Recykling zużytych łopat turbin wiatrowych – skala zjawiska dla Polski

• Autorzy: Wronka Kacper , Badyda Krzysztof

Warianty tytułu

EN

Recycling of waste turbine’s blades – scope for Poland

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule podjęto próbę oszacowania ilości odpadów pochodzących z łopat turbin wiatrowych w nadchodzących latach dla Polski. Na bazie istniejących modeli obliczeniowych podjęto próbę skonstruowania modelu jak najwierniej oddającego polskie realia. Obliczenia przeprowadzono dla dwóch scenariuszy, które różnią się metodologią i założeniami. Pierwszy scenariusz bazował na rozkładzie łącznej mocy zainstalowanej turbin wiatrowych w latach 1997 – 2021 i prostym podejściu ilościowym, aby oszacować rozkład ilości odpadów w czasie. Drugi scenariusz bazował na dokładniejszych danych dotyczących farm wiatrowych w Polsce i bardziej rozwiniętym modelu ilościowym Liu i Barlow. Poruszono zagadnienia, które pomijane są przy obliczeniach tego typu, a w szczególności perspektywę przedłużenia czasu eksploatacji turbin wiatrowych ze względu na możliwy duży wpływ na ilość odpadów. Oszacowano wolumeny odpadów na bazie włókna szklanego i węglowego w poszczególnych latach do roku 2040. Wyróżniono materiał kompozytowy na bazie włókna szklanego jako dominujący materiał odpadowy. Uzyskane wyniki osadzono w kontekście literaturowym.

EN

In this paper attempt was made to calculate amount of waste generated from wind turbine blades in Poland. Based on existing knowledge an attempt was made to devise a model best suited for Poland. Calculations were made for two scenarios which differed in methodology and assumptions. First scenario was based on a distribution of installed capacity of wind turbines over the years from 1997 to 2021 and simple quantitative model to estimate the distribution of blade waste. Second scenario based on more detailed data regarding wind farms in Poland and more developed quantitative model by Liu and Barlow. Topics, often omitted in other calculations, were discussed, especially turbine lifetime extension which can greatly impact amount of blade waste in the future. Specific annual amounts of glass fibre reinforced plastics and carbon fibre reinforced plastics were calculated to year 2040. Glass fibre reinforced plastics were highlighted as the most dominant waste material. Calculations were compared with existing literature.

Słowa kluczowe

PL

energetyka wiatrowa; łopaty turbin wiatrowych; odpady z łopat turbin wiatrowych; ilość odpadów; szacowanie ilości odpadów

EN

wind energy; wind turbine blade waste; wind turbine blade; waste quantification

• Wydawca: KAPRINT
• Czasopismo: Rynek Energii
• Rocznik: 2022
• Tom: Nr 6
• Strony: 51--59
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Wronka Kacper

• absolwent Wydziału Mechanicznego Energetyki i Lotnictwa Politechniki Warszawskiej

autor

Badyda Krzysztof

• Wydział Mechanicznym Energetyki i Lotnictwa Politechniki Warszawskiej

Bibliografia

• [1] Albers, H.: Recycling of wind turbine rotor blades – fact or fiction? DEWI Mag. 2009, Nr. 34, str. 32-41.
• [2] Andersen, N., Eriksson, O., Hillman, K., Wallhagen, M.: Wind Turbines’ End-of- Life: Quantification and Characterisation of future waste materials on a national level. Energies 2016, Nr. 9 (12), 999. https://doi.org/10.3390/en9120999.
• [3] Andersen, P.D., Bonou, A., Beauson, J., Brønsted, P.: Recycling of wind turbines. DTU Int. Energy Rep. 2014, str. 91–98., https://www.scopus.com/record/display.uri?eid=2-s2.0-85052458531&origin=inward#metrics.
• [4] Art. 4 ustawy z dnia 20 maja 2016 r. o inwestycjach w zakresie elektrowni wiatrowych (Dz. U. z 2016 r. poz. 961).
• [5] Badyda K., Kaproń H.: „Eksploatacja i rozwój energetyki wiatrowej w Polsce”. Rynek Energii 2013, Nr. 3, str. 61-67.
• [6] Global Wind Energy Council: Global Wind Report 2022, https://gwec.net/global-wind-report-2022/, (dostęp: 20.02.2022).
• [7] Larsen, K.: Recycling wind turbine blades. Renew. Energy Focus, 2009, Nr. 9 (7), str. 70–73. https://doi.org/10.1016/S1755-0084(09)70045-6.
• [8] Lefeuvre, A., Garnier, S., Jacquemin, L., Pillain, B., Sonnemann, G.: Anticipating in-use stocks of carbon fibre reinforced polymers and related waste generated by the wind power sector until 2050. Resour. Conserv. Recycl. 2019, Nr. 141, str. 30–39. https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2018.10.008.
• [9] Lichtenegger, G., Rentizelas, A.A., Trivyza, N., Siegl, S.: Offshore and onshore wind turbine blade waste material forecast at a regional level in Europe until 2050. Waste Manag. 2020, Nr. 106, str. 120–131. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2020.03.018.
• [10] Liu, P., Barlow, C.Y.: Wind turbine blade waste in 2050. Waste Manag. 2017, Nr. 62, str. 229–240. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2017.02.007.
• [11] Liu, P., Meng, F., Barlow, C: Wind turbine blade end-of-life options: an eco-audit comparison. J. Clean. Prod. 2019, Nr. 212, str. 1268–1281. https://doi.org/10.1016/j. jclepro.2018.12.043.
• [12] Obwieszczenie Ministra Klimatu i Środowiska z dnia 2 marca 2021 r. w sprawie polityki energetycznej państwa do 2040 r., (M.P. z 2021 r. poz. 264) [13] Sommer, V., Stockschläder, J., Walther, G.: Estimation of glass and carbon fiber reinforced plastic waste from end-of-life rotor blades of wind power plants within the European Union. Waste Manag. 2020, Nr. 115, str. 83-94. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2020.06.043
• [14] The WindPower, https://www.thewindpower.net/country_windfarms_en_27_poland.php, (dostęp: 19.01.2022).
• [15] Urząd Regulacji Energetyki, Instalacje odnawialnych źródeł energii stan na 30 czerwca 2021 r., https://www.ure.gov.pl/pl/oze/potencjal-krajowy-oze/8108,Instalacje-odnawialnych-zrodel-energii-stan-na30-czerwca-2021-r.html, (dostęp: 19.01.2022).
• [16] Urząd Regulacji Energetyki, Moc zainstalowana MW stan na 31.12.2020, https://www.ure.gov.pl/pl/oze/potencjal-krajowy-oze/5753,Moc-zainstalowana-MW.html, (dostęp: 19.01.2022).
• [17] Urząd Regulacji Energetyki, Charakterystyka Rynku https://ure.gov.pl/pl/energia-elektryczna/charakterystyka-rynku/9659,2020.html, (dostęp: 19.01.2022).
• [18] Wikipedia, Wind power by country, https://en.wikipedia.org/wiki/Wind_power_by_country, (dostęp: 20.01.2022).
• [19] WindEurope, Wind energy in Europe 2020 Statistics and the outlook for 2021- 2025,https://windeurope.org/intelligence-platform/product/wind-energy-in-europe-in-2020-trends-and-statistics/, (dostęp: 19.01.2022).
• [20] Wronka, K.: Recykling zużytych łopat turbin wiatrowych - skala zjawiska dla Polski oraz przegląd rozwiązań, Politechnika Warszawska, 2022 https://apd.usos.pw.edu.pl/diplomas/52105/.
• [21] Ziegler, L., Gonzalez, E., Rubert, T., Smolka, U., Melero, J.J.: Lifetime extension of onshore wind turbines: a review covering Germany, Spain, Denmark, and the UK. Renew. Sustain. Energy Rev. 2018, Nr. 82, str. 1261–1271. https://doi.org/10.1016/j. rser.2017.09.100.
• [22] Ziegler, L., Muskulus, M., Lifetime extension of offshore wind monopolies: Assessment proces and relevance of fatigue crack inspection. EAWE PhD Seminar on Wind Energy in Europe, Denmark2016.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).