Windturbines hebben een operationele levensduur van 30 jaar. Hoe kun je de onderdelen zo goed mogelijk hergebruiken als de turbines worden ontmanteld? In het What if Lab werkt Vattenfall samen met partner Dutch Design Foundation en een team van experts - waaronder cepezed - aan een ontwerp voor windturbines met een duurzame levenscyclus. Circulariteit staat daarbij voorop. Vattenfall gaat in dit artikel in op het waarom achter deze uitvraag.
fossielvrij
De komende jaren zal de vraag naar elektriciteit fors stijgen. Windturbines zijn cruciaal om op een duurzame wijze te voldoen aan die groeiende vraag. Werken aan fossiele vrijheid betekent niet alleen dat de opgewekte energie fossielvrij is, maar dat de hele levenscyclus van een windpark zo duurzaam mogelijk is. Dat maakt circulariteit belangrijk voor het hele project: bij het ontwerp van een windpark moet al worden nagedacht over hergebruik van de onderdelen na afloop.
inspirerende ideeën
In expertmeetings tijdens de Dutch Design Week 2023 is een start gemaakt met het beantwoorden van de vraag: Wat als bij het ontmantelen van windmolenparken een goudmijn aan grondstoffen overblijft? Verschillende experts lieten hun licht over dit onderwerp schijnen. Thomas Hjort, directeur Innovatie Offshore Wind bij Vattenfall: ‘De technische expertise voor het ontwerpen van windparken hebben we in huis. Maar voor vernieuwende invalshoeken zoeken we juist de creatieve denkkracht en de input van sparringpartners die alle vrijheid krijgen om inspirerende ideeën aan te dragen waar wij niet op zouden zijn gekomen.’
meer dan recyclen
Volgens Jacqueline Cramer, professor Sustainable Innovation aan de Universiteit van Utrecht, denken veel mensen bij circulariteit vooral aan recycling, terwijl het veel meer inhoudt: minder grondstoffen gebruiken bijvoorbeeld of juist voorkomen dat je bepaalde grondstoffen moet gebruiken. Andere voorbeelden zijn het repareren van een product of herontwerp van een bestaand product. Als laatste optie is er nog energie terugwinnen door verbranding. Circulair denken vraagt dus om een bewustwordingsproces binnen de maatschappij, het bedrijfsleven en de politiek.
denken en handelen
Dat vergt niet alleen een verandering van denken, maar ook een verandering in handelen, want circulariteit is inderdaad meer dan recycling van materialen, vertelt ook Nina Vielen-Kallio, Projectmanager Energietransitie bij adviesbureau ECHT. Zo’n 80 procent van onze CO2-voetafdruk komt van mijnbouw en de verwerking van alle materialen in het algemeen. Wanneer we materialen hergebruiken, betekent dit dat we een enorme CO2-besparing realiseren omdat we geen nieuwe grondstoffen nodig hebben. Als we in staat zijn om materialen en producten zelfs meerdere keren te hergebruiken, dragen we nog meer bij aan die CO2-besparing.
materiaaltransitie
Professor René Kleijn van de Universiteit van Leiden ziet de energietransitie in de eerste plaats als een materiaaltransitie: van fossiele brandstoffen gaan we over op het gebruik van diverse metaalsoorten zoals lithium, grafiet, kobalt en nikkel. Materialen die nodig zijn voor onder andere windturbines, zonnepanelen en batterijen. Nu komen bijna alle benodigde metalen nog uit China, maar er is behoefte aan een veerkrachtige en stabiele toeleveringsketen, het liefst uit Europa zelf. De oorlog in Oekraïne heeft laten zien hoe kwetsbaar onze hele energievoorziening is. ‘Voor een hernieuwbaar energiesysteem is het belangrijk om in de komende 30 jaar aan een standaardvoorraad te werken van zonnepanelen, windturbines, en batterijen’, aldus Kleijn.
‘groen’ staal
Turbines bestaan voor ongeveer 80 procent uit staal. Turbinebouwer Siemens Gamesa wil de productie duurzaam insteken door te kiezen voor ‘groen’ staal. Daarmee reduceert de CO2-voetafdruk van de bouw van de windturbinetorens met minimaal 63 procent vergeleken met conventioneel staal, vertelt Rob Kuilboer, Senior Technical Sales Manager bij Siemens Gamesa Renewable Energy. Bij groen staal zijn productieprocessen minder energie-intensief en wordt staalafval gebruikt. Voor de turbinebladen die aan hun levenseinde zijn, volgt Siemens diverse routes, bijvoorbeeld hergebruik voor bouwkundige doeleinden of hergebruik van de vezels en olie die door recycling vrijkomen. De turbinebladmaterialen van 3 windturbines in Vattenfalls windpark Hollandse Kust Zuid kunnen al compleet teruggewonnen en gerecycled worden.
harde cijfers
Joep Breuer, Wind Energy Scientist bij TNO, komt met harde cijfers: in 2025 zal er 60 duizend ton aan afval van windturbinebladen zijn, en dat kan in 2050 oplopen tot 800 duizend ton. Het goede nieuws is dat circulariteit van windbladen inmiddels een van de eisen is in de tendercriteria van nieuwe windparken, zoals IJmuiden Ver. ‘We moeten denken aan slimmere producten met minder materiaal en een langere levensduur, en aan hergebruik van materialen. Daarnaast moeten we voortdurend blijven nadenken of er andere manieren zijn om de kracht van de wind om te zetten in energie. En daar zijn creatieve geesten voor nodig!’
creativiteit
Die creativiteit zal onder andere komen van de designstudio’s Studio Carbon en Interactivist en de architectenbureaus cepezed en Superuse. Zij zijn gewend om buiten de gebaande paden te treden, te leren van de natuur, materialen te hergebruiken en om te werken op het snijvlak van technologie en systeemdenken. Superuse werkt bijvoorbeeld altijd met een beslisboom om de hiërarchie van materiaalkeuzes inzichtelijk te maken: eerst reduceren van materiaal om de milieu-impact te verkleinen. Daarna kijken wat opnieuw gebruikt kan worden - hernieuwbare of biobased materialen en materialen van gerecyclede grondstoffen - alvorens te kiezen voor conventionele materialen.
waarom, hoe en wat
Nik Grewy Jensen, Environment & Sustainability specialist bij Vattenfall, vatte het waarom, het hoe en het wat van de expertmeetings die plaatsvonden tijden de Dutch Design Week goed samen. Waarom? Er is maar één planeet aarde en de bronnen zijn niet onuitputtelijk. Hoe? Door eisen en ambities te stellen hebben we duidelijke doelen om naartoe te werken. Wat moeten we doen? Innovatief zijn, kansen zoeken en uitdagende beslissingen nemen om circulariteit te bevorderen. Het sleutelwoord daarbij is samenwerken. Maart 2024 worden de eerste resultaten verwacht.
credit: Clemens van Gessel, Vattenfall
fossielvrij
De komende jaren zal de vraag naar elektriciteit fors stijgen. Windturbines zijn cruciaal om op een duurzame wijze te voldoen aan die groeiende vraag. Werken aan fossiele vrijheid betekent niet alleen dat de opgewekte energie fossielvrij is, maar dat de hele levenscyclus van een windpark zo duurzaam mogelijk is. Dat maakt circulariteit belangrijk voor het hele project: bij het ontwerp van een windpark moet al worden nagedacht over hergebruik van de onderdelen na afloop.
inspirerende ideeën
In expertmeetings tijdens de Dutch Design Week 2023 is een start gemaakt met het beantwoorden van de vraag: Wat als bij het ontmantelen van windmolenparken een goudmijn aan grondstoffen overblijft? Verschillende experts lieten hun licht over dit onderwerp schijnen. Thomas Hjort, directeur Innovatie Offshore Wind bij Vattenfall: ‘De technische expertise voor het ontwerpen van windparken hebben we in huis. Maar voor vernieuwende invalshoeken zoeken we juist de creatieve denkkracht en de input van sparringpartners die alle vrijheid krijgen om inspirerende ideeën aan te dragen waar wij niet op zouden zijn gekomen.’
meer dan recyclen
Volgens Jacqueline Cramer, professor Sustainable Innovation aan de Universiteit van Utrecht, denken veel mensen bij circulariteit vooral aan recycling, terwijl het veel meer inhoudt: minder grondstoffen gebruiken bijvoorbeeld of juist voorkomen dat je bepaalde grondstoffen moet gebruiken. Andere voorbeelden zijn het repareren van een product of herontwerp van een bestaand product. Als laatste optie is er nog energie terugwinnen door verbranding. Circulair denken vraagt dus om een bewustwordingsproces binnen de maatschappij, het bedrijfsleven en de politiek.
denken en handelen
Dat vergt niet alleen een verandering van denken, maar ook een verandering in handelen, want circulariteit is inderdaad meer dan recycling van materialen, vertelt ook Nina Vielen-Kallio, Projectmanager Energietransitie bij adviesbureau ECHT. Zo’n 80 procent van onze CO2-voetafdruk komt van mijnbouw en de verwerking van alle materialen in het algemeen. Wanneer we materialen hergebruiken, betekent dit dat we een enorme CO2-besparing realiseren omdat we geen nieuwe grondstoffen nodig hebben. Als we in staat zijn om materialen en producten zelfs meerdere keren te hergebruiken, dragen we nog meer bij aan die CO2-besparing.
materiaaltransitie
Professor René Kleijn van de Universiteit van Leiden ziet de energietransitie in de eerste plaats als een materiaaltransitie: van fossiele brandstoffen gaan we over op het gebruik van diverse metaalsoorten zoals lithium, grafiet, kobalt en nikkel. Materialen die nodig zijn voor onder andere windturbines, zonnepanelen en batterijen. Nu komen bijna alle benodigde metalen nog uit China, maar er is behoefte aan een veerkrachtige en stabiele toeleveringsketen, het liefst uit Europa zelf. De oorlog in Oekraïne heeft laten zien hoe kwetsbaar onze hele energievoorziening is. ‘Voor een hernieuwbaar energiesysteem is het belangrijk om in de komende 30 jaar aan een standaardvoorraad te werken van zonnepanelen, windturbines, en batterijen’, aldus Kleijn.
‘groen’ staal
Turbines bestaan voor ongeveer 80 procent uit staal. Turbinebouwer Siemens Gamesa wil de productie duurzaam insteken door te kiezen voor ‘groen’ staal. Daarmee reduceert de CO2-voetafdruk van de bouw van de windturbinetorens met minimaal 63 procent vergeleken met conventioneel staal, vertelt Rob Kuilboer, Senior Technical Sales Manager bij Siemens Gamesa Renewable Energy. Bij groen staal zijn productieprocessen minder energie-intensief en wordt staalafval gebruikt. Voor de turbinebladen die aan hun levenseinde zijn, volgt Siemens diverse routes, bijvoorbeeld hergebruik voor bouwkundige doeleinden of hergebruik van de vezels en olie die door recycling vrijkomen. De turbinebladmaterialen van 3 windturbines in Vattenfalls windpark Hollandse Kust Zuid kunnen al compleet teruggewonnen en gerecycled worden.
harde cijfers
Joep Breuer, Wind Energy Scientist bij TNO, komt met harde cijfers: in 2025 zal er 60 duizend ton aan afval van windturbinebladen zijn, en dat kan in 2050 oplopen tot 800 duizend ton. Het goede nieuws is dat circulariteit van windbladen inmiddels een van de eisen is in de tendercriteria van nieuwe windparken, zoals IJmuiden Ver. ‘We moeten denken aan slimmere producten met minder materiaal en een langere levensduur, en aan hergebruik van materialen. Daarnaast moeten we voortdurend blijven nadenken of er andere manieren zijn om de kracht van de wind om te zetten in energie. En daar zijn creatieve geesten voor nodig!’
creativiteit
Die creativiteit zal onder andere komen van de designstudio’s Studio Carbon en Interactivist en de architectenbureaus cepezed en Superuse. Zij zijn gewend om buiten de gebaande paden te treden, te leren van de natuur, materialen te hergebruiken en om te werken op het snijvlak van technologie en systeemdenken. Superuse werkt bijvoorbeeld altijd met een beslisboom om de hiërarchie van materiaalkeuzes inzichtelijk te maken: eerst reduceren van materiaal om de milieu-impact te verkleinen. Daarna kijken wat opnieuw gebruikt kan worden - hernieuwbare of biobased materialen en materialen van gerecyclede grondstoffen - alvorens te kiezen voor conventionele materialen.
waarom, hoe en wat
Nik Grewy Jensen, Environment & Sustainability specialist bij Vattenfall, vatte het waarom, het hoe en het wat van de expertmeetings die plaatsvonden tijden de Dutch Design Week goed samen. Waarom? Er is maar één planeet aarde en de bronnen zijn niet onuitputtelijk. Hoe? Door eisen en ambities te stellen hebben we duidelijke doelen om naartoe te werken. Wat moeten we doen? Innovatief zijn, kansen zoeken en uitdagende beslissingen nemen om circulariteit te bevorderen. Het sleutelwoord daarbij is samenwerken. Maart 2024 worden de eerste resultaten verwacht.
credit: Clemens van Gessel, Vattenfall
