Các dự án điện gió được thiết lập từ những năm 1980 với tổng công suất lắp đặt là 43 MW đã ngừng hoạt động hoàn toàn vào năm 2017123.
Viện Nghiên cứu Năng lượng Điện (The Electric Power Research Institute124) ước tính sẽ có 2,1 - 4 triệu tấn cánh quạt tuabin tích lũy từ năm 2020 đến năm 2050 ở Mỹ. Lượng chất thải cánh quạt dự kiến có thể thay đổi từ khoảng 200.000 tấn mỗi năm (tính theo vịng đời 15 năm) đến khoảng 370.000 tấn mỗi năm (tính theo vịng đời 25 năm) vào năm 2050.
iii.Tóm tắt chính sách quốc gia về quản lý cuối vịng đời dự án
Chưa có chính sách cấp Liên bang để quản lý chất thải cuối vịng đời dự án điện gió ở Mỹ. Cục Chất lượng Mơi trường Bắc Carolina năm 2019 (NCDEQ) đã thông qua Dự luật Hạ viện House Bill 329 (SL 2019-132) vào năm 2019, trong đó yêu cầu Ủy ban Quản lý Môi
122 https://www.pv-magazine.com/2018/08/29/japanese-government-hails-new-quality-guidelines-for-pv- projects/
123 American Wind Energy Association
142 Phát triển các giải pháp cuối vòng đời cho điện mặt trời và điện gió tại Việt Nam trường NC (EMC) thiết lập một chương trình quy định để “Kiểm sốt việc quản lý cuối vịng đời cho mô-đun quang điện và hệ thống lưu trữ năng lượng và hệ thống năng lượng gió”.
iv.Cơng nghệ tái chế và danh sách các nhà cung cấp cơng nghệ
• ACMA đã phát triển module125 sửa chữa cánh tuabin gió có chứng chỉ kỹ thuật viên để hỗ trợ ngành cơng nghiệp điện gió. Quy trình tân trang lại cánh tuabine tiêu chuẩn có thể bao gồm kiểm tra bằng mắt và /hoặc siêu âm và dị siêu âm; sau đó các cánh có thể được sửa chữa, sơn lại, cân và cân bằng khi cần thiết126.
• Dự án Re-Wind so sánh các chiến lược tái chế và tái chế bền vững cuối đời cho các cánh tuabin gió bằng vật liệu composite sử dụng Mơ hình cấu trúc theo hướng dữ liệu trong nền tảng Khoa học thông tin địa lý (GIS) trên cơ sở kết hợp cùng với đánh giá chu kỳ bền vững môi trường, kinh tế và xã hội (LCSA).
Ban năng lượng tái tạo của Hãng GE Electric thông báo họ đã bắt đầu ký hợp đồng với công ty tái chế Veolia Bắc Mỹ để lấy các cánh quạt từ các trang trại gió của Hoa Kỳ mà Cơng ty này đang trong quá trình cung cấp điện trở lại, cắt nhỏ và sử dụng chúng làm nguyên liệu cho các lò nung xi măng. Sử dụng chất thải cánh cắt nhỏ để sản xuất xi măng, một kỹ thuật được gọi là đồng xử lý, lần đầu tiên được triển khai thương mại ở châu Âu khoảng một thập kỷ trước. Ứng dụng này có thể giúp giảm tác động khí hậu to lớn của quá trình sản xuất xi măng, bao gồm việc nung đá vôi đến hơn 2.700 độ F trong lị. GE ước tính rằng bằng cách đốt các cánh quạt, lượng khí thải carbon của q trình sản xuất xi măng có thể được cắt giảm 27%.
Carbon Rivers là một Doanh nghiệp nhỏ được thành lập bởi các kỹ sư và nhà khoa học, có trụ sở chính tại Knoxville,. Họ đã phát triển cơng nghệ tái chế thủy tinh thành thủy tinh để xử lý sợi thủy tinh từ cánh tuabin gió thành sản phẩm trung gian composite có thể được sử dụng để sản xuất lại các sản phẩm composite cuối cùng.
Global Fibreglass Solutions127, một cơng ty khởi nghiệp có trụ sở tại Hoa Kỳ đã phát triển một giải pháp tái chế các cánh tuabin gió thành dạng viên và tấm sợi có thể được sử dụng trong sàn và tường. Cơ sở có cơng suất xử lý 6000 đến 7000 cánh tuabin mỗi năm.
Các cánh tuabin gió hiện đang được chôn lấp cách mặt đất dưới 30 feet ở Lake Mills, Iowa; Thác Casper, Wyoming và Sioux, Nam Dakota. Casper ở Wyoming128 đã tính phí $ 675’485 cho việc chơn lấp 1000 cánh tuabin gió. Hội đồng thành phố đã thơng qua phí chơn lấp 59 USD / tấn cho thiết bị tuabin gió. Chi phí xử lý hiện là từ $ 400 đến $ 800 mỗi tấn cho các cánh quạt.
125 Wind Turbine Blade Recycling- Preliminary Assessment - EPRI
126 https://backend.orbit.dtu.dk/ws/files/128071350/Wind_Turbine_Blades.pdf
127 https://markets.businessinsider.com/news/stocks/global-fiberglass-solutions-becomes-the-first-us-based- company-to-commercially-recycle-wind-turbine-blades-into-viable-products-1027906087
143 Phát triển các giải pháp cuối vòng đời cho điện mặt trời và điện gió tại Việt Nam
v.Cơ hội và thách thức
Một thách thức lớn đang tồn tại là việc thiếu chính sách129 ở Hoa Kỳ liên quan đến việc xem xét cuối vòng đời của sản phẩm sử dụng đối với cánh tuabin, góp phần hơn nữa vào hiện trạng của việc lưu trữ hoặc xử lý chúng như chất thải rắn tại các bãi chôn lấp. Hiện nay, việc thải bỏ cánh tuabin gió ở bãi rác ở Mỹ ít tốn kém hơn so với việc vận chuyển đường dài và tái chế hiệu quả. Việc thiếu áp lực điều tiết này đảm bảo sự tắc nghẽn trong việc phát triển các lựa chọn khác cuối đời dự án-EoL cho các cánh tuabin gió thải bỏ.
Các bang của Mỹ có thể xem xét các cơ chế chính sách để thúc đẩy thị trường phát triển các giải pháp thay thế, chẳng hạn như tăng cường trách nhiệm của người sản xuất. Các tiểu bang có thể hỗ trợ xây dựng cơ sở hạ tầng tái chế trong khu vực - đặc biệt là ở các tiểu bang có nhiều năng lượng gió như Texas hoặc Iowa - để giải quyết giai đoạn cuối đời của các cánh tuabin gió130.
Phụ lục 7.2 Đức
i.Cơng suất hiện tại và dự kiến
Cơng suất hiện thời tích kũy60,8 GW cuối năm 2019
Công suất dự kiến96 GW cuối năm 2030131
ii.Chất thải hiện tại và dự kiến phát sinh cuối vịng đời dự án điện gió
Theo một nghiên cứu của UBA132 ước tính từ năm 2021 thi tuổi thọ trung bình của các tuabin là 20 năm, lượng bê tông phát sinh tạo ra lên đến 5,5 triệu tấn mỗi năm và thép gần một triệu tấn mỗi năm, ngồi ra cịn có đồng và nhơm. Nghiên cứu nhấn mạnh rằng cơ sở hạ tầng tái chế hiện có ở Đức được trang bị để xử lý lượng chất thải này nhưng chỉ ra sự không chắc chắn đối với việc tái chế các cánh quạt, theo đó dự báo cho thấy số lượng đáng kể bắt đầu từ năm 2024 lên đến khoảng 70.000 tấn mỗi năm.
Nghiên cứu của UBA cũng xem xét dự báo chi phí xử lý /ngừng hoạt động đối với tuabin gió ở Đức sẽ ở mức khoảng 100 triệu euro cho đến năm 2031 và sau đó tăng nhanh lên đến 450 triệu euro vào năm 2038. Điều này có thể được giải thích là do số lượng ngày càng tăng của tuabin gió hiện đại với chiều cao cao hơn sẽ ngừng hoạt động từ năm 2030 đến năm 2040.
iii.Tóm tắt chính sách quốc gia về quản lý Tháo dỡ:
129 https://blog.ucsusa.org/james-gignac/wind-turbine-blades-recycling
130 Recycling wind turbine blades in US- Article
131 Wind Power Europe-Forecast 2030
144 Phát triển các giải pháp cuối vòng đời cho điện mặt trời và điện gió tại Việt Nam Việc ngừng vận hành các tuabin gió được quy định bởi Luật Nguồn Năng lượng Tái tạo, năm 2017. Một số điều khoản cũng được đưa ra trong Bộ luật Xây dựng.
Việc tháo dỡ các tuabin gió ở Đức phải tuân theo chế độ luật xây dựng và ở một mức độ lớn, luật kiểm sốt (nồng độ các chất ơ nhiễm và các chất trong môi trường ở một nơi cụ thể và tại một thời điểm cụ thể).
Khung pháp lý cho quản lý tài nguyên:
Kim loại: Đức tuân theo Chỉ thị Khung về Chất thải của EU (2008/98/EC) về xử lý kim loại (Umwelt Bundesamt, 2014). Điều này được thay đổi trong Pháp lệnh Chất thải Thương mại, 2002.
Vật liệu tổng hợp composite: Lệnh cấm chôn lấp trực tiếp chất thải có tổng hàm lượng hữu cơ (TOC) cao hơn 3% có hiệu lực vào năm 2009. Vì các cánh quạt chứa một phần hữu cơ do nhựa kết dính các sợi thủy tinh với nhau, nên chúng khơng thể được chôn lấp.
Đất hiếm: Theo Chỉ thị Khung về Chất thải của EU (2008/98 / EC), các nguyên tố đất hiếm được liệt kê là không nguy hiểm. Cho đến nay, khơng có luật pháp quốc gia hoặc châu Âu cụ thể nào liên quan đến đất hiếm.
Dầu: Việc quản lý dầu thải được quy định bởi pháp lệnh về Dầu thải ngày 01.05.2002 và Điều 19 của Đạo luật Nước Liên bang.
Phục hồi địa điểm: Đoạn 35 (5) của Bộ luật xây dựng có quy định như sau: “Đơn vị vận hành phải đưa ra tun bố cam kết tháo dỡ cơng trình lắp đặt và dỡ bỏ tất cả các lớp đất bịt kín khi từ bỏ vĩnh viễn địa điểm”. Ủy ban Liên bang về Bảo vệ Đất đã qui định.
iv.Công nghệ tái chế và danh sách các nhà cung cấp công nghệ
Cơ quan Môi trường Đức (UBA) đã tiến hành đánh giá133 sâu về lượng chất thải, khía cạnh tài chính và kỹ thuật tháo dỡ hiện đại đối với tuabin gió khi kết thúc vịng đời dự án.
Hiện tại, quy mô công nghiệp duy nhất tái chế vật liệu cánh tuabine được thực hiện bởi Zagons Logistik ở Melbeck, Đức. Họ sử dụng phương pháp tái chế cơ học và sản xuất một loại vật liệu có thể hoạt động tốt như một chất độn trong sản xuất xi măng. Vật liệu này sau đó được gửi đến nhà máy xi măng Holcim AG /Geocycle ở Lägerdorf để tiếp tục chế biến thành sản phẩm đầy đủ chức năng. Trong năm 2012, công ty đã tái chế khoảng 400-500 tấn nguyên liệu mỗi tháng, tức là 5000 - 6000 tấn mỗi năm134. Nhà máy Melbeck có tổng cơng suất hiện tại là 30.000 tấn/năm. Chi phí khoảng 150 EUR/tấn (phí tại cổng).
Neocomp là một công ty quản lý chất thải có trụ sở tại Bremen chuyên cắt nhỏ và chuyển đổi các cánh tuabin gió làm bằng nhựa gia cố sợi thủy tinh thành nhiên liệu thay thế chất lượng cao hoặc sợi tái chế có thể phát điện cho các nhà máy xi măng sử dụng nhiều năng lượng
v.Cơ hội và thách thức
Bộ luật Xây dựng của Liên bang Đức bắt buộc các nhà sản xuất điện cung cấp tín chỉ tài chính để khơi phục lại tình trạng ban đầu của khu vực đã xây dựng. Tuy nhiên, khơng có
133 UBA Study on dismantling old wind power installations (In German)
145 Phát triển các giải pháp cuối vòng đời cho điện mặt trời và điện gió tại Việt Nam hướng dẫn chung nào cho đến nay về q trình tháo dỡ. Hơn nữa, khơng có mục tiêu cụ thể nào theo luật chất thải đối với chất thải tạo ra trong quá trình tháo dỡ các tuabin gió hoặc các tuyến đường thải bỏ các vật liệu riêng lẻ xác định.
Phụ lục 7.3 Đan Mạch
i.Công suất hiện tại và dự kiến
Công suất hiện thời tích kũy6.1 GW cuối năm 2019
Cơng suất dự kiến9.3 GW cuối năm 2030135
ii.Chất thải hiện tại và dự kiến phát sinh cuối vòng đời dự án
Cơng suất lắp đặt điện gió trên bờ ở Đan Mạch đã bão hịa và cơng suất lắp đặt được dự báo sẽ tăng sau năm 2045. Mặt khác, công suất lắp đặt ngoài khơi sẽ tăng cao cho đến năm 2030, tương ứng với 210 MW/năm. Tuy nhiên, sau năm 2030, công suất khai thác xa bờ theo sát dự báo gần bằng trên bờ. Do sự gia tăng của cơng suất ngồi khơi, người ta quan sát thấy rằng trong những năm 2040 đến 2045, vật liệu phế thải từ các tuabin gió ngồi khơi sẽ vượt quá vật liệu từ trên bờ và sẽ đạt gần 4500 tấn. Vật liệu cánh tuabin thải trên bờ có sẵn trong những năm qua dường như có những biến động đáng kể, theo tốc độ phát triển thay đổi của ngành công nghiệp này với độ trễ về thời gian của vịng đời hoạt động của trang trại điện gió
iii. Tóm tắt chính sách quốc gia về quản lý Tháo dỡ:
Chính quyền thành phố đặt ra các điều kiện cho việc tháo dỡ ngay khi cấp phép ban đầu cho xây dừng và vận hành. Các công việc tháo dỡ phải bắt đầu chậm nhất sau 1 năm kể từ khi trang trại điện gió ngừng hoạt động.
Khung pháp lý về quản lý tài nguyên:
Cụ thể: Điều 2 (2) của Đạo luật Bảo vệ Môi trường, năm 2016 quy định rằng các thành phố phải áp dụng các quy định về phân loại chất thải xây dựng và xây dựng, phân bổ chất thải xây dựng và phá dỡ và thông báo số lượng của chúng.
Dầu: Đan Mạch tuân theo Chỉ thị Khung về Chất thải của EU (2008/98/EC) về xử lý dầu thải thông qua các điều khoản trong pháp lệnh về Chất thải. Dầu thải chủ yếu được xử lý bằng cách tái sinh và /hoặc đốt có thu hồi năng lượng.
Phục hồi địa điểm: Yêu cầu phổ biến là dỡ bỏ tất cả các thiết bị, bao gồm cả nền, sâu tới 1m dưới bề mặt và cải tạo lại khu vực.
iv.Công nghệ tái chế và danh sách các nhà cung cấp công nghệ
Miljøskỉrm là một cơng ty khởi nghiệp của Đan Mạch tái chế các cánh tuabin gió (thủy tinh sợi) và phát triển vật liệu có thể được sử dụng làm rào cản tiếng ồn. Công ty khởi nghiệp sử dụng một kỹ thuật tách mới là nghiền các cánh tuabin gió thành các mảnh nhỏ 1-2 cm và sau
146 Phát triển các giải pháp cuối vòng đời cho điện mặt trời và điện gió tại Việt Nam đó bọc chúng trong hộp nhựa tái chế để tạo thành rào cản tiếng ồn. Họ dự kiến sẽ xử lý 50- 100 tấn nguyên liệu (3-6 cánh) trong năm nay. Họ đã bán vật liệu làm vật chắn tiếng ồn với giá 100 euro mỗi m2. Cơng ty ước tính rằng 12.000 tấn nguyên liệu sợi thủy tinh bị loại bỏ hàng năm ở Đan Mạch, phần lớn trong số đó có nguồn gốc từ các tuabin gió..
Refiber là một cơng ty khác có trụ sở tại Đan Mạch đã phát triển công nghệ được cấp bằng sáng chế để chuyển đổi chất thải sợi thủy tinh từ cánh tuabin gió thành vật liệu cách nhiệt