Recyklace zařízení obnovitelných zdrojů energie
Mezi rozšířené argumenty zpochybňující obnovitelné zdroje energie patří jejich obtížná či neexistující recyklace. Obnovitelné zdroje jsou bez dalších podmínek obnovitelné, pokud se týče vstupu primární energie. Potřebná zařízení na transformaci energie jsou podmíněně obnovitelná, pakliže se recyklují.
Jakákoliv lidská činnost zasahuje do životního prostředí a je na vědě, technologii, ale i politice, aby tyto vlivy minimalizovala. Cestou je cirkulární ekonomie, kterou je třeba aplikovat na veškerou lidskou činnost týkající se materie. Pro dekarbonizaci energetického sektoru a zajištění odpadu potřebuje obnovitelná energetika udržitelná řešení. Současně je třeba přijmout to, že z termodynamického hlediska není možná 100 % recyklace, a že k této hodnotě se lze jen přibližovat.
Je paradoxem, že teprve po 70 letech existence jaderné energetiky bylo uvedeno do zkušebního provozu na světe první úložiště jaderného odpadu ve finském Onkalo. Na světě jsou statisíce tun vyhořených článků v mokrých i suchých skladech a směsného odpadu po recyklaci. Jaderný odpad představuje riziko a vyhořené palivové články je třeba bezpečně izolovat stovky tisíc let od životního prostředí.
Recyklace větrných elektráren
Větrná elektrárna (VE) onshore – na pevnině pozůstává ve většině příkladů ze železobetonového podstavce, stožáru, mechanického, elektrického a elektronického zařízení, gondoly a lopatek. Základ větrné turbíny se ve většině případů po ukončení životnosti z větší části ponechává v zemi. Základy se demontují částečně většinou do jednoho metru a zbytek se ponechá zahrnutý ornicí, někdy se železobetonové základy odstraňují celé a železo se recykluje.
Částečnou variantou k likvidaci betonového základu je repowering, kdy se po zesílení na základy staré turbíny namontuje vyšší turbína s vyšším výkonem. Touto cestou se snižuje počet původních turbín v průměru o 25 % a výkon větrné farmy se více než ztrojnásobí.
Odlišný postup volí firma Goliath, která používá základový systém fixovaný šroubovými piloty, které dokážou turbínu pevně ukotvit do většiny typů půdy, což jim umožní odolat i těm nejnáročnějším povětrnostním podmínkám. Šroubové piloty jsou mnohem stabilnější a snadněji se instalují než tradiční betonové nosné systémy. Není nutné dělat výkop a instalaci turbíny lze provést za jakéhokoliv počasí, šrouby se snadno odstraňují a montáž může začít okamžitě, není třeba čekat na vytvrzení betonu.
S recyklací železných stožárů nebývá problém. Obdobně míra recyklace mědi z velkých elektrických komponent VE bude mnohem vyšší, než je běžný průměr. Současná míra recyklace technických kovů není příliš veliká, u oceli se pohybuje okolo 50 % a u mědi se udává 45 %, takže při průměrné životnosti 50 let zbyde z původního množství mědi při stejné míře recyklace po 150 letech něco přes 9 %.
Jiný problém představují lopatky VE. Doposavad se mnohde ještě skládkují, ale k dispozici jsou lepší možnosti. Největší světový výrobce větrných turbín, dánská firma Vestas, ohlásila novou metodu, která nevyžaduje změnu konstrukce a recyklovaný materiál lze použít vícenásobně. Proces s běžnými chemikáliemi ukázal, že turbínové lopatky na bázi epoxidové pryskyřice lze přeměnit na suroviny pro výrobu nových turbínových lopatek. Po zavedení procesu do praxe se recyklace lopatek větrných turbín bude týkat jak dosluhujících lopatek na větrných turbínách, tak i lopatek, které byly uloženy na skládkách.
RecyclableBlade je první produkt, který nabídl komplexní recyklovatelné řešení a je připraven pro komerční použití. Základem je nová pryskyřice firmy Siemens. Lopatky VE lze nyní využít pro jiné aplikace. První lopatky již byly nainstalovány v roce 2021.
Tým NREL (Národní laboratoř pro obnovitelnou energii) dokázal problém udržitelnosti vyřešit pomocí pryskyřice PECAN, kterou lze vyrobit z biologických materiálů, jako je sorbitol, cukr z rostlinného odpadu. Recyklovatelná pryskyřice na rostlinné bázi se již využila pro výrobu prototypu 9metrové lopatky. Nová pryskyřice produkuje o 40 % méně emisí skleníkových plynů a vyžaduje o 30 % méně energie k výrobě ve srovnání s epoxidem, který se používá v dnešních amerických lopatkách větrných turbín. Pryskyřice PECAN, vykazuje stejný – nebo v některých případech lepší – strukturální výkon ve srovnání s dnešními materiály lopatek větrných turbín. Nový materiál překonal tradiční pryskyřici v testu tečení materiálu (creep), kterým se zjišťuje, jak čepel drží svou tuhost v průběhu času. Nová pryskyřice rovněž snižuje energetickou návratnost celého zařízení.
Přidají-li se nadrcené lopatky VE do rotačních pecí na výrobu cementu, nahradí část vsázky anorganických surovin i část paliva. Výrobci cementu budou pod tlakem snižování emisí, a soustředí se proto na sekundární suroviny. V uvedeném článku jsou praktické příklady recyklace lopatek VE v USA i v dalších zemích formou jejich využití v cementářských pecích. Jednotlivé kroky procesu jsou uvedeny zde.
Jedním z problémů VE je postupná abraze materiálu lopatek daná interakcí povrchu s větrem, deštěm, prachem či pískem, která rovněž snižuje účinnost přeměny energie. Abraze se intenzivně zkoumá a jedním z řešení by mohla být výroba z biodegradabilních materiálů, bambusu a mycelia. Výsledkem by byl samoopravitelný a kompostovatelný materiál lopatek VE.
Recyklace fotovoltaických panelů
Rovněž recyklace fotovoltaických panelů je podle ekonomického průzkumu nadějným a rostoucím odvětvím. Podle Market Research Future poroste během prognózovaného období 2024-2030 trh s recyklací solárních panelů ročně o 12,5 %. Trh recyklace byl v roce 2022 oceněn na 179,2 milionů USD a očekává se, že do roku 2030 dosáhne 461,2 milionů USD.
Sběr a logistiku elektrických a elektronických zařízení zajišťuje evropská nezisková organizace PV CYCLE, reálnou recyklaci na evropském trhu provádí více firem například Sharp Corporation, Sunpower, Trina Solar Co. či Veolia.
Firma Sunrecycle se orientuje na prodej linek na recyklaci fotovoltaických panelů. Linka poskytuje aluminiové rámy a výstupní drť skla, mědi, křemíku a plastů. Nabízí 3 velikosti linek, podle objemu zpracovávaného vstupu, až do 1000 kg/hod.V loňském roce vyrobila čínská Trina solar ze starých panelů nové. Recyklovaný FV modul má účinnost 20,7 % a výkon 645 W. Podle společnosti se jedná o první plně recyklovaný modul svého druhu na světě.
Recyklace baterií
Velikost trhu recyklace baterií byla v roce 2023 oceněna na 24,11 miliardy USD. Očekává se, že odvětví recyklace baterií vzroste z 26,93 miliardy USD v roce 2024 na 54,2 miliardy USD do roku 2032, přičemž během prognózovaného období bude vykazovat složenou roční míru růstu (CAGR) 9,14 % v letech 2024–2032.
Recyklace baterií různých typů se provádí v mnoha zemích a firmách a s postupující elektrifikací význam baterií poroste. Recyklace lithium-iontových baterií nabývá na důležitosti, protože se očekává, že do roku 2030 celosvětová produkce lithium-iontových baterií vzroste na 5 500 GWh, přičemž baterie elektromobilů budou tvořit cca 80 % všech vyrobených lithium-iontových baterií.
Recyklace baterií extrakcí kovů rozpouštědly v procesu SX může umožnit +90 % obnovu lithia, kobaltu, manganu a niklu při +95 % čistotě s nákladově efektivními kapitálovými investicemi, vysokou selektivitou materiálu, nízkou spotřebou energie a bez toxických výparů ve srovnání s jinými procesy.
Mohlo by vás zajímat:
V kontextu zmínění úložiště Onkalo by mělo být jasné, že mám na mysli právě tento typ trvalého úložiště a nikoliv úložiště Richard či Bratrství pro nízko astředně radioaktivní materiál. Takové úložiště u nás, ani v jiných zemích není a druhé po Finsku se začíná stavět ve Švédsku. Historie amerického úložiště v Yucca mountains s minulými i současnými zemětřeseními je typická pro jadernnou nezodpovědnost.
Pokud se týče odpadu z českých JE, je zřejmé, že články po vytažení musí bý někde řádně dočasně uloženy, a že je nebude mít ředitelé ČEZu po kapsách.
Některé části článku mne docela pobavily:
Třeba, když zdůrazňuje, že po 70 letech od první JE je postaveno teprve první úložiště jaderného odpadu.
Vyhořelé palivo se dá definitivně uložit až za cca 50 let po vyjmutí z reaktoru. Máme tedy globálně zpoždění tak 20 let. Nehledě na to, že je stále více pravděpodobné, že ho bude možno přepracovat na násobně méně nebezpečné v rychlých reaktorech 4. generace a až poté uložit. Což by po definitivním uložení v současném stavu už prakticky nebylo možné. Kromě toho se už dnes se část vyhořelého paliva recykluje.
Zatímco, že ekologická likvidace FV, se řeší až po 140 letech od první střešní FVE, případně za 70 let pro FV panely dnešního typu z křemíku už nezmíní.
A ještě "lepší" je ta o recyklaci VtE, kde počítá úbytek kovů z (obecné) životnosti kovů 50 let, když životnost VtE je jen 20 let.
Ani to tvrzení o prvním úložišti není pravdivé, úložišť jaderného odpadu je spousta, i u nás je je jich hned několik.
Není to pravda. Vše jsou mezisklady na pár let. Konečné úložiště musí odolávat desetitisíce let.
Je to pravda, nejsou to mezisklady na pár let, jsou to trvalá úložiště radioaktivního odpadu, jen nejde o vysokoaktivní radioaktivní odpad.
ad Petarda 8. únor 2025, 18:45
"..Není to pravda. Vše jsou mezisklady na pár let. Konečné úložiště musí odolávat desetitisíce let..."
ano aj nie .. velka cast je tych akoze medziskaldov je finalnych .. tych 10tis rokov (ak sa nepride na nic lepsie) sa tyka menej ako 5% radiokativneho odpadu ..
medzicasom na svete excistuje mnozstvo ulozisk, kde sa skladuje este nebezpecnejsi odpad (toxickejsi) a vo vacsom mnozstve a bez akejkolvek nadeje na znizenie nebezpecnosti, kedze sa nelikviduju samorozpadom (kyanidy, ortut, arzen, ...)
Srovnání recyklace FVE a úložiště jaderného odpadu podle doby zahájení využití je zláštní pohled na problém. Podívejte se na to ze strany nebezpečnosti, protože pokud se jedná o odpad z FVE tak až na promile je to využitelný materiál a nerecyklovat je plýtvání, na rozdíl od vyhořelého paliva z JE, které se sice v malé míře recykluje, ale je to velkmi nebezpečný odpad, který bude mít lidstvo na starostí tisíce let.
Lidstvo ho nebude mít na starosti tisíce let ale do doby než ho zrecykluje a/nebo uloží do trvalého úložiště. Pak už se o něj starat nemusí, proto se taky stavějí.
A s tím "velmi nebezpečným odpadem" umí lidstvo velmi bezpečně zacházet, takže ještě nikomu neublížil. Podobně by bylo velmi nebezpečné pohybovat se v desetikilometrové výšce rychlostí 800 km/h, ale díky technickému pokroku je to naopak statisticky nejbezpečnější způsob přepravy. Podobné to je i s tím odpadem a jadernou energetikou obecně.
....kterou lze vyrobit ... výsledkem by byl ... jedním z řešení by mohla být .. "
Tohle mě taky zarazilo - recyklace není problém... vlastně nebude, až někdo někdy vymyslí tohle, vynalezne tamto, z prototypu do produkce překlopí toto...
Jaderný odpad lze pouze skládkovat, o uzavřeném palivovém cyklu ani zmínka.
Dále si autor plete pojmy ekonomie a ekonomika.
Současná míra recyklace technických kovů není příliš veliká, u oceli se pohybuje okolo 50 % a u mědi se udává 45 %,
Takže se natahají kilometry a kilometry kabelů k těm vrtulím, pak vrtule dožijí a nové vrtule s vyšším výkonem se postaví jinde a kabely zůstanou zahrabané a k novým vrtulím se tahají zase nové kabely? Nebuduje tedy větrné parky nějaká měděná lobby, když všude slyšíme, že jaderné zdroje buduje betonová lobby? A kolik toho betonu se spotřebuje na základy VE pro stejnou roční produkci srovnatelnou se stabilním zdrojem?
Famózní offshore VE London Array se 175 turbínami se součtový max výkonem 630MW a s roční produkcí 2,5TWh ( s faktorem 45%) představuje v oceli: 250 250t na sloupy turbín, 2 500t na dvě rozvodny na moři. Dále 10 000 t…na kabely 33kV mezi 175 turbínami a rozvodnami, 19 360 t…na odchozí kabely 150kV z rozvoden na moři do nově vybudované 400kV rozvodny na pevnině. Kdybychom z těch 19 360 t kabelů na pevninu uvažovali, že jen polovina představuje měď, není náhodou 8 000 tun mědi pro funkci výkonu „pouhých“ 630MW dost astronomické číslo?
Ne není. Proti ušetřeným 2.5 milionům tun uhlí každý rok, resp. 500 milionům m3 zemního plynu každý rok. Taky je to úplný prd z cca 20 milionů tun mědi globálně vyprodukované každý rok.
Ještě menší prd je to vzhledem k cca 2 miliardám tun ročně vyprodukované oceli.
Určitě je to "prd" oceli?
Když se vezme roční světová výroba elektřiny a uvažovalo by se, že bude vyrobená ve VtE, tak by na stavbu těch VtE nestačila ani roční celosvětová výroba oceli.
Bobe, pokoušíte se o diskuzi s člověkem, který tvrdí "Pořád trvám na tom, že jaderná výstavba je okrajová záležitost, hračka pro movité nadšence a ptákometristy." Tenhle frajer si kosočtverec na čelo vytetoval sám.
Všimněte si: předpoklad se mi nelíbí = je idiotský.
Doporučuji zařadit na sh1tlist a ignorovat.
No někdy mi to nedá, když si tak "naběhne na vidle".
S idiotským předpokladem, že se 100% světové spotřeby pokryje větrem, s idiotským předpokladem, že se ty větrné elektrárny postaví za několik málo let a bůhví s kolika dalšími idiotskými předpoklady to výpočtu, na který se odvoláváte, ano, to může být problém.
Bez recyklace nemají technologie právo na další setrvání, bez recyklace akorát vyrábíme obrovská kvanta odpadu (bezpečného či nebezpečného).
Proto jsem rád, že fotovoltaika umožňuje a též v realitě demonstruje úplnou recyklaci fotovoltaických panelů. A recyklujeme nejen materiál, ale i energii vloženou do výroby, ta se vrátí velmi zhruba za půl roku až dva roky, závisí to na druhu panelů a na umístění panelů.
A s prodlužováním živostnosti a zvyšováním účinnosti FV panelů přijde doba, kdy budeme schopni na Zemi vyrobit fotovoltaikou stonásobně více elektrické energie než byla energie vložená do jejich výroby.
Nebude to "perpetum mobile", ale bude to úžasné.
ad Milan Vaněček 9. únor 2025, 16:16
Bez recyklace nemají technologie právo na další setrvání, bez recyklace akorát vyrábíme obrovská kvanta odpadu (bezpečného či nebezpečného).
ano preto sa nam onedlho zacne FVE odpad hromadit
Proto jsem rád, že fotovoltaika umožňuje a též v realitě demonstruje úplnou recyklaci fotovoltaických panelů.
no, teoreticky sice umoznuje, ale realne sa to zatial vo velkom nepouziva (hlavne ekonomicke dovody)
A recyklujeme nejen materiál, ale i energii vloženou do výroby, ta se vrátí velmi zhruba za půl roku až dva roky, závisí to na druhu panelů a na umístění panelů.
tak zatial nerecyklujete ani ten material, len by ste mohli recyklovat, ak by .. .. a co sa tyka recyklovania energie, poprosim trochu dovysvetlit ako to chapat (asi vdaka postgastralnej demencii mi to zatial unika)
richie: 1)odpad se začne hromadit k opětnému průmyslovému zpracování, už největší světové firmy ho umí recyklovat na nové sluneční články. Bude proud kontejnerů s panely z Číny do EU a zpět budou jezdit lodě plné panelů pro recyklaci.
USA a Čína a Indie se s pomocí místní výroby dokáží s tím vyrovnat u nich doma.
2) ve velkém se to začne používat tak po 30 letech od zahájení opravdové velkovýroby fotovoltaických panelů v Číně v roce 2008.
3) u energetických zdrojů je důležitý údaj, za jak dlouho ten zdroj vyrobí tolik energie jako bylo potřeba k jeho zhotovení, včetně těžby paliva. Zhruba "energetická návratnost", EROEI
Zatímco v počátku byly energetická návratnost uhelných a především ropných zdrojů velmi vysoká, s čerpáním těchto zdrojů se neustále snižuje.
Naproti tomu z fotovoltaiky je to právě naopak, z původní dlouhé návratnosti se s technickým pokrokem a hromadnou výrobou návratnost zkracuje pod 1 rok, fantastický úspěch vědecko-technického pokroku.
Komentáře v diskuzi mohou pouze přihlášení uživatelé. Pokud ještě účet nemáte, je možné si jej vytvořit na stránce registrace. Pokud již účet máte, přihlaste se do něj níže.
V uživatelské sekci pak můžete najít poslední vaše komentáře.
Přihlásit se