محصولات حاصل از بازیافت تیغه های توربین بادی

در این بخش با محصولات حاصل از انجام فرآیند بازیافت آشنا خواهیم شد. فرآیند بازیافت زمانی شروع می شود که تیغه های مستعمل را از مزارع بادی جمع آوری می کند. کارگران تیغه ها را می برند تا حمل و نقل قابل کنترل تر شود و سپس آنها را به یک مرکز پردازش می فرستند. تیغه ها را به قطعاتی به ابعاد چند سانتی متر خرد می شود و سپس مواد را برای مشتریانی که آن را با مواد مورد استفاده برای ساخت سیمان ترکیب می کنند ارسال می کند.

سیمان

استفاده از تیغه های خرد شده برای ساخت سیمان، مقدار مواد خامی که بطور سنتی توسط تولیدکنندگان سیمان استفاده می شود را کاهش می دهد و انتشار گازهای گلخانه ای را کاهش می دهد. تولیدکنندگان سیمان استاندارد را با حرارت دادن مخلوطی از سنگ آهک آسیاب شده و خاک رس در یک کوره دوار برای تولید ماده ای به نام کلینکر تولید می کنند. سپس کلینکر را با گچ مخلوط می کنند. این فرآیند کربنات کلسیم (CaCO 3 ) را که جزء اصلی سنگ آهک است، به اکسید کلسیم (CaO) تبدیل می کند و دی اکسید کربن آزاد می کند. یکی از راه های شناخته شده برای کاهش انتشار CO 2 ، جایگزینی مواد غنی از سیلیس به جای بخشی از سنگ آهک برای ساخت انواع جایگزین سیمان است. فایبرگلاس موجود در پره های توربین بادی این ماده غنی از سیلیس را فراهم می کند. خواص و عملکرد سیمان جایگزین به دست آمده با سیمان استاندارد مطابقت دارد. فرآیندهای مشابهی توسط جنرال الکتریک و شرکت های دیگر در آلمان و سایر نقاط اروپا انجام می شود. مزایای زیست محیطی این شکل از بازیافت قابل توجه است. بر اساس تجزیه و تحلیل انجام شده توسط یک شرکت مشاوره زیست محیطی، بازیافت تیغه ها برای ساخت سیمان به این روش، که به عنوان پردازش مشترک کوره شناخته می شود، انتشار دی اکسید کربن را تا 27 درصد و مصرف آب را تا 13 درصد کاهش می دهد. علاوه بر این، از آنجایی که فایبرگلاس عمدتاً سیلیس است و از آنجایی که سوزاندن رزین تیغه گرمای مفیدی ایجاد می کند، تغذیه تیغه 7 تنی خرد شده به یک کوره، مقدار زغال سنگی که معمولاً استفاده می شود را تا 5 تن کاهش می دهد. این فرآیند همچنین از استفاده 2.7 تن سیلیس، 1.9 تن سنگ آهک و تقریباً 1 تن مواد معدنی اضافی اجتناب می کند.

پلاستیک و فلزات

علاوه بر استفاده مجدد تقریباً 90 درصد از مواد تیغه برای ساخت سیمان، همچنین فلزات و اجزای چوب تیغه ها بازیافت می شوند. اما شرکت ها از تیغه های از کار افتاده بیشتر سیمان تولید می کنند. راه حل های گلوبال فایبرگلاس (GFS) از کامپوزیت ضایعات پودر شده برای ساخت کامپوزیت های جدید استفاده می کند. مدیرعامل دان لیلی توضیح می دهد که در سال 2009، زمانی که شرکت را تأسیس کرد، در تلاش بود تا دریابد که چگونه از فایبرگلاس ضایعاتی که تجزیه ناپذیر است و علاوه بر بخش انرژی بادی، توسط صنایع دریایی و هوافضا تولید می شود، اتصالات راه آهن بسازد. گلوله ها، که به اندازه تراشه های شکلات هستند، به نوبه خود برای ساخت پانل های ساختمانی و کفپوش، پلاستیک های سخت برای حمل و نقل پالت ها و جعبه ها، اتصالات راه آهن و سایر محصولات صنعتی استفاده می شوند.

فایبرگلاس

در همین حال، فایبرگلاس را هم از تیغه های خرد شده از طریق یک فرآیند متفاوت (در واقع تجزیه در اثر حرارت) نیز بازیابی می شود. این روش شامل حرارت دادن کامپوزیت فایبرگلاس-رزین زباله در دمای 300 درجه سانتیگراد در غیاب اکسیژن است. این روش رزین را تجزیه می کند و یک گاز هیدروکربنی با وزن مولکولی کم، یک مایع هیدروکربنی با وزن مولکولی بالاتر و الیاف شیشه تولید می کند. گاز تولید شده در محفظه به عنوان سوخت عمل می کند و واکنش پیرولیز را در حال اجرا نگه می دارد. این مایع می تواند به عنوان سوخت برای سایر فرآیندهای صنعتی استفاده شود. پس از تمیز کردن الیاف بازیابی شده، این شرکت یا مواد پنبه مانند را به تامین کنندگان فایبرگلاس می فرستد تا به مشتریان خود بفروشد یا آن را به گلوله ها یا پارچه های ترموپلاستیک تبدیل می کند. سپس از این محصولات ترموپلاستیک می توان برای ساخت قطعات تقویت شده با الیاف برای صنایع خودروسازی، دریایی و کالاهای ورزشی استفاده کرد. پیرولیز معمولاً باعث ضعیف شدن الیاف می شود، اما مورگان می گوید که فرآیند بازیافت اختصاصی این شرکت الیافی را تولید می کند که تقریباً به سختی و استحکام مواد اولیه هستند. فایبرگلاس کرکی (سمت چپ) بازیابی شده از پره های توربین بادی را می توان برای ساخت منسوجات (سمت راست) و سایر مواد تقویت شده با الیاف مورد استفاده در صنایع خودروسازی، دریایی و کالاهای ورزشی مورد استفاده مجدد قرار داد.

اسباب بازی

یک راه کاملاً متفاوت برای استفاده مجدد از تیغه های بازنشسته، تبدیل آنها به اسباب بازی است. روتردام هلند همین کار را کرد. زمین بازی ویکادو شهر هلند دارای تعدادی ناودان، تونل، سرسره، اسباب بازی های کوهنوردی و سایر لوازم پارک برای لذت بردن کودکان (و بزرگسالان) است که همگی از تیغه های از کار افتاده ساخته شده اند. تیغه های مستعمل همچنین به عنوان پناهگاه دوچرخه در دانمارک و به عنوان پل برای عابران پیاده و دوچرخه سواران در ایرلند و لهستان عمل می کنند. شهرهای دیگر به تیغه ها به عنوان سرپناه اتوبوس و نیمکت های عمومی زندگی دوم داده اند. در زمین بازی ویکادو در روتردام، هلند، پره های توربین بادی بازنشسته به شکل سرسره، اسباب بازی های کوهنوردی و سایر تجهیزات پارک زندگی دومی پیدا می کنند.

مواد جدید تیغه

برخی از شرکت ها و محققان دانشگاهی می خواهند رویکرد دیگری را برای استفاده مجدد از پره های توربین بادی اتخاذ کنند. هدف آنها ساخت تیغه ها از مواد قابل بازیافت ذاتی است. در این بین یکی از تولیدکنندگان پیشرو در توربین های بادی دریایی، سال گذشته اعلام کرد که شروع به ساخت پره های کاملاً قابل بازیافت برای استفاده در دریا کرده است. تیغه های جدید از یک رزین اپوکسی قابل بازیافت به نام Recyclamine ساخته شده اند. پلیمرهای رزین دارای نقاط برش مهندسی شده در سایت های اتصال متقابل هستند. این نقاط برش به رزین اجازه می دهد تا با تبدیل اپوکسی های ترموست به ترموپلاستیک بازیافت شود. در صورت از کار انداختن، تیغه ها از بین می روند و در محلول گرم شده و اسیدی ملایم غوطه ور می شوند و به رزین اجازه حل شدن می دهند. سپس می توان مواد را بازیابی کرد و مجدداً برای ساخت محصولات پلاستیکی جدید استفاده کرد. حتی با وجود این رویکردهای مختلف برای بازیافت پره های توربین های بادی، کارشناسان توافق دارند که سیاست های اقتصادی و زیست محیطی نقش کلیدی در دور نگه داشتن پره ها از محل های دفن زباله ایفا می کنند. آلمان، هلند، اتریش و فنلاند قبلاً دفن پره ها را ممنوع کرده اند و انتظار می رود کشورهای اروپایی بیشتری در سال 2025 ممنوعیت هایی را اعمال کنند. دفن زباله در اروپا به دلیل هزینه های بالای دفع و فضای محدود دفن زباله، گزینه ای نامناسب در اروپا است. با این حال، در ایالات متحده، فضا در دسترس است و هزینه ها نسبتاً کم است، بنابراین بعید است که این عوامل انگیزه ای برای تغییر در استراتژی های مدیریت زباله باشند. هم اکنون زیمنس گیمسا ساخت پره های توربین بادی دریایی را با استفاده از یک رزین به راحتی قابل بازیافت آغاز کرده است. بزرگترین مشکلی که بازیافت را مختل می کند، هزینه است. با بالغ تر شدن فناوری های بازیافت، هزینه ها کاهش می یابد و بازیافت را از نظر اقتصادی مقرون به صرفه تر می کند.