domanda mondiale di fibra di vetro e il 24% di fibra di carbonio provengono dalle turbine eoliche. Mentre la fibra di carbonio e la fibra di vetro di oggi richiedono molta energia per essere prodotte e sono difficili da riciclare, incorporando più biomateriali nei loro compositi e sviluppando nuove tecnologie di riciclaggio è possibile ridurne l’impronta. Inoltre, fortunatamente, le fibre e le resine epossidiche necessarie per realizzare questi robusti materiali sintetici sono ampiamente disponibili.

La fornitura di legno di balsa, invece, è altamente concentrata in Ecuador e Perù. L’elevata domanda di legno di balsa per la realizzazione di lame per supporti strutturali leggeri ha collegato la domanda dell’industria eolica all’aumento del disboscamento della foresta amazzonica e all’agricoltura delle piantagioni di balsa. Entro il 2020, la domanda di legno di balsa ha superato l’offerta. Le esportazioni legali e illegali di balsa hanno trasformato i paesaggi forestali vicino alle comunità indigene con una consultazione o un consenso limitati da parte delle comunità colpite.

Per garantire che l’industria eolica rispetti la giustizia ambientale e gestisca le sue materie prime, molte aziende stanno sostituendo la balsa con altri materiali. Ad esempio, LM Wind Power ha ridotto al minimo la balsa nelle sue pale, sostituendola con plastica sintetica PET e schiume di PVC. Inoltre, INCA Renewtech ha inventato BioBalsa, un materiale durevole per lame fatto di cellulosa di canapa. La società di ricerca energetica Wood Mackenzie stima che il numero di pale che utilizzano il PET come materiale centrale al posto della balsa aumenterà dal 20% nel 2018 al 55% nel 2023.

SÌ! La buona notizia è che l’acciaio, il ferro, l’alluminio, il rame, il cemento e i componenti elettronici delle fondazioni, delle torri e dei cablaggi delle turbine eoliche possono essere completamente riciclati. Riciclare le lame è una sfida più grande, ma importante da superare.

Nel 2021 negli Stati Uniti, 8.000 pale, ciascuna lunga in media circa 200 piedi, sono state ritirate. Entro il 2050, il mondo potrebbe ottenere il 15-18% della propria energia dal vento, ma potrebbe anche avere 43 milioni di tonnellate di pale in disuso da smaltire. Sebbene lo smaltimento in discarica delle pale non rappresenti una minaccia di contaminazione del suolo o delle falde acquifere e rappresenterebbe solo una piccola frazione dei flussi globali di rifiuti solidi, il ciclo di vita delle turbine eoliche sarebbe più circolare se ci fossero più opzioni per riutilizzare o riciclare le pale.

I materiali compositi come la fibra di vetro e la fibra di carbonio sono difficili da decomporre, proprio perché sono miscele composite e finemente miscelate di materiali diversi che devono essere separati per essere riciclati. Questi compositi rendono le lame robuste e durevoli, resistendo all'usura per decenni.

Mentre oggi molte pale delle turbine eoliche in disuso finiscono nelle discariche, aziende innovative hanno sviluppato tecnologie di riutilizzo e riciclaggio per evitare questo destino. Veolia, in collaborazione con GE, può triturare le lame in fibra di vetro e trasformarle in cemento. Carbon Rivers può trasformare le lame in fibra di vetro in tessuti e altri materiali sintetici, mentre Global Fiberglass Solutions trasforma la fibra di vetro riciclata in traversine ferroviarie e pellet di plastica. Vestas e una rete di partner hanno sviluppato il piano CETEC (Circular Economy for Thermosets Epoxy Composites), che nei prossimi tre anni sarà in grado di separare le fibre delle pale dalla resina epossidica e utilizzare la resina epossidica in nuove pale.