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32 DEWI MAGAZIN NO. 34, FEBRUARY 2009

Recycling of Wind TurbineRotor Blades - Fact or Fiction?

Recycling von Rotorblättern ausWindenergieanlagen – Fakt oder Fiktion?

H. Albers, S. Greiner, Hochschule Bremen – Institut für Umwelt und BiotechnikH. Seifert, U. Kühne, Hochschule Bremerhaven – Institut für Windenergie (fk-wind)

EXTERNAL ARTICLE ENGLISH - DEUTSCH

1. Introduction

In the last two decades the development of grid connectedwind turbines (WT) to effective power stations has becomeone of the most economic renewable energy sources. Thanksto the politically and legally introduced support (e.g. theRenewable Energy Act EEG in the year 2000) the develop-ment of the wind energy technology increased extremely inthe last 10 years. In the next years the question will arisewhere the turbines and its materials will be stored if old windfarms are repowered or have to be dismantled due to dam-ages beyond repair. In general it can be noted that nobodyseriously paid attention to this topic in the last decade.

As the components of these old wind turbines usually are tobe treated as waste, it has to be resolved how and in whichway the industry gets rid off the material of the wind tur-bines’ components, in a material or an energetic way, respec-tively. Or will it just be disposed.

“Green technologies” such as wind energy imply the demandfor practical ecological solutions offered by the industry con-cerned. Obviously this was not the case up to now. Therefore,the authors started to address these questions and show pos-sible future options in a study which has been supported bythe Federal State of Bremen.

1. Einleitung und Problemstellung

In den letzten zwei Jahrzehnten ist mit der Weiterentwicklungder Windenergieanlagen (WEA) zu einer leistungsfähigenEnergieerzeugungstechnologie eine auch wirtschaftlich inte-ressante Nutzungsmöglichkeit des Windes als eine derwesentlichen regenerativen Energiequellen entstanden. MitHilfe der politischen und gesetzlichen Unterstützung (z.B. In-krafttreten des Erneuerbaren Energie-Gesetzes (EEG) im Jahr2000) hat sich die Technologie seit etwa 10 Jahren rasant ent-wickelt. In den nächsten Jahren rückt beim Ersatz von Altan-lagen durch leistungsfähigere WEA (z.B. im Rahmen von Re-powering) oder bei Schäden auch die Frage des Verbleibs derabgebauten Anlagen und Materialien verstärkt in den Blick-punkt. Allgemein kann festgestellt werden, dass dieser Frageaufgrund des Aufstellungsbooms im letzten Jahrzehnt bisherwenig Aufmerksamkeit geschenkt worden ist.

Da die Bestandteile der Altanlagen in vielen Fällen als Abfallanzusehen sind, stellt sich die Frage, wo und wie die Bauteileund Komponenten entsorgt werden können: stoffliche oderenergetische Verwertung oder doch nur Beseitigung.

Man kann sicherlich von solchen „Grünen“ Technologienauch verlangen, dass zu diesem Thema frühzeitig praktikableLösungsansätze seitens der Industrie angeboten werden.

H. Albers

DEWI MAGAZIN NO. 34, FEBRUARY 2009 33

2. Components of a WT and Estimation of ExpectedAmount of Waste

In Germany detailed numbers of the turbines installed areavailable at DEWI and ISET, sorted according to type, ratedpower and year of commissioning (DEWI, 2008 / ISET, 2008).These statistical numbers combined with typical shares ofmaterials per components and the service life expectancy ofthe turbines result in the annually expected amount of waste.

2.1 Components of a WT

A wind turbine can be divided into main components and itsmaterial composition as depicted in Tab. 1. Special types oftowers such as concrete towers are unconsidered in this sim-plified evaluation.

Knowing the numbers of turbines available and the routes ofdisposal in the economic circulatory system, it is foreseeablethat in particular problems will arise for recycling the largecomposite components such as rotor blades and nacellehousings. The expiration of the temporary regulation of theurban waste (TA-Si, 1993) in Germany in July 2005 evenincreased the problem. Since then, the landfilling of thesematerials on disposal sites is forbidden due to the high shareof its organic portions.

Nach unserer Einschätzung ist dieses zum jetzigen Zeitpunktnicht der Fall. Deshalb haben die Autoren in einem vom LandBremen geförderten Vorhaben versucht, den Stand der Dingeaufzuarbeiten und zukünftige Optionen aufzuzeigen.

2. Aufbau von WEA und Abschätzung der zu erwartendenAbfälle

In Deutschland sind genaue Zahlen zu den aufgebauten Anla-gen nach Aufbaujahr, Anlagentyp und Leistungsklasse sowieAngaben zu den abgebauten Anlagen seitens des DeutschenWindenergie-Instituts DEWI und des Instituts für SolareEnergietechnik ISET verfügbar (DEWI, 2008 / ISET, 2008). Ausden Angaben sind bei Annahme von typischen Baugruppen-zusammensetzungen und der erwarteten Lebensdauer derAnlagen am Aufstellungsstandort die zu erwartenden Abfall-mengen abschätzbar.

2.1 Aufbau einer Windenergieanlage

Eine Anlage kann, wie in Tab. 1 aufgelistet, in die nachfolgen-den Hauptbaugruppen und Materialzusammensetzungeneingeteilt werden. Sonderformen wie z. B. Betontürmebleiben allerdings bei dieser vereinfachten Betrachtung unbe-rücksichtigt.

Fig. 1: Cross section of a rotor bladeAbb. 1: Querschnitt eines Rotor-

blatts [NOI; fk-wind, 2007]

Hauptbaugruppe

Component

Materialzusammensetzung

Material

Entsorgungsmöglichkeiten

Disposal route

Fundament

Foundation

Stahlbeton

Concrete / steel

Baustoffrecycling

recycling of building materials

Turm

Tower

Stahl mit Beschichtung

Coated steel

Metallschrott in Stahlwerke

Scrap metal for steel mills

Triebstrang

Drive train

Gusseisen, Stahl, Öle

Cast iron, steel, lubricants

Werkstoffliche Verwertung oder

Wiederaufarbeitung

Material recycling or reprocessing

Generator

Generator

Gusseisen, Kupfer, Elektronik

Cast iron, copper, electronics

Werkstoffliche Verwertung oder

Wiederaufarbeitung

Material recycling or reprocessing

Elektronikbauteile

Electronics

Kabel, Steuerungseinheiten

Cable, switch boards

Stoffliche und energetische Verwertung

Material and energetic recycling

Gondel, Rotorblätter

Nacelle, rotor blades

GFK, Metall, Sandwichmaterial

Fibre composites, sandwich core, metals

Verbrennung, Ablagerung

Incineration, recycling (metals only),

disposal

Tab. 1: Main components,materials composi-tion and disposalroute of wind tur-bines

Tab. 1: Hauptbaugruppen,Mater ia l zusam-mensetzungen undEntsorgungsmög-lichkeiten von WEA


This places special emphasis on the search for possibilities torecycle these materials. For all other main components thedismantling might be difficult in some cases, however, thewaste management can be treated in existing plants.

The Fig. 1 and 2 show the principal cross section of a rotorblade structure and the dimensions which have to be consid-ered. As a composite structure the rotor blade consists of var-ious materials with different functions: Especially the glassfibres on a mineral basis, the organic resins, and the corematerials with the potential to contain pollutants such asPVC. The increasing length of the rotor blades to be disman-tled in the future also will increase the problems concerninglogistics and disposal routes.

2.2 Estimation of Expected Amount of Waste

For typical wind turbines the rotor diameter is related to itsinstalled power. Fig. 3 shows the statistical evaluation of themass of serial produced rotor blades versus the diameter ofthe rotor. For most of the similarly constructed rotor bladesthe shares of the different material components can bederived from this relation.

Bei Kenntnis der zur Verfügung stehenden Anlagen und derEntsorgungswege in der Kreislaufwirtschaft ist abzusehen,dass es insbesondere für die großen Bauteile aus Glasfaser-verstärkten Kunststoffen, also der Gondeln und der Rotor-blätter, Entsorgungsprobleme geben kann. Dies hat sichdurch das Auslaufen der Übergangsregelungen der TA Sied-lungsabfall (TA-Si, 1993) im Juni 2005 verstärkt. Die Ablage-rung solcher Materialien auf Deponien ist wegen zu hoherOrganik-Anteile seither nicht mehr möglich.

Damit rückt die Suche nach Möglichkeiten für diese Mate-rialgruppe in den Vordergrund der Überlegungen. Bei allenanderen Hauptbaugruppen kann die Demontage im Einzelfallzwar auch ein erhebliches Problem darstellen, die Entsorgungkann aber im Wesentlichen in vorhandenen Anlagen erfol-gen.

Die Abb. 1 und 2 zeigen den prinzipiellen Aufbau eines Rotor-blatts im Schnitt und die Dimensionen der Größe, die zuberücksichtigen sind. Das Rotorblatt besteht als Misch-Bau-teil aus sehr verschiedenen Materialien mit unterschiedlichenFunktionen: Zu nennen sind insbesondere GFK als mine-ralischer Grundstoff, die Harze als organische Inhaltsstoffe,die Kunststoffe als organische Inhaltsstoffe mit Schadstoffpo-

Fig. 2: Street transport of a rotorblade with a length of about55 m.

Abb. 2: Transport eines Rotorblattsmit ca. 55 m Länge auf derStraße [fk-wind, 2007]

Fig. 3: Rotor blade mass versusrotor diameter

Abb. 3: Beziehung zwischen Rotor-durchmesser und der Masseeines Einzelblatts [fk-windDatenbank; 2007]

A rough estimation gives about 10 kg of rotor blade materialper 1 kW installed power for an average turbine.

Starting from the installed capacity in the past and from thepredicted data of the WindEnergy study the amount of rotorblade material which has to be disposed in the future can becalculated by “recalibrating” power to blade mass and shift-ing the curves 20 years to the right. Fig. 4 shows the totalrotor blade masses and the shares of material compositionfor Germany. The expected amount worldwide is depicted inFig. 5.

Both figures show that at the moment the amount of rotorblade material which has to be disposed of annually is stillsmall, however, it will increase strongly within the next fewyears and will reach a respectable amount of 20,000 Mg/a inGermany by the year 2020. If this is compared against thewaste which is produced by an average citizen with 200 kg peryear (BMU, 2006) the rotor blade material represents theamount of waste of 100,000 citizens in the same year. Thispopulation represents a medium sized rural district inGermany. The main problem, however, are not the absolutemasses, but the installation of practi-cal and sustainable routes for thedisposal.

3. Disposal Routes for RotorBlades

On principle there are differentoptions for the disposal of wasteaccording to German law (KrW-/AbfG, 2007):

- On one hand the disposal: e.g.on landfills and in incinerationplants

- On the other hand the utiliza-tion: e.g. the energetic utilization(also in incineration plants) andthe different possibilities for thesubstantial utilization.

In each case the German legislatorrequires in article 5, para 5 that theenvironmentally friendlier route ofdisposal has to be taken.

Fig. 6 demonstrates these differentroutes. It should be taken into con-sideration in particular that - asalready mentioned above - the dis-posal on landfills is not available any-more due to the amount of organiccomponents in the rotor blades suchas sandwich material from wood orplastic, resin and filler as well ascoatings of about 30 per cent of theblade mass. This amount clearlyexceeds the admissible limit of 5 percent according to the waste disposalact in Germany, which does notmake any allowance for the inert-ness of the material and absence ofleaching and decomposition.

tenzial (insb. PVC). Aus der Länge der Blätter in der Größen-ordnung von über 50 m erwachsen zukünftig Probleme auslogistischer und entsorgungstechnischer Sicht.

2.2 Abschätzung der zu erwartenden Abfälle aus Rotor-blättern

Ausgehend von den Leistungsklassen der WEA in Megawattkönnen typische Rotorblattdurchmesser zugeordnet werden.Obwohl je nach Hersteller und Baujahr unterschiedliche Blatt-aufbauten verwendet werden, lassen sich doch Beziehungenzwischen dem Rotordurchmesser und der Blattmasse sowiedem Materialaufbau herstellen. (Abb. 3)

Überschlagsweise lässt sich folgende Beziehung ableiten:1 kW installierte Leistung benötigt im Mittel etwa 10 kg Ro-torblattmaterial.

Über die aus den Daten der WindEnergy Studie tatsächlich in-stallierten und prognostizierten Leistungen und einer Ver-schiebung der Daten um die Lebensdauer von etwa 20 Jahrenkann die erwartete Rotorblattmaterialmenge abgeschätztwerden. Die Abb. 4 stellt die Gesamtmassen und die Zusam-


3.1 Today’s Experience of Disposal

As a follow-up to the above mentioned methods other routeshad to be used. At the moment old rotor blades - if any - areburned in waste incineration plants. Also putting the bladesinto interim storages seems to be a solution today:”some-times we don’t know where to put the blades”.

Using the thermal route of disposal it must be distinguishedaccording to Fig. 7 between the energetic recovery and thethermal disposal. According to the technical construction ofthe thermal plant and especially the composition of the rotorblades other limits are to be taken into account: At caloric val-ues less than 11 MJ/kg and low shares of pollutants such aschlorine the blades can be energetically disposed. In that casethey are not subject to the obligation to tender delivery andcan be offered to the international market for disposal.

Moreover another important technical fact has to be takeninto account. To burn rotor blade material in incinerationplants together with other waste usually a maximum edgelength of one metre is required. Sometimes even lengths ofless than 0.3 metres are required.

3.2 Perspectives for the Material Recovery

The material recovery can be divided into two main directionsaccording to Fig. 6:

- The product recycling within the scope of reuse.- The material recycling within the scope of further use or

reuse.

The product recycling connected to the so called repowering,namely the dismantling of complete turbines or its main com-ponents, becomes more and more important. In the lastyears a corresponding niche market developed. The releasedblades are refurbished, often also put on interims storage to

mensetzung für Deutschland dar, in Abb. 5 sind die zu erwar-tenden Massen weltweit aufgeschlüsselt.

Beide Abbildungen zeigen, dass die Massen im Moment nochgering sind, aber innerhalb weniger Jahre stark ansteigenwerden und mit ca. 20.000 Mg/a in 2020 für Deutschlandschon respektable Größenordnungen erreichen werden.Setzt man die Masse des pro Einwohner jährlich erzeugtenRest-Hausmüllanfalls mit 200 kg / EW und Jahr (BMU, 2006)an, entspricht die Masse der zu entsorgenden Rotorblattab-fälle ungefähr der über die „Graue Tonne“ entsorgten Abfällevon 100.000 Einwohnern, also einem mittelgroßen deut-schen Landkreis. Dabei werden die Absolutmassen nicht sosehr das Hauptproblem darstellen, sondern eher der Aufbaupraktikabler und tragfähiger Entsorgungswege. Die Blättersind aufgrund ihrer Größe und Masse einfach und schlicht ge-sagt „im Weg“ und müssen „aus dem Weg“ gebracht werden.

3. Entsorgungswege für Rotorblätter

Grundsätzlich bestehen nach deutschem Abfallrecht ver-schiedene Optionen der Entsorgung (KrW-/AbfG, 2007):

- auf der einen Seite die Beseitigung: z.B. auf Deponien undin Verbrennungsanlagen

- auf der anderen Seite die Verwertung: die energetischeVerwertung (z. B. auch in Verbrennungsanlagen) und dieverschiedenen Möglichkeiten der stofflichen Verwertung

Der Gesetzgeber hat dabei in § 5 Abs. 5 vorgegeben, dass derumweltverträglichere Entsorgungsweg einzuschlagen ist(KrW-/AbfG, 2007).

Abb. 6 zeigt die unterschiedlichen Wege noch einmal auf. Zuberücksichtigen ist besonders, dass wie Kapitel 2.1 bereits er-wähnt, die Ablagerung auf Deponien nicht mehr zur Verfü-gung steht, da die Organik-Gehalte von Rotorblättern auf-

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10,000

20,000

30,000

40,000

50,000

60,000

2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050

fibres

resin and coating

core material

others

Year

Bla

de m

ate

rial, M

g/a

Fig. 4: Expected amount of rotor blade material in Germany for the time period 2010 to 2050.Abb. 4: Erwartete Rotorblattmaterialmenge in Deutschland für den Zeitraum von 2010 bis 2050 [WindEnergy-Study 2006; fk-wind Datenbank]

be available in the case of damages at similar turbines. Insummary the relevance of this way is difficult to assessbecause the future repowering activities cannot be predicted.

The material recycling can be performed in two principalways: The decomposition of the material composite on onehand and the complete composite on the other hand. In bothcases a further crushing of the material is normally inevitable.According to today’s knowledge three problems arise:

1. No suitable tools for the dimensions concerned are avail-able.

2. The abrasion of the tools is tremendous3. The formation of dust combined with fine particles or the

outgassing of residual solvents might affect health andsafety at work.

According to a study of the authors the following solutionsare or have been principally available for the material recy-cling of composites. In how far the material of rotor blades isincluded in the process must be investigated in detail.

The company ERCOM (ERCOM, 2006) has been active in theyears 1992 to 2004 and used the recycling material gainedfrom crushing and fractionation as filling material in newproducts in shares of 10 to 40 per cent. However, rotor bladematerial could cause problems using these methods as theyare cold cured.

The company Seawolf Design in Florida USA (Seawolf, 2008)offers a complete system of disposal. It is primarily designedfor production waste and shall enable a non-destructive recy-cling of glass fibres by using a special grinder technology.Using a special spray facility and a foam as filler the recyclatesare extracted.The company ReFibre Aps (ReFibre, 2008) separates the glassfibres in a pyrolysis reactor at 500°C from the organic matrix.

grund der Sandwichanteile aus Holz und/oder Kunststoff, derverwendeten Harze und Füller sowie der Beschichtungenetwa 30% der Gesamtmasse betragen und damit der zu-lässige Grenzwert der Abfall-Ablagerungsverordnung vonmaximal 5% deutlich überschritten ist. Auf die Reaktionsträg-heit und fehlende Auslaug- bzw. Zersetzbarkeit des Materialswird dabei keine Rücksicht genommen.

3.1 Aktuelle Praxis der Entsorgung

Damit mussten andere Entsorgungswege genutzt werden. ImWesentlichen werden alte Rotorblätter, wenn überhaupt,zurzeit in Müllverbrennungsanlagen entsorgt. Auch dieZwischenlagerung scheint im Moment eine gewisse Rolle zuspielen: „man weiß manchmal nicht, wohin mit den Blättern“.

Bei den thermischen Entsorgungswegen ist gemäß der Abb. 7zwischen der energetischen Verwertung und der thermi-schen Beseitigung zu unterscheiden. Je nach dem technologi-schen Aufbau der thermischen Anlage und besonders der Zu-sammensetzung der Rotorblätter müssen andere Randbe-dingungen berücksichtigt werden: bei Heizwerten von Hu >11MJ/kg und niedrigen Schadstoffgehalten (z.B. Chlor) könnendie Blätter in geeigneten Anlagen energetisch verwertet wer-den. Sie unterliegen dann nicht der Andienungspflicht undkönnen im internationalen Entsorgungsmarkt angebotenwerden.

Außerdem ist noch ein sehr wesentlicher technischer Aspektzu berücksichtigen. Um überhaupt Rotorblattmaterialien inthermischen Anlagen mitverbrennen zu können, wird in derRegel eine maximale Kantenlänge von einem Meter gefor-dert. Zum Teil gehen die Forderungen auch weiter bis auf ca.0,30 Meter.


0

50,000

100,000

150,000

200,000

250,000

2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032 2033 2034

World without Europe

Europe without Germany

Germany

Year

Bla

de m

ate

rial, M

g/a

Fig. 5: Expected amount of rotor blade material worldwide for the time period 2020 to 2034Abb. 5: Erwartete Rotorblattmaterialmenge weltweit für den Zeitraum von 2020 bis 2034 [WindEnergy-Study 2006; fk-wind Datenbank]


Metals, fillers and the glass fibres are then further separated.How far the plans to erect such a plant for 5,000 Mg/a havebeen realised is not known at the moment.

The literature delivers further approaches (Dutta, Piyush,1998 / MnTAP, 1995 / NGCC, 2006).

At the moment the material recovery of GRP rotor bladesseems to be not realised in a large scale for continuous oper-ation.

Thus, recycling is not a fact today but is on its way from fictionto reality using the different methods described here.

4. Summary and Recommendations

Caused by the dismantling of wind turbines after their useduring 20 years of service life and repowering activities fromthe year 2020 on there will be respectable amounts of rotorblade waste in Germany and worldwide. According to the

3.2 Perspektiven für die stoffliche Verwertung

Die stoffliche Verwertung lässt sich wiederum in zwei Haupt-stränge aufteilen (siehe Abb. 6), nämlich

- das Produktrecycling im Rahmen der Wiederverwendung- das Materialrecycling im Rahmen der Weiter- oder Wie-

derverwertung

Das Produktrecycling im Zusammenhang mit dem so genann-ten Repowering, also dem Abbau von kompletten Altanlagenoder einzelnen Hauptbaugruppen, spielt inzwischen einegewisse Rolle. Es hat sich in den letzten Jahren ein entspre-chender Nischenmarkt entwickelt. Die freigesetzten Blätterwerden z.T. aufgearbeitet, oftmals aber vorerst auch zwi-schengelagert, um bei Schäden geeignete Ersatzblätter zurVerfügung zu haben. Insgesamt ist die zukünftige Bedeutungdieses Weges momentan aber nicht einschätzbar, insbeson-dere auch, weil das zukünftige Ausmaß von Repowering-Aktivitäten kaum prognostizierbar ist.

Mischstoffe Rohstoffe aufgearbeitetes Wärme, Gips, SchlackeProdukt

mixed materials raw material reconditional heat, gypsum, slag

product

Repowering

Repowering

Produktionsabfälle / End of life Abfälleproduction waste / end of life waste

ProduktionsProduktions & End& End ofof lifelife AbfallAbfall

Production & endProduction & end ofof ––lifelife wastewaste

GrobzerkleinerungGrobzerkleinerung

Coarse CrushingCoarse Crushing

MVAMVA

Incineration plantIncineration plant

MVAMVAIncineration plantIncineration plant

Schlacke, GipsSchlacke, Gips

Ashes, gypsumAshes, gypsum

BaustoffindustrieBaustoffindustrie

Construction materialConstruction material

industryindustry

Thermische Beseitigung:Andienungspflichtig

Nationale EntsorgungThermal Disposal:

Obligation for national disposal

routes

Energetische Verwertung:National und international

verwertbarEnergy Recovery:

National and international

waste recovery markets are open

<11 MJ/kg<11 MJ/kgHohe ChlorgehalteHohe Chlorgehalte

High Chlorine contentHigh Chlorine content

>=11 MJ/kg>=11 MJ/kgGeringe ChlorgehalteGeringe Chlorgehalte

Low Chlorine contentLow Chlorine content

Mindestens < 1mKantenlänge, besser 0,3 mAt least < 1m edge length,

preferable 0.3 m

Mindestens < 1mKantenlänge, besser 0,3 mAt least < 1m edge length,

preferable 0.3 mSchlacke, GipsSchlacke, Gips

Ashes, gypsumAshes, gypsum

BaustoffindustrieBaustoffindustrie

Construction materialConstruction material

industryindustry

Fig. 6: Overview about the routes of dis-posal for rotor blades.

Abb. 6: Übersicht über die möglichen Ent-sorgungswege für Rotorblätter

Fig. 7: Requirements for therecovery and disposal inthermal plants.

Abb. 7: Anforderungen bei derVerwertung und Beseiti-gung in thermischen An-lagen


state of the art and legislation, thermal treatment, preferablyin incineration plants and cement works, is to be expected.These routes are even used today, however, each of the prob-lems caused by dismantling, transport and crushing of thehuge components have to be solved individually.Standardised procedures are not yet available.

The material recovery is not yet established. Some approach-es can be registered.

For the authors it seems important to develop strategies forthe disposal at an early stage in order to have ecological andsustainable systems available in time. The wind energy indus-try and their suppliers should organise themselves to the sub-ject disposal or join existing agencies such as EuCIA (EuCIA,2008). The “green technology” should take the initiative andnot wait to be forced by the legislator.

5. Acknowledgement

The authors want to express their thanks to the Federal Stateof Bremen for the support of the project MaVeFa within theprogramme “Applied Environmental Research“ of the Senatorfor the Environment, Construction, Traffic and Europe.

For more information see: www.faserverbund-verwertung.de

Literature / Literatur

BMU, 2006: Siedlungsabfallentsorgung in Deutschland (Stand 01.06.2006)http://www.bmu.de/abfallwirtschaft/doc/37876.php

Dutta, Piyush K., 1998: Investigations of Plastic Composite Materials forHighway Safety Structure. US Army Corps of Engineers Cold RegionsResearch & Engineering Laboratory – Crrel. Hannover NH, USA,http://www.crrel.usace.army.mil

MnTAP, 1995: Minnesota Technical Assistance Program. Source Reductionand Recycling Opportunities for a Fiberglass Reinforced Plastics Shop.Abfrage 23.08.2005 vonhttp://www.mntap.umn.edu/intern/projects/ast-it12.htm

NGCC, 2006: Network Group for Composites in Construction, Recycling.Abfrage 4.10.2006 von http://www.ngcc.org.uk/DesktopDefault.aspx?tabindex=41&tabid=467

WindEnergy-Study 2006: Markteinschätzung der Windenergiebranche biszum Jahr 2014; Deutsches Windenergie-Institut im Auftrag der HamburgMesse und Congress GmbH

KrW-/AbfG, 2007: Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetz in der Fassung vom19.07.2007

AbfAblV, 2001: Abfallablagerungsverordnung in der Fassung vom 20.02.2001TA-Si, 1993: Technische Anleitung Siedlungsabfall in der Fassung vom

14.05.1993ERCOM, 2006: ERCOM Composite Recycling, Rastatt (1992 – 2004)BWE, 2008: Bundesverband Windenergie e.V.www.wind-energie.de DEWI, 2008: Deutsches Windenergie-Institut, Wilhelmshaven www.dewi.deEuCIA, 2008: European Composites Industry Association, www.eucia.org fk-wind, 2007: Institut für Windenergie, Hochschule Bremerhaven;

www.fk-wind.de ISET, 2008: Institut für Solare Energietechnik, Uni Kassel www.iset.de NOI: (seit Dez. 2006 SINOI) in Nordhausen, Rotorblatthersteller,

www.sinoi.deRefiber, 2008: Refiber ApS, Dänemark www.refiber.com Seawolf, 2008: Seawolf Design Inc., Florida (USA)

www.seawolfindustries.com

Das Materialrecycling kann auf zwei prinzipiellen Wegenerfolgen: der Auflösung des Materialverbundes einerseitsund der Beibehaltung des Verbundes andererseits. In beidenFällen ist in der Regel eine weitergehende Zerkleinerung desRotorblattmaterials unabdingbar. Nach heutigem Erfahrungs-stand sind dabei drei Problemkreise zu berücksichtigen:

1. es gibt kaum geeignete Werkzeuge für diese Dimensionen2. der Verschleiß an den Werkzeugen ist enorm3. die Staubentwicklung mit Freisetzung von Feinteilchen

oder die Ausgasung von Restgehalten an Lösemitteln kön-nen zu Problemen bei der Arbeitssicherheit und demGesundheitsschutz führen

Nach einer Auswertung der Autoren standen bzw. stehenprinzipiell folgende Lösungen für das Materialrecycling vonFaserverbundstoffen zur Verfügung. Inwieweit auch Materialaus Rotorblättern schon in die Prozesse eingeflossen sind,muss aber im Einzelnen überprüft werden.

Die Fa. ERCOM (ERCOM, 2006) war von 1992 bis 2004 tätigund setzte die mittels Zerkleinerung und Fraktionierung ge-wonnenen Recyclingmassen als Füllstoffe in Anteilen von 10%bis maximal 40% in Neuwaren wieder ein. Problematisch beidiesem Verfahren könnte bei Rotorblättern sein, dass sie kalt-gehärtet sind.

Die Fa. Seawolf Design aus Florida (USA) (Seawolf, 2008) bie-tet ein komplettes Verwertungssystem an. Es ist aber vorran-gig für Produktionsabfälle gedacht und soll durch eine speziel-le Mahlwerkstechnologie die zerstörungsfreie Rückgewin-nung der Glasfasern ermöglichen. Mittels einer Sprühein-richtung und einem Trägerschaum als Füllstoff werden dieRezyklate rückgeführt.

Die dänische Firma ReFiber Aps (ReFiber, 2008) trennt ineinem Pyrolyse-Reaktor bei 500 °C die Glasfasern von der or-ganischen Phase ab. Metalle, Füllstoffe und die Glasfasernwerden danach weiter separiert. Inwieweit die Pläne zumBau einer Anlage für 5.000 Mg/a realisiert wurden, ist denAutoren nicht bekannt.

In der Literatur sind weitere Ansätze zu finden (Dutta, Piyush,1998 / MnTAP, 1995 / NGCC, 2006).

Zum jetzigen Zeitpunkt scheinen die werkstoffliche und dierohstoffliche Verwertung von GFK aus Rotorblättern nochnicht großtechnisch realisiert und im Dauerbetrieb verfügbarzu sein.

Damit ist das Recycling noch kein Fakt, aber durch verschiede-ne der hier beschriebenen Aktivitäten auf dem Weg von derFiktion zur Realität.

4. Zusammenfassung und Empfehlungen

Durch den Abbau von Windenergieanlagen nach ca. 20 Jah-ren Lebensdauer und Repowering-Aktivitäten wird es spätes-tens ab dem Jahr 2020 respektable Massen an zu entsorgen-den GFK-Abfällen aus Rotorblättern in Deutschland und ande-ren Teilen der Welt geben. Nach dem heutigen Stand derTechnik und der Gesetzgebung ist eine Behandlung in thermi-schen Anlagen, vorrangig in Müllverbrennungsanlagen undZementwerken, zu erwarten. Diese Wege werden auch heuteschon genutzt, wobei die vorgelagerten Schritte des Abbaus,


des Transports und der Zerkleinerung jeder für sich wegender Baugröße und der Materialzusammensetzung individuellzu lösende Probleme aufwerfen. Standardverfahrensweisensind bisher nicht etabliert.

Die stoffliche Verwertung ist bisher nicht etabliert. Ansätzesind aber bereits zu verzeichnen.

Wesentlich erscheint den Autoren die frühzeitige Entwicklungzukunftsfähiger Entsorgungsstrategien unter Berücksich-tigung der Materialzusammensetzungen und der Entsor-gungstechnologien, um technisch geeignete und ökonomischtragfähige Systemlösungen rechtzeitig verfügbar zu haben.Die Windenergie-Industrie und ihre Lieferanten sollten sichauch zu dem Thema der Entsorgung selbst organisieren odersich bestehenden Systemen wie z.B. EuCIA (EuCIA, 2008)anschließen. Von der „Grünen Technologie“ kann erwartetwerden, dass die Beteiligten nicht so lange warten, bis derGesetzgeber sie zum Handeln zwingt.

5. Danksagung

Die Autoren danken dem Land Bremen für die Förderung desVorhabens MaVeFa im Programm “Angewandte Umwelt-forschung“ des Senators für Umwelt, Bau, Verkehr undEuropa.

Nähere Informationen unter: www.faserverbund-verwertung.de

Fig. 8: Comminution of rotor blades.Abb. 8: Zerkleinerung von Rotorblättern

Fig. 9: Delivery of crushed rotor blades from a bunker of an incinera-tion plant to the firebox.

Abb. 9: Übergabe von zerkleinerten Rotorblättern aus einem Bunkereiner MVA in die Feuerung

Fig. 10: Rotor blade after its treatment in a 6 m long pyrolysis plant atReFibre Aps (www.ReFibre.com)

Abb. 10: Rotorblatt nach der Behandlung in einer 6 m langen Pyrolyse-einheit bei ReFiber Aps (www.ReFiber.com)

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