수명 주기가 끝나면 풍력 터빈 블레이드에 어떤 일이 발생합니까?

Jun 06, 2023

수백 피트 높이의 타워 꼭대기에 자리잡은 초원이나 바람이 부는 바다가 내려다보이는 매끄러운 흰색 칼날은 공중에서 느리고 강력한 원을 그리며 움직입니다. 약 25년 동안 지속되는 풍력 터빈 블레이드의 수명 주기가 하늘에 새긴 우아한 호처럼 원형이 될 수 있습니까?

이 게시물에서는 풍력 터빈 블레이드를 "요람에서 무덤까지" 따라가며 보다 책임감 있고 지속 가능한 수명 주기를 위한 솔루션을 탐색합니다. 현재 수명주기와 풍력 터빈 발전기의 희토류 원소에 대한 보다 지속 가능한 솔루션에 대해 알아보려면 풍력 터빈은 어떻게 만들어지나요?를 읽어보세요.

풍력 터빈에는 기초, 타워, 전기 배선, 블레이드 사이의 나셀 및 블레이드 자체가 포함됩니다. 기초 및 타워(강철 및 콘크리트)와 배선(구리 및 알루미늄)에 사용되는 원자재는 상대적으로 저렴하며 풍력 산업은 이러한 재료에 대해 전 세계 수요의 작은 부분을 사용합니다.

풍력 터빈 블레이드는 이야기가 다릅니다. 블레이드는 주로 탄소 섬유, 유리 섬유 및 발사 목재로 만들어지며 풍력 ​​산업은 이러한 재료에 대한 전 세계 수요의 상당 부분을 차지합니다. 유리 섬유에 대한 세계 수요의 10%, 탄소 섬유에 대한 24%가 풍력 터빈에서 나옵니다. 오늘날의 탄소 섬유와 유리 섬유는 생산하는 데 많은 에너지가 필요하고 재활용이 어렵지만, 복합재에 더 많은 바이오 소재를 통합하고 새로운 재활용 기술을 개발하면 발자국을 줄일 수 있습니다. 또한 다행스럽게도 이러한 강력한 합성 물질을 만드는 데 필요한 섬유와 에폭시는 널리 이용 가능합니다.

반면에 발사나무 공급은 에콰도르와 페루에 집중되어 있습니다. 경량 구조 지지용 블레이드에 사용되는 발사 목재에 대한 높은 수요로 인해 풍력 산업의 수요는 아마존 열대 우림 벌목 및 발사 농장 농업의 증가와 연결되었습니다. 2020년에는 발사 목재에 대한 수요가 공급을 초과했습니다. 합법적이거나 불법적인 발사 수출은 영향을 받는 지역사회의 제한적인 협의나 동의를 받아 원주민 지역사회 근처의 산림 경관을 변화시켰습니다.

풍력 산업이 환경 정의를 지키고 원자재를 관리할 수 있도록 많은 회사에서 발사를 다른 재료로 대체하고 있습니다. 예를 들어, LM Wind Power는 합성 플라스틱 PET 및 PVC 폼을 대체하여 블레이드의 발사를 최소화했습니다. 또한 INCA Renewtech은 대마 허드 셀룰로오스로 만든 내구성이 뛰어난 칼날 소재인 BioBalsa를 개발했습니다. 에너지 연구업체인 우드맥켄지(Wood Mackenzie)는 발사 대신 PET를 핵심 소재로 사용하는 블레이드의 수가 2018년 20%에서 2023년 55%로 늘어날 것으로 추정했다.

예! 좋은 소식은 풍력 터빈 기초, 타워 및 배선의 강철, 철, 알루미늄, 구리, 콘크리트 및 전자 부품을 완전히 재활용할 수 있다는 것입니다. 블레이드를 재활용하는 것은 더 큰 도전이지만 극복해야 할 중요한 과제입니다.

2021년 미국에서는 각각 평균 ​​길이가 약 200피트인 8,000개의 블레이드가 폐기되었습니다. 2050년까지 세계는 풍력에서 에너지의 15~18%를 얻을 수 있지만, 처리해야 할 폐기 블레이드가 4,300만 톤에 달할 수도 있습니다. 블레이드 매립은 토양이나 지하수 오염의 위협을 일으키지 않으며 전 세계 고형 폐기물 흐름의 아주 작은 부분에 불과하지만 블레이드를 재사용하거나 재활용할 수 있는 옵션이 더 많다면 풍력 터빈의 수명 주기는 더욱 순환적일 것입니다.

유리섬유나 탄소섬유 같은 복합재료는 재활용하기 위해 분리해야 하는 다양한 재료가 잘 혼합된 복합재료이기 때문에 분해하기가 까다롭습니다. 이러한 복합재는 블레이드를 견고하고 내구성 있게 만들어 수십 년 동안 마모에 강합니다.

오늘날에는 폐기된 풍력 터빈 블레이드 중 상당수가 매립지에 버려지고 있지만, 혁신적인 기업에서는 이러한 운명을 피하는 데 도움이 되는 용도 변경 및 재활용 기술을 개발했습니다. GE와 제휴를 맺은 베올리아(Veolia)는 유리섬유 블레이드를 분쇄하여 시멘트로 만들 수 있습니다. Carbon Rivers는 섬유유리 블레이드를 직물 및 기타 합성 재료로 변환할 수 있으며, Global Fiberglass Solutions는 재활용 유리섬유를 철로 침목 및 플라스틱 펠릿으로 변환합니다. Vestas와 파트너 네트워크는 향후 3년 내에 블레이드 섬유를 에폭시에서 분리하고 새로운 블레이드에 에폭시를 사용할 수 있는 CETEC 계획(열경화성 에폭시 복합재의 순환 경제)을 개발했습니다.