Que deviennent les pales d'éoliennes à la fin de leur cycle de vie ?

Perchées au sommet de tours de plusieurs centaines de pieds de haut, surplombant des plaines herbeuses ou des mers venteuses, des lames blanches élégantes tracent des cercles lents et puissants dans les airs. Le cycle de vie des pales d’éoliennes, d’une durée d’environ 25 ans, peut-il être aussi circulaire que les élégants arcs qu’elles sculptent dans le ciel ?

Cet article suivra la pale de l’éolienne du « berceau à la tombe », puis explorera des solutions pour un cycle de vie plus responsable et durable. Pour en savoir plus sur le cycle de vie actuel et une solution plus durable pour les éléments de terres rares dans les générateurs d’éoliennes, lisez Comment les éoliennes sont-elles fabriquées?

Une éolienne comprend une fondation, une tour, un câblage électrique, une nacelle entre les pales et les pales elles-mêmes. Les matières premières utilisées dans les fondations et les tours (acier et béton) et le câblage (cuivre et aluminium) sont relativement peu coûteuses, et l’industrie éolienne utilise une petite fraction de la demande mondiale pour ces matériaux.

Les pales d’éoliennes sont une autre histoire. Les pales sont principalement faites de fibre de carbone, de fibre de verre et de bois de balsa et l’industrie éolienne génère une part importante de la demande mondiale pour ces matériaux: 10% de la demande mondiale de fibre de verre et 24% de fibre de carbone proviennent d’éoliennes. Alors que la fibre de carbone et la fibre de verre d’aujourd’hui nécessitent beaucoup d’énergie à produire et sont difficiles à recycler, l’incorporation de plus de biomatériaux dans leurs composites et le développement de nouvelles technologies de recyclage peuvent réduire leur empreinte. De plus, heureusement, les fibres et les époxydes nécessaires à la fabrication de ces matériaux synthétiques solides sont largement disponibles.

L’offre de bois de balsa, en revanche, est fortement concentrée en Équateur et au Pérou. La forte demande de bois de balsa dans les lames pour un support structurel léger a lié la demande de l’industrie éolienne à l’augmentation de l’exploitation forestière amazonienne et de la culture de la plantation de balsa. En 2020, la demande de bois de balsa a dépassé l’offre. Les exportations légales et illégales de balsa ont transformé les paysages forestiers près des communautés autochtones avec une consultation ou un consentement limité des communautés touchées.

Pour s’assurer que l’industrie éolienne respecte la justice environnementale et gère ses matières premières, de nombreuses entreprises remplacent le balsa par d’autres matériaux. Par exemple, LM Wind Power a minimisé le balsa dans ses pales, en remplaçant par du plastique synthétique PET et des mousses de PVC. De plus, INCA Renewtech a inventé BioBalsa, un matériau de lame durable en cellulose de chanvre. La firme de recherche énergétique Wood Mackenzie estime que le nombre de pales utilisant le PET comme matériau de base au lieu du balsa passera de 20 % en 2018 à 55 % en 2023.

Oui! La bonne nouvelle est que l’acier, le fer, l’aluminium, le cuivre, le béton et les composants électroniques des fondations, des tours et du câblage des éoliennes peuvent être entièrement recyclés. Le recyclage des lames est un défi plus grand, mais un défi important à surmonter.

En 2021, aux États-Unis, 8 000 pales, d’une moyenne d’environ 200 pieds chacune, ont été retirées. D’ici 2050, le monde pourrait tirer 15 à 18% de son énergie du vent, mais pourrait également avoir 43 millions de tonnes métriques de pales retirées à traiter. Bien que la mise en décharge des pales ne constitue pas une menace de contamination du sol ou des eaux souterraines et ne représente qu’une infime fraction des flux mondiaux de déchets solides, le cycle de vie des éoliennes serait plus circulaire s’il y avait plus d’options pour réutiliser ou recycler les pales.

Les matériaux composites comme la fibre de verre et la fibre de carbone sont difficiles à décomposer, précisément parce qu’il s’agit de mélanges composites finement mélangés de différents matériaux qui doivent être séparés pour être recyclés. Ces composites rendent les lames robustes et durables, résistant à l’usure pendant des décennies.

Alors qu’aujourd’hui, de nombreuses pales d’éoliennes à la retraite finissent dans les sites d’enfouissement, des entreprises innovantes ont développé des technologies de réutilisation et de recyclage pour aider à éviter ce sort. Veolia, en partenariat avec GE, peut déchiqueter les lames de fibre de verre et les transformer en ciment. Carbon Rivers peut transformer les lames de fibre de verre en textiles et autres matériaux synthétiques, tandis que Global Fiberglass Solutions transforme la fibre de verre recyclée en traverses de chemin de fer et en granulés de plastique. Vestas et un réseau de partenaires ont développé le plan CETEC (Circular Economy for Thermosets Epoxy Composites), qui dans les trois prochaines années sera en mesure de séparer les fibres de lame de l’époxy et d’utiliser l’époxy dans de nouvelles lames.

Les entreprises ont également commencé à développer de nouvelles technologies de lames plus recyclables qui continuent de garantir la résistance tout en facilitant le traitement en fin de vie. Par exemple, Siemens Gamesa a installé la toute première pale d’éolienne recyclable dans un parc éolien offshore en Allemagne en juillet 2022. Il utilise un nouveau type de résine époxy de lame. Lorsque la lame est immergée dans un fluide acide à haute température, la résine se dissout et les composants se séparent, devenant recyclables. L’entreprise vise à rendre toutes ses lames entièrement recyclables d’ici 2030.

Tous les acteurs de l’énergie éolienne, y compris les États, le gouvernement fédéral, les entreprises, les fournisseurs et les consommateurs, peuvent alimenter le développement responsable et durable d’une industrie de l’énergie éolienne circulaire. Voici quelques stratégies :

Lorsque nous pensons aux éoliennes, nous visualisons de grands cercles haut dans le ciel. Le cycle de vie des pales d’éoliennes peut être tout aussi circulaire. Les engagements des gouvernements, de l’industrie et des consommateurs nous orientent vers des chaînes d’approvisionnement et une gestion de la fin de vie encore plus responsables et durables.

Comment fabrique-t-on les éoliennes? Que se passe-t-il lorsque les éoliennes atteignent la fin de leur durée de vie? Que faudra-t-il pour s’assurer que ces pales colossales et majestueuses ne finissent pas dans les sites d’enfouissement? D’où viennent leurs matières premières et, lorsqu’ils prendront leur retraite, pourrons-nous transformer ces matériaux en d’autres produits utiles ou en lames recyclées? Comment pouvons-nous progresser vers une chaîne d’approvisionnement en énergie éolienne durable et responsable et nous assurer que tous les matériaux bouclent la boucle? Cliquez sur les liens ci-dessous pour obtenir des réponses :

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Publié dans: Énergie

Étiquettes: Recyclage des technologies d’énergie propre, énergie renouvelable, cycle de vie des énergies renouvelables, énergie éolienne, énergie éolienne, éoliennes

À propos de l’auteur

Charlie Hoffs a été boursier Schneider d’été UCS 2022 à Cambridge, dans le Massachusetts. Elle a obtenu son baccalauréat en génie chimique de l’Université de Stanford en 2022 et poursuit actuellement une maîtrise en santé communautaire et en recherche sur la prévention à Stanford. En avril 2020, elle a cofondé et continue de codiriger unBox, une organisation dirigée par des jeunes qui s’efforce d’unir et de responsabiliser les jeunes pour lutter contre l’insécurité alimentaire aux États-Unis.

Rachel Cleetus Directrice des politiques

Responsable analytique de la campagne énergétique John Rogers

Maria Chavez Analyste énergétique