Senior Projektleder Anders Schmidt, FORCE Technology

1. Miljø- og energiforhold ved bortskaffelse af
kompositmaterialer
Anders Schmidt, Ph.D.
POM - Anvendt Miljøvurdering
FORCE Technology
(acs@force.dk)

2. Affald eller ressource?
• Pessimistens briller:
– Der vil i en nær fremtid opstå en masse affald fra
vindmøller, og vi ved ret beset ikke, hvad vi skal gøre med
det

3. Affald eller ressource?
• Pessimistens briller:
– Der vil i en nær fremtid opstå en masse affald fra
vindmøller, og vi ved ret beset ikke, hvad vi skal gøre med
det
• Optimistens briller:
– Der vil i en nær fremtid komme en masse værdifulde
ressourcer i form af udtjente møllevinger og andre
kompositmaterialer
• Hvordan får vi mest ud af dem?
• Derfor Genvind

4. Hvor meget materiale drejer det sig om?
• Lidt nøgletal for møllevinger
– 10 ton kompositmateriale per MW installeret (7-12 ton/MW)
– Installeret kapacitet i DK = 4.883 MW (~ 50.000 ton)
• Installeret 2014: 105 MW (~1000 ton)
• Deaktiveret 2014: 30 MW (~300 ton)
– Installeret kapacitet (World) = 369.597 MW (~ 3.700.000 ton)
• Installeret 2014 = 51.473 MW (~ 500.000 ton)
• Deaktiveret 2014: 520 MW (~ 5.000 ton)
 Levetid af møller er omkring 25 år - Vi har kun set
toppen af isbjerget
 Udfordringen er global – vi er alle i samme båd

5. Affaldsmængder i et andet perspektiv
• Produktion af gennemsnitlig elektricitet i Danmark
medfører dannelse af 11 g affald/kWh
• Elektricitet produceret ved vindkraft medfører
dannelse af 1,3 g affald per kWh
– Med et årligt husstandsforbrug på 3000 kWh svarer dette til
4 kg affald (mest beton og komposit), der skal deponeres

6. Affaldsmængder i et andet perspektiv
• Produktion af gennemsnitlig elektricitet i Danmark
medfører dannelse af 11 g affald/kWh
• Elektricitet produceret ved vindkraft medfører
dannelse af 1,3 g affald per kWh
– Med et årligt husstandsforbrug på 3000 kWh svarer dette til
4 kg affald (mest beton og komposit), der skal deponeres
– En gennemsnitlig dansk husstand genererer omkring 1256
kg affald/år. 10 kg af dette er plast, hvoraf 40-50%
genanvendes, mens resten forbrændes
– Der genereres årligt 750.000.000 kg blandet affald fra
bygge- og anlægsvirksomhed, svarende til 300 kg per
husstand

7. Hvad består møllevingerne af?
• Møllevinger er en blanding af forskellige
materialetyper
– Polymermatrix (polyester, epoxy, polyurethan)
– Fibre (glas, carbon)
– Fyldstoffer (talkum, mm.)
– Andet (balsatræ, plastskum (PVC), ??
• Der er sjældent viden om den præcise
sammensætning for den enkelte vinge, og der er
ingen nemme metoder til at finde ud af det
• Delene er stort set uadskillelige
 Kort sagt: Et mareridt for genanvendelsesbranchen

8. Hvornår er affald ikke længere affald
• (Komposit)affald ophører med at være affald når
1. Materialet er almindeligt anvendt til specifikke formål
2. Der er et marked for eller en efterspørgsel efter materialet
3. Materialet opfylder de tekniske krav til de specifikke formål
og lever op til gældende normer og lovgivning for relevante
produkter
4. Brug af materialet får ikke generelle negative indvirkninger
miljøet eller menneskers sundhed
(Affaldsrammedirektivet; 2008/98/EC)
 Specielt punkt 2 og punkt 3 er svære at opfylde
ved genanvendelse af kompositter

9. Teknologier til genanvendelse af
kompositter
• Der er flere teknologier i funktion i dag – og flere er på vej
– Genanvendelse af hele vinger
– Udskæring – genanvendelse som fiberforstærket materiale
– Nedknusning og anvendelse som opfyldningsmateriale eller
som isolering
– Forbrænding i cementovn – erstatter koks og mineraler
– Solvo-/Pyrolyse – fibre erstatter ???; pyrolyseolie erstatter
råolie
– Affaldsforbrænding – fibre håndteres sammen med anden
slagge
– Deponering (ikke ønskeligt, men måske sidste udvej)

10. Men først skal vingerne ned
• Vindmøllen demonteres med specialkran
• Komponenterne (tårn, nacelle og vinger) skal
(special)transporteres til videre behandling
• Vinger kan undervejs neddeles med sav eller
klosaks til mindre stykker, der er nemmere at
transportere
• Mindre stykker kan neddeles i en shredder eller
hammermølle. Jo længere tid den kører, jo
mindre bliver stykkerne
• Man kan også transportere vingen hen til en
virksomhed, der skærer brugbare stykker ud og
sender resten videre til neddeling
• Logistikken kan hurtigt blive krævende – og
med en høj miljøbelastning
• Nedtagning af havvindmøller giver en endnu
større belastning Copyright: Sebastian Calugar

11. Men først skal vingerne ned
• Vindmøllen demonteres med specialkran
• Komponenterne (tårn, nacelle og vinger) skal
(special)transporteres til videre behandling
• Vinger kan undervejs neddeles med sav eller
klosaks til mindre stykker, der er nemmere at
transportere
• Mindre stykker kan neddeles i en shredder eller
hammermølle. Jo længere tid den kører, jo
mindre bliver stykkerne
• Man kan også transportere vingen hen til en
virksomhed, der skærer brugbare stykker ud og
sender resten videre til neddeling
• Logistikken kan hurtigt blive krævende – og
med en høj miljøbelastning
• Nedtagning af havvindmøller giver en endnu
større belastning

12. Men først skal vingerne ned
• Vindmøllen demonteres med specialkran
• Komponenterne (tårn, nacelle og vinger) skal
(special)transporteres til videre behandling
• Vinger kan undervejs neddeles med sav eller
klosaks til mindre stykker, der er nemmere at
transportere
• Mindre stykker kan neddeles i en shredder eller
hammermølle. Jo længere tid den kører, jo
mindre bliver stykkerne
• Man kan også transportere vingen hen til en
virksomhed, der skærer brugbare stykker ud og
sender resten videre til neddeling
• Logistikken kan hurtigt blive krævende – og
med en høj miljøbelastning
• Nedtagning af havvindmøller giver en endnu
større belastning

13. Men først skal vingerne ned
• Vindmøllen demonteres med specialkran
• Komponenterne (tårn, nacelle og vinger) skal
(special)transporteres til videre behandling
• Vinger kan undervejs neddeles med sav eller
klosaks til mindre stykker, der er nemmere at
transportere
• Mindre stykker kan neddeles i en shredder eller
hammermølle. Jo længere tid den kører, jo
mindre bliver stykkerne
• Man kan også transportere vingen hen til en
virksomhed, der skærer brugbare stykker ud og
sender resten videre til neddeling
• Logistikken kan hurtigt blive krævende – og
med en høj miljøbelastning
• Nedtagning af havvindmøller giver en endnu
større belastning Copyright: Sebastian Calugar

14. Genanvendelse af hele vinger giver god mening
Kræver en relativ beskeden
mekanisk forarbejdning
Æstetikken og
funktionaliteten skal være i
orden
Men: Der kommer en dag,
hvor legepladsen og andre
rekreative områder skal
fornys – og så er vingerne
affald igen

15. Genanvendelse af hele vinger giver god mening
Kræver en relativ beskeden
mekanisk forarbejdning
Æstetikken og
funktionaliteten skal være i
orden
Men: Der kommer en dag,
hvor legepladsen og andre
rekreative områder skal
fornys – og så er vingerne
affald igen

16. Flotte designløsninger hjælper kun lidt
Hvad gør man med resten af vingen?

17. Cementovne kan udnytte det hele – men vil
nødigt
Mulige årsager:
• Ukendt sammensætning
• Frygt for tungmetaller mv.
• Uhensigtsmæssig form på
nedknust materiale
• Manglende økonomisk
incitament

18. Solvolyse – chemolyse - pyrolyse
Det er svært at få
regenererede fibre til at
matche nye fibre med
hensyn til kvalitet og
anvendelighed
Olieproduktet har en høj
brændværdi – kan
videreforarbejdes på et
raffinaderi
Fillers må deponeres

19. Forbrændingsanlæg tager det hele – og smider
det meste væk igen
Efter tilstrækkelig neddeling
kan energiindholdet i
kompositmaterialet - omkring
15 MJ/kg –udnyttes.
Glasfiberdelen vil ende i
slaggen og kan i bedste fald
bruges som
opfyldningsmateriale.
Ingen er rigtig glade for denne
måde at håndtere de udtjente
vinger på.

20. Et realistisk eksempel - klimapåvirkning
En repræsentativ komposit:
• Polyester (30%)
• Glasfibre (60%)
• Filler (10%)
Vigtige forudsætninger:
• Landmølle, der transporteres i
alt 400 km, med to
neddelingstrin
• Forbrændingsenergi fortrænger
dansk marginal
• I cementovn fortrænges
kul/koks og mineraler
• I solvolyse fortrænges nye
glasfibre (2:1) og råolie. 40% af
energiindholdet anvendes i
processen
• Ved mekanisk genanvendelse
erstattes sand og talkum

21. Et realistisk eksempel - energi
En repræsentativ komposit:
• Polyester (30%)
• Glasfibre (60%)
• Filler (10%)
Vigtige forudsætninger:
• Landmølle, der transporteres i
alt 400 km, med to
neddelingstrin
• Forbrændingsenergi fortrænger
dansk marginal
• I cementovn fortrænges
kul/koks og mineraler
• I solvolyse fortrænges nye
glasfibre (2:1) og råolie. 40% af
energiindholdet anvendes i
processen
• Ved mekanisk genanvendelse
erstattes sand og talkum

22. Billedet er ikke entydigt
Climate change Energy

23. Følsomhedsanalyse – solvolyse - klimapåvirkning
En repræsentativ komposit:
• Polyester (30%)
• Glasfibre (60%)
• Filler (10%)
Ændrede forudsætninger ved
solvolyse:
• Off-shore: Møllevingerne tages
ned på havet
• Substitution rate 4:1: Ved
solvolyse fortrænges nye
glasfibre i forholdet 4:1.
Substitution af råolie er
uændret.
• Energy from polymer (20%):
Ved solvolyse anvendes 20% af
energiindholdet i processen (i
stedet for 40%)

24. Følsomhedsanalyse – solvolyse - klimapåvirkning
En repræsentativ komposit:
• Polyester (30%)
• Kulfibre (60%)
• Filler (10%)
Ændrede forudsætninger ved
solvolyse:
• Off-shore: Møllevingerne tages
ned på havet
• Substitution rate 4:1: Ved
solvolyse fortrænges nye
glasfibre i forholdet 4:1.
Substitution af råolie er
uændret.
• Energy from polymer (20%):
Ved solvolyse anvendes 20% af
energiindholdet i processen (i
stedet for 40%)
• Kulfibre i stedet for glasfibre

25. Følsomhedsanalyse – Solvolyse - Energi
En repræsentativ komposit:
• Polyester (30%)
• Glasfibre (60%)
• Filler (10%)
Ændrede forudsætninger ved
solvolyse:
• Off-shore: Møllevingerne tages
ned på havet
• Substitution rate 4:1: Ved
solvolyse fortrænges nye
glasfibre i forholdet 4:1.
Substitution af råolie er
uændret.
• Energy from polymer (20%):
Ved solvolyse anvendes 30% af
energiindholdet i processen i
stedet for 40%

26. Følsomhedsanalyse – Solvolyse - Energi
En repræsentativ komposit:
• Polyester (30%)
• Kulfibre (60%)
• Filler (10%)
Ændrede forudsætninger ved
solvolyse:
• Off-shore: Møllevingerne tages
ned på havet
• Substitution rate 4:1: Ved
solvolyse fortrænges nye
glasfibre i forholdet 4:1.
Substitution af råolie er
uændret.
• Energy from polymer (20%):
Ved solvolyse anvendes 30% af
energiindholdet i processen i
stedet for 40%
• Kulfibre i stedet for glasfibre

27. Konklusioner
• Genanvendelse er kun en fordel, hvis der er et marked for
de genanvendte materialer
– Hvordan skaber vi en tilstrækkelig efterspørgsel?
• Genvinding af fibre har det største potentiale for at gavne
miljøet ved en substitution
– Men det er svært at få en acceptabel kvalitet på fibrene
– Kulfibre er meget mere værdifulde end glasfibre
• Der er meget kompositmateriale, der skal bortskaffes i de
kommende årtier
– Men i sammenligning med konventionelle energiteknologier
bidrager vindkraft kun med 1/10 så meget affald
• Vi skal give os tid til at finde den rigtige løsning