Rüzgar enerjisinin büyük atık sorunu

2019'da, Wyoming'deki Casper Regional Landfill'den gömülmeyi bekleyen uzun, beyaz kanat yığınlarını gösteren bir görüntü viral oldu ve rüzgar enerjisinin çevresel güvenilirliğine yönelik eleştirilere yol açtı. Türbinlerin yaklaşık %90'ı kolayca geri dönüştürülebilirken kanat parçaları geri dönüştürülemez. Epoksi reçine ile birbirine bağlanmış cam elyafından yapılan parçalar o kadar güçlü ki kırılması inanılmaz derecede zor ve pahalı. Çoğu kanat çöplükte ömrünü tamamlar veya yakılır.

Rüzgar enerjisi hızla büyüyor. Hidroelektrik enerjisinden sonra dünyanın önde gelen yenilenebilir enerji teknolojisi. Ancak, ilk nesil rüzgar türbinleri ömürlerinin sonuna ulaşmaya başlarken ve diğerleri daha yeni teknolojilere yer açmak için erken değiştirilirken, ortaya çıkan atıklar ne yapılacağı sorusunu ortaya koyuyor. Türbin atığının 2050 yılına kadar ABD'de 2,2 milyon tona ulaşacağı tahmin ediliyor. Küresel olarak bu rakam, 2050 yılına kadar yaklaşık 43 milyon ton olabilir.

Atık sorunu ile başa çıkma yolları neler?

Atık sorunu rüzgar enerjisi karşıtlarının elindeki en büyük koz. Ancak Danimarka rüzgar şirketi Vestas sorunu çözdüğünü açıkladı. Şirket, rüzgâr türbini kanatlarının tasarımlarını veya malzemelerini değiştirmeye gerek kalmadan geri dönüştürülmesine izin verecek çığır açan çözümü duyurdu. Şirket, "yeni keşfedilen kimyasal teknolojinin" eski kanatlar bir sıvı içinde parçalayarak yüksek kaliteli malzemeler ürettiğini ve bunların sonunda yeni kanatların inşasının yanı sıra diğer endüstrilerdeki bileşenleri üretmek için kullanılabileceklerini söyledi. Cambridge Üniversitesi'nde malzeme mühendisi olan Claire Barlow, CNN'e bu tür bir teknolojinin ölçeği büyütülebilirse endüstriye bakış değişebilir diye ekledi.

Mevcut seçenekler çevresel çekincelere yol açıyor. Atık parçaların yakılması kirliliğe neden oluyor.  Rüzgâr üzerine çalışan şirketler, kullanılmayan kanatlar ile ilgili herhangi bir sorun olmadığını söylerken, Barlow bunun henüz tam olarak net olmadığını belirtiyor.

Barlow, bu parçaların ısınırken, yanana kadar özelliklerinin değişmediğinin altını çiziyor. Ayrıca ezme gibi fiziksel yöntemlerin de atık kanatların kolayca yeniden kullanılabilir hale getirmediğini ekliyor.

Bu nedenle Vestas, geliştirilen yeni teknolojisinin gerçek bir umut vaat edebileceğini umuyor. Atık sorunun, rüzgâr enerjisi sektöründeki kilit sürdürülebilirlik sorunu olduğu söyleniyor. Vestas'ın sürdürülebilirlik lideri Lisa Ekstrand, CNN'e verdiği demeçte, bulunan çözüm için çok heyecanlı olduklarını paylaşıyor.

Şirketin Aarhus Üniversitesi, Danimarka Teknoloji Enstitüsü ve ABD merkezli epoksi şirketi Olin ile ortaklaşa yürüttüğü süreç, türbin kanatlarını epoksi parçalarına ve liflerine ayırmak için sıvı bir kimyasal solüsyon kullanıyor. Düşük enerji tüketen, az miktarda karbon salımına neden olan süreçte kullanılan kimyasallar ayrıca kolayca bulunabiliyor, ucuz, toksik olmayan yapıda.

Ekstrand, bu yöntem için patent başvurusunda bulundu ve süreç sonunda patenti diğer şirketlere lisanslamayı amaçlıyor. Laboratuvarda gerçekleştirilen deneylerin ardından Vestas, önümüzdeki 2 yıl boyunca pilot test uygulayacak. Vestas, bu karmaşık sorunu çözmeye çalışan ilk kurum değil. Şirketler ve bilim insanları yıllardır farklı yaklaşımlar üzerinde çalışıyorlar, ancak pek çok potansiyel çözüm yeni yeni ortaya çıkıyor veya küçük ölçekli kalıyor.

Bir yaklaşım, türbin atıklarını öğütmek ve malzemeyi diğer endüstrilerde kullanmak. Bu yaklaşımın dezavantajları, devasa parçaların taşınmasının ve parçalanmasının zor olması. Barlow’a göre atık malzemelerin değeri çok olmadığından bu yöntem etkili değil. Ancak bazı şirketler bu yönteme başvuruyor.  Örneğin, Fransa merkezli bir kaynak yönetim şirketi olan Veolia, artıkları çimento üretimi için bir malzemeye dönüştürüyor. Bu süreçte türbin parçaları çimento fırınlarına gönderilmeden önce parçalanıyor, sıralanıyor ve harmanlanıyor. Veolia'ya göre, bu karışımın kullanılması çimento üretiminin neden olduğu küresel ısınma ve çevre kirliliğini %27 oranında azaltıyor. Program ile şimdiye kadar 2.600 rüzgâr türbininin kanadı işlendi.

Barlow için Vestas'ın keşfinin bu kadar ikna edici olmasının nedeninin, zararlı kimyasallar ve büyük miktarlarda enerji kullanmadan mevcut türbin kanatlarından yeniden kullanılabilir malzemeleri geri kazanmaya yönelik bir süreç vaat etmesi.  

Bununla birlikte Tennessee merkezli şirket Carbon Rivers, oksijensiz bir ortamda çok yüksek ısı kullanan bir kimyasal geri dönüşüm biçimi olan "piroliz" teknolojisinin ölçeğini büyütmeye yardımcı olmak için ABD Enerji Bakanlığı ile çalışıyor. Şirketin takip ettiği süreç, daha sonra yeni rüzgâr türbini kanatlarının yanı sıra otomotiv ve denizcilik endüstrilerinde kullanılabilen cam elyaflar üretiyor. Carbon Rivers baş strateji sorumlusu David Morgan, CNN'e verdiği demeçte, aynı zamanda enerji üretiminde kullanılabilecek petrolün de elde edildiğini belirtti.

Carbon Rivers şimdiye kadar 268 ton ağırlığındaki 41 türbini parçasını ileri dönüştürdü ve günde 5.800'den fazla kanada ölçeklendirmek amacıyla geri dönüşüm tesisleri inşa ediyor.

Diğer çabalar, geri dönüşümü daha kolay olan yeni nesil kanatlar oluşturmak için türbin yapımında kullanılan malzemeleri değiştirmeye odaklanıyor. 2022'de Michigan Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, cam elyaflarını bitki türevi bir polimer ve sentetik bir polimerle birleştirerek bıçaklar için yeni bir reçine yaptıklarını duyurdu. Michigan State Üniversitesi'nde kimya mühendisliği profesörü olan John Dorgan yaptığı açıklamada, ileri dönüşüm sırasında gıda için kullanılabilen potasyum laktatın geri kazanıldığını ve bu maddenin jelibon için kullanılabileceğini belirtti.  

Dorgan, türbin atıklarını yemekten endişe duyanlar için mısır veya ot gibi bir bitkiden elde edilen bir karbon atomunun, fosil yakıttan gelen bir karbon atomundan hiçbir farkı olmadığını söyledi. Bunların küresel karbon döngüsünün bir parçası olduğunu ve sahadaki plastik malzemelerin ardından gıda maddelerine dönüştürülebildiğini ekledi.

‍