Forskere har fundet en løsning på, hvordan man kemisk kan genanvende epoxykompositter, som eksempelvis vindmøllevinger og bådskrog er bygget af. "Vi kommer i fremtiden til at skulle begravede millioner af ton epoxykompositter, hvis vi ikke finder en løsning på at genanvende det," siger forskeren.
Grøn energi er populært, og overalt i verden skyder vindmøllerne op for at levere strøm til millioner af mennesker.
Midt i den grønne omstilling står vindmølleproducenter og vindmølleejere dog over for problemet, at vindmøller ikke kan vare evigt. Efter cirka 20 til 30 år skal blandt andet de store vindmøllevinger nedtages og udskiftes.
Problemet er ikke så meget nedtagningen i sig selv, da det kan håndteres. Det store problem er, at vindmøllevingerne er lavet af et materiale, der ikke kan genanvendes. Derfor ender vindmøllevingerne ofte begravet under jorden, eller i sjældne tilfælde bliver de brugt til eksempelvis legepladser.
Forskere estimerer, at der i 2050 vil være mere end 40 millioner tons vindmøllevinger, der skal bortskaffes. Hvis ikke der findes en løsning på genanvendelse, vil de sandsynligvis ende som begravet affald, da det ikke vil være muligt at omdanne dem til legepladser.
Det er dog præcis, hvad forskere har gjort.
"Vindmøllevinger består blandt andet af et epoxy-kompositmateriale, der er ekstremt stærkt og let. Vi bruger det ikke kun til vindmøller, men også til både, biler og fly. Men ulempen ved dette materiale er, at det er meget svært at genanvende på grund af dets holdbarhed. Der findes i dag ingen metoder til genanvendelse af epoxy-kompositter. I denne undersøgelse præsenterer vi et bevis på, hvordan man kemisk kan genanvende epoxy-kompositter, så vindmøllevinger kan indgå i den cirkulære økonomi," udtaler professor Troels Skrydstrup, en af forskerne bag studiet, fra Institut for Kemi ved Aarhus Universitet.
Forskningen er offentliggjort i Nature.
Ruthenium kan nedbryde epoxy
En vindmøllevinge består af en epoxykomposit, som i store træk er en glasfiber, der er hærdet med en epoxyplast. Når først de to komponenter er sat sammen, kan de ikke skilles ad igen.
I det nye studie har forskerne fra Aarhus Universitet samarbejdet med blandt andre Dansk Teknologisk Institut, Vestas og Olin Corporation, som er en af verdens største producenter af epoxy, om at udvikle en metode til at nedbryde epoxykompositter til de individuelle bestanddele.
I forskningen har samarbejdspartnerne blandt andet identificeret en katalysator baseret på metallet ruthenium, som er rigtig god til at nedbryde epoxy under de rette betingelser.
De rette betingelser for nedbrydning af en vindmøllevinge er en opløsning af opløsningsmidlet toluen og en temperatur på 160 grader celsius.
Når et stykke vindmølle placeres i denne opløsning med ruthenium til stede, nedbrydes epoxyen på lidt under en uge, og det efterlader de forskellige komponenter, som kan genanvendes.
"Denne løsning er den første, der viser sig at være effektiv til at løse dette store problem med blandt andet vindmøllevinger. Det er grundvidenskabeligt og en akademisk øvelse, og vi kalder det for at nedbryde en vindmøllevinge i et reagensglas, men det er interessant, fordi det virker," siger Troels Skrydstrup.
Vindmøllevinger indtræder i den cirkulære økonomi
På det kemiske plan sker følgende i reagensglasset: Ruthenium bryder en specifik binding mellem kulstof og ilt i epoxy uden at påvirke de øvrige komponenter i epoxykompositmaterialet.
Dette betyder, at mens epoxyen nedbrydes, forbliver glasfibrene og det metalgitter, der ofte findes i vindmøllevinger for at kunne aflede lynnedslag, intakte.
Disse komponenter kan fjernes fra blandingen og genanvendes.
"Det er en måde at gøre produktionen af vindmøllevinger til en del af den cirkulære økonomi, hvor tingene kan genanvendes," siger Troels Skrydstrup.
Ruthenium er for dyrt
Selvom forskerne fra Aarhus Universitet har vist, hvordan man i princippet kan nedbryde epoxy og genanvende vindmøllevinger, tvivler Troels Skrydstrup på, at metoden kommer til at blive anvendt i sin nuværende form.
For det første er ruthenium alt andet end billigt, og derfor skal katalysatoren erstattes af noget andet, før metoden kan blive udbredt. Det er én ting at nedbryde et lille stykke af en vindmøllevinge, men noget helt andet er at skaffe nok ruthenium til at nedbryde en hel vindmøllevinge eller vindmøllevinger fra en hel vindmøllepark.
"Derfor har vi brug for at finde eller udvikle nye katalysatorer, som kan erstatte ruthenium, og vi ved faktisk ikke, om det overhovedet er muligt. Jeg må dog tilføje, at vi er kemikere og ikke ingeniører. Det er op til andre at opskalere processen og gøre den industrielt anvendelig," siger Troels Skrydstrup.
Han fortæller dog også, at nedbrydning af epoxy med ruthenium ikke er den eneste mulige løsning på problemet med at komme af med aflagte vindmøllevinger.
Forskerne arbejder også på et andet projekt, hvor der ikke er behov for en katalysator, men hvor epoxy nedbrydes af mere almindelige kemikalier, som kan udføre en lignende funktion som ruthenium, men over to kemiske trin.
"Jeg kan endnu ikke afsløre noget om den anden kemiske proces, men Vestas tror så meget på ideen, at de har indgået en aftale med to virksomheder om at opskalere processen for at undersøge, om det kan blive til en industriel mulighed," siger Troels Skrydstrup.
