End-of-life treatment of the currently active wind turbines in Finland

Abstract

The amount of wind turbines in Finland has grown significantly in the 21st century with the active population being around 1660 wind turbines. Wind turbines are very large devices, with material utilization measured in tonnes. However, this means that the end-of-life material waste is also measured in tonnes. Although a large portion of wind turbines is easily recyclable, the reprocessing of the wind turbine blades can pose a problem, as the recycling of composite materials is still being researched. This thesis seeks to compare the amount of end-of-life waste born annually by the current wind turbine population with the current material processing capacity and find out if any problems will emerge in the future. This is carried out by reviewing the data provided by Renewables Finland, ELY-center, and Statistics Finland and comparing them with the material processing capacities reported by the waste management companies. The calculation of annual material waste volumes is based on a previous study by Liu and Barlow (2017) and the material breakdown sheets provided by Vestas. It was found that problems will arise in 2042 with more than double the amount of composite waste being generated when compared to the current annual processing capacity. However, this problem could be mitigated by lifetime extension or by creating new products that utilize wind turbines blades.

Tuulivoimaloiden määrä on kasvanut reilusti 2000-luvulla, minkä myötä Suomessa on nykyään 1660 tuulivoimalaa. Tuulivoimalat ovat suuria laitteita, joissa pääsääntöisesti käytetään terästä, betonia, elektroniikkaa sekä komposiitteja. Tuulivoimalan materiaalin käyttöä ja vastaavasti elinkaaren lopussa syntyvän materiaalijätteen määrää mitataan tonneissa. Ongelmia voi syntyä materiaalijätteen kierrättämisessä, sillä voimaloiden lavoissa käytetyn komposiittimateriaalien kierrätys on vasta aluillaan. Diplomityön tarkoitus oli selvittää, mitä ongelmia nykyisten tuulivoimaloiden uudelleen prosessoinnissa voi syntyä tulevaisuudessa. Tutkimus suoritettiin selvittämällä, kuinka paljon materiaalijätettä syntyy vuositasolla Suomen nykyisestä tuulivoimalakannasta ja vertailemalla tätä nykyiseen vuosittaiseen jätteenkäsittelykapasiteettiin. Tieto nykyisestä tuulivoimalakannasta saatiin Suomen Uusiutuvat -yhdistyksen raportoinnista. Data Suomessa olevasta materiaalin jätteenkäsittelykapasiteetista kerättiin Tilastokeskuksen ja ELY-keskuksen raporteista sekä haastattelemalla alalla toimivia yrityksiä. Syntyvän komposiittijätteen määrä määriteltiin laskennallisesti Liu & Barlow (2017) tutkimuksen perusteella. Muiden materiaalien jätemäärä laskettiin Vestasin materiaalinkäytön raportteihin pohjaten. Tutkimustuloksena havaittiin, että ongelmia syntyy vuonna 2042, kun komposiittijätteen määrä kasvaa yli kaksinkertaiseksi verrattuna jätteenkäsittelykapasiteettiin. Vuoden 2042 jätemäärää voidaan porrastaa pidentämällä tuulivoimaloiden elinikää tai kehittämällä uusia uudelleenkäyttöratkaisuja tuulivoimaloiden lavoille.