Wie werden Windkraftanlagen nachhaltiger und recyclingfähig?

Das Fraunhofer WKI entwickelt innovative Lösungen, um die Recyclingfähigkeit von Windkraftanlagen zu verbessern. Insbesondere die Rotorblätter, die aus komplexen Multimaterialverbünden bestehen, sind schwer zu recyceln. Hier setzen Forschende des Fraunhofer WKI an und entwickeln neue Recyclingverfahren, um Materialien wie Balsaholz und Kunststoffschaum aus gebrauchten Rotorblättern zurückzugewinnen. Ein Schlüsselverfahren ist die Pyrolyse, bei der Faserverbundkunststoffe in ihre Bestandteile zerlegt werden, um Glas- und Carbonfasern zurückzugewinnen. Diese Fasern werden anschließend nasschemisch behandelt und für die industrielle Wiederverwendung vorbereitet.

Ein entscheidender Bestandteil der Forschung des Fraunhofer WKI ist die Entwicklung und Erprobung neuer Harzsysteme. Die Rotorblätter von Windkraftanlagen bestehen häufig aus duroplastischen Harzen, die eine feste Verbindung zwischen den verschiedenen Materialschichten herstellen. Diese herkömmlichen Harze erschweren das Recycling, da die Materialien nicht sortenrein getrennt werden können. Um dies zu umgehen, testet das Fraunhofer WKI gemeinsam mit Partnern die Verwendung wieder lösbarer Harze. Diese neuen Harzsysteme ermöglichen es, die Verbundmaterialien am Ende der Nutzungsdauer sauber zu trennen, was das Recycling erheblich erleichtern würde. Solche schaltbaren Klebstoffe könnten die Trennung von Materialschichten, wie Glas- oder Carbonfasern, vereinfachen und so die Kreislaufwirtschaft in der Windkraft deutlich voranbringen.

Forschende des Fraunhofer WKI untersuchen außerdem den Einsatz von nachwachsenden Rohstoffen für den Bau von Windkraftanlagen. Die Verwendung von Materialien wie Holz für den Bau von Türmen und Rotorblättern könnte den CO₂-Ausstoß im Vergleich zu herkömmlichen Materialien wie Stahl und Beton erheblich reduzieren. In einem Projekt begleitete das Fraunhofer WKI den Bau des ersten kommerziellen Holzturms für Windkraftanlagen der Firma Modivon. Holzbauweise könnte eine umweltfreundliche Alternative sein, da sie CO₂-Einsparungen von bis zu 90 % ermöglicht. Darüber hinaus wird untersucht, ob auch nachwachsende Rohstoffe wie Holz für die Konstruktion von Rotorblättern geeignet sind.

Ein weiteres Forschungsfeld des Fraunhofer WKI sind schaltbare Klebstoffe, die sich an- und nach der Nutzungsdauer wieder abschalten lassen. Diese Klebstoffe könnten dazu beitragen, dass Materialien wie Glas- und Carbonfasern in Rotorblättern nach Gebrauch leichter getrennt und recycelt werden können. Dadurch wird der Aufwand für das Recycling reduziert und die Wiederverwertung der Materialien vereinfacht. Dies ist ein wichtiger Schritt hin zu einer kreislauffähigeren Windkrafttechnologie.

Windkraft spielt eine Schlüsselrolle bei der Erreichung der Klimaziele der EU. Die Europäische Union hat sich das Ziel gesetzt, die CO₂-Emissionen bis 2030 um 55 % im Vergleich zu 1990 zu senken und bis 2050 klimaneutral zu werden. Der Ausbau der Windenergie ist entscheidend, um diese Ziele zu erreichen. In Deutschland gibt es derzeit rund 30.000 Windkraftanlagen, und die installierte Leistung soll sowohl Onshore als auch Offshore bis 2030 deutlich gesteigert werden. Das Fraunhofer WKI trägt mit seinen Recyclinglösungen und der Entwicklung nachhaltiger Materialien dazu bei, die Windkraft ressourcenschonender und effizienter zu machen.

Quelle: Fraunhofer WKI