RE SORT: Pyrolyse dickwandiger Faserverbundwerkstoffe als Schlüsselinnovation im Recyclingprozess für Rotorblätter von Windenergieanlagen

Auf einen Blick

• Recyclingverfahren für Faserverbundstoffe aus Rotorblättern erreichen bislang kein echtes wertstoffliches Recycling. Stattdessen werden ausrangierte Blätter in der Zementindustrie thermisch verwertet. Angesichts einer enormen Zahl von Rotorblättern sind bessere Recyclingverfahren nötig.
• Im Forschungsprojekt RE SORT untersuchen die Projektpartner das Potenzial von Batch- und Mikrowellenpyrolyse und entwickeln ein Verfahren, das eine sinnvolle wertstoffliche Wiederverwendung der Fasern ermöglicht.
• Das Fraunhofer IWES ist dabei in einem Teilprojekt für die Analyse und Bewertung der mechanischen Eigenschaften der neu gewonnenen Fasern verantwortlich.

Herausforderung

Allein in Deutschland rechnen Expertinnen und Experten mit rund 90.000 Rotorblättern aus On- und Offshore-Windenergie, die in den kommenden 20 Jahren recycelt werden müssen. Sie bestehen aus Faserverbundstoffen, deren Recycling durch den festen Verbund verschiedener Materialien wie z. B. Harz und den Verstärkungsfasern relativ aufwändig ist. Da die Deponierung von Faserverbundkunststoffabfällen (FVK-Abfällen) seit 2005 verboten ist, werden die meisten Blätter heutzutage zerkleinert, geschreddert und in Zementwerken thermisch verwertet. Die dicken Laminate in der Blattwurzel und in den Gurtstellen stellen dabei besondere Herausforderungen dar, da sie sich kaum schreddern lassen. Eine stoffliche Verwertung der energetisch aufwändig produzierten Kohlenstofffasern ist zudem über diesen Recyclingpfad nicht möglich. Gleichzeitig haben die dicken Laminatbereiche aufgrund der großen Masse und der wertvollen Kohlenstofffasern ein hohes Potenzial für eine ökonomisch und ökologisch nachhaltige Verwertung. 

Lösung

Ziel des Verbundprojekts RE SORT ist die Entwicklung von Pyrolyse-Technologien, die das Recycling von dickwandigen Faserverbundstrukturen wirtschaftlich ermöglichen. Dabei werden zwei Verfahren betrachtet: Die im Projekt zu entwickelnde Batchpyrolyse, in der das Matrixharz von dicken Faserverbundbauteilen durch Erhitzung in ölige und vor allem gasförmige Kohlenwasserstoffverbindungen zersetzt wird, und die Mikrowellen-Pyrolyse, bei der die Energiezufuhr durch die Absorption von Mikrowellenstrahlung erfolgt.

Das Fraunhofer IWES ist im Teilprojekt »Mikrowellenpyrolyse, Beschichtung rezyklierter Fasern und FVK-Prüfung - MikroFaser« dafür verantwortlich, aus den recycelten Fasern neue FVK-Proben herzustellen sowie deren mechanische Eigenschaften zu analysieren und zu bewerten. 

Mehrwert  

Im Ergebnis des Projekts steht ein Recyclingverfahren für Rotorblätter, das den Erhalt und die Wiederverwendung der Fasern in ihrer gesamten Länge sowie die Abscheidung von Pyrolysegasen und -ölen ermöglicht. Damit kann von einem echten wertstofflichen Recycling gesprochen werden, das zur Senkung von Kosten und Ressourcenbedarf in der Windenergie beiträgt.