Material Bauteile. Material. Aufbereitung. Problematik Materialfraktionen Demontage der Turmsegmente und

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1 Rückbau & Materialverwertung von WEA Tragstruktur, Getriebe Gründungselement Elektronikbauteile Material Material Material Material Gußeisen, Bauteile Stähle, Öle Stahl, Gusseisen, Baustahl, Kupfer, Aluminium, Stahl, Grout, Netzanbindung, Stahlbeton Steuer- / Seltene Erden, Schleuderbeton, Aluminium Regelungseinheiten Hybridbauweisen Demontage Aufbereitung Aufbereitung Abbruch Zerlegung Problematik in Zerlegung Demontage in Metallfraktionen Werkstoffvielfalt, Materialfraktionen Demontage der Turmsegmente und Aufbereitung oder Vielzahl von Fügestellen, Schadstoffgehalte oder Zerkleinerung vor Ort Zerlegung Aufarbeitung in Aufbereitung mobilen der oder Aufarbeitung der Entsorgung stationären Verschleißteile Verschleißteile Zerlegung, Zerkleinerung und Separierung Aufbereitungsanlagen Verwertung als Entsorgung in Materialfraktionen Entsorgung Sekundärrohstoffe durch Entsorgung Verwertung Entsorgung als Verwertung als Stahl- und Baustoffindustrie Verwertung Sekundärrohstoffe als Sekundärrohstoffe Kunststoffe: Sekundär-Rohstoffe oder oder Stoffliche & energetische Wiederverwendung Verwertung nach Wiederverwendung nach Aufarbeitung Aufarbeitung Metalle: Stoffliche Verwertung der Einzelfraktionen Etablierte Route Nicht-etablierte Route Generator Turm Rückbau & Materialverwertung von WEA Tragstruktur, Getriebe Gründungselement Elektronikbauteile Material Material Material Material Gußeisen, Bauteile Stähle, Öle Rotorblatt Stahl, / Gondel Gusseisen, Baustahl, Kupfer, Aluminium, Stahl, Grout, Netzanbindung, Stahlbeton Steuer- / Seltene Erden, Schleuderbeton, Aluminium Regelungseinheiten Hybridbauweisen Demontage Aufbereitung Material Aufbereitung Abbruch Zerlegung Problematik in GFK, CFK (Metalle, Zerlegung PVC, Holz, Demontage in PUR) Metallfraktionen Werkstoffvielfalt, Materialfraktionen Demontage der Turmsegmente und Aufbereitung oder Vielzahl von Fügestellen, Schadstoffgehalte oder Zerkleinerung vor Ort Zerlegung Aufarbeitung in Aufbereitung mobilen der oder Aufbereitung Aufarbeitung der Entsorgung stationären Verschleißteile Verschleißteile Zerlegung, Zerkleinerung Vorzerkleinerung und Separierung Aufbereitungsanlagen Verwertung als Entsorgung in Materialfraktionen Shreddern Entsorgung Sekundärrohstoffe durch Entsorgung Verwertung Entsorgung als Verwertung als Stahl- und Baustoffindustrie Verwertung Sekundärrohstoffe als Sekundärrohstoffe Kunststoffe: Sekundär-Rohstoffe oder oder Stoffliche & energetische Wiederverwendung Verwertung nach Entsorgung Wiederverwendung nach Aufarbeitung Aufarbeitung Metalle: Stoffl. und Energet. Verwertung oder Stoffliche Verwertung thermische der Beseitigung Einzelfraktionen Etablierte Route Nicht-etablierte Route Generator Turm

2 Entsorgungssystem: Potenziale für Verwertungsmassen Material Anteil [Massen- %] Masse pro Anlage bei Nennleistung < 1 MW [Mg] Abfallpotenzial für 2015 [Mg/a] Beton ca Stahl, Gusseisen ca Verbundwerkstoffe 2-3 ca. 9, Elektrokomponenten < 1 keine Angaben keine Angaben Kupfer < 1 ca. 1,4 460 Aluminium < 1 ca. 0,2 70 PVC < 1 ca. 0,4 130 Betriebsflüssigkeiten < 1 ca. 0,2 60 Verwertungsquoten: Belastung für die Entsorgungssysteme Hohe Gesamt-Verwertungsquoten bei WEA: i.d.r. über 80 % à derzeit i.d.r. keine Kapazitätsprobleme für Entsorgungssysteme Frage: wie hoch war die Wiederverwendung? Quelle: Kreislaufwirtschaft Bau (2015)

3 Vorbereitung zur Wiederverwendung Produkt (Nicht-Abfall) Vermeidung Abfall Vorbereitung zur Wiederverwendung Beseitigung Quelle: European Commission (2015) Wie viele Anlagen gehen in die Wiederverwendung? Welche Änderungen müssen zukünftig berücksichtigt werden? Einfluss Repowering in Deutschland Quelle: Ender und Neddermann (2015)

4 Einfluss Repowering in Deutschland Einflussfaktoren auf Repowering und Wiederverwendungsoptionen: Vergütung Alter Genehmigungssituation Windparkstandort und Windzone Leistungsklasse und Anlagentechnologie Hersteller und Typ Zustand der Anlage Anlagenstandardisierung und -dokumentation Marktwert Situation am neuen (ausländischen) Standort Das EEG 2012 beschleunigte den Abbau, insbesondere durch das Repowering, aber kein Repowering-Bonus mehr im EEG 2014 Laufzeitende: Anfallende WEA Das Laufzeitende (20 Jahre) von Onshore-WEA in Deutschland nach Klassen Quelle: verändert nach Wada (2016)

5 Vorbereitung zur Wiederverwendung: Schlussfolgerung 2 Produkt (Nicht-Abfall) Vermeidung Abfall Vorbereitung zur Wiederverwendung Beseitigung Quelle: European Commission (2015) Repowering forciert den Abbau der Anlagen ( Jahre Lebenszeit) Im Moment werden bis zu 90 % der Anlagen < 1 MW wiederverwendet (Second Life) Für Anlagen > 1 MW: Wird es auch einen Markt für Second Life geben? Produkt (Nicht-Abfall) Vermeidung Abfall Vorbereitung zur Wiederverwendung Beseitigung Quelle: European Commission (2015) Welche Materialströme werden in den nächsten Jahren erwartet? Welche Technologien gibt es für das von problematischen Materialien wie GFK?

6 Prognose Materialmassen zur Verwertung Quelle: Wessels (2011), Böhm (2012) Abfallmassenströme zur Verwertung bei Repowering nach 10 bis 15 Jahren Lebensdauer Szenario: Wiederverwendung (und Zwischenlagerung) bis zu 90% (realistisch für die nächsten Jahre?) 26/50 von GFK-Material (1) Quelle: Geocycle (2015)

7 von GFK-Material (2) Quelle: Geocycle (2015) von GFK-Material (3) Quelle: AUT (2015) Diabolo Querstromzerspaner Quelle: Geocycle (2015) Zementwerk Lägerdorf Zerkleinerte Rotorblätter Quelle: Geocycle (2015)

8 Material von GFK-Material Rotorblattmaterial Quelle: Holcim, verändert Graß (2014) Quelle: Geocycle (2015) Zementklinker Kreide Projektverbund ForCycle Rohstoffwende Bayern Projektverbund: ReKomp Projektziel Entwicklung von Technologien und Methoden zum von Fasern und Partikeln aus komplexen Kompositbauteilen aus Kunststoff als Matrix Materialspezifischen Demontage Wasserstrahlschneiden Materialtrennung Energetische Demontage

9 : Schlussfolgerung 3 Produkt (Nicht-Abfall) Vermeidung Abfall Vorbereitung zur Wiederverwendung Beseitigung Quelle: European Commission (2015) Materialmassen bisher nicht ausreichend genau quantifizierbar Signifikanter Anstieg der Materialmengen in den nächsten Jahren Der Geocycle process bzw. ähnliche Verfahren sind Kombinationen aus und energetischer Verwertung Geeignete Verfahren zur Vorzerkleinerung sind essenziell für bisherige -Optionen Produkt (Nicht-Abfall) Vermeidung Abfall Vorbereitung zur Wiederverwendung Beseitigung Quelle: European Commission (2015) Welche Technologien gibt es?

10 Energetische Verwertung (und thermische Beseitigung): Verbrennung in einer Müllverbrennungsanlage Nur zerkleinerte Rotorblätter in angemessenen geringen Mengen Energetische Verwertung nach dem KrWG 2012 ab: H U : >11 MJ/kg R1: > 0,65 Schema MHKW Bremen Quelle: (2016) : Schlussfolgerung 4 Produkt (Nicht-Abfall) Vermeidung Abfall Vorbereitung zur Wiederverwendung Beseitigung Quelle: European Commission (2015) Option für kleine Mengen GFK: Verbrennung zusammen mit Hausmüll Entsorgung von GFK in Form von Deponierung ist in Deutschland nicht erlaubt: Organischer Anteil darf nicht mehr als 5 % ausmachen.

11 Fazit (I) Die Materialeffizienz ist nur grob abschätzbar Momentan liegt die Rückbauverantwortlichkeit beim Genehmigungsinhaber Ziele, Aufgaben, Verantwortlichkeiten nicht einheitlich und klar: wer? was? wie? Abfallströme und Behandlungstechnologien und -kapazitäten unterliegen verschiedenen Mechanismen, z. B. durch Repowering Gesetzesänderungen in Abfallrecht und Energierecht (KrWG & EEG) Internationale Second-Life Market Mechanismen aber, insgesamt sind steigende Materialströme zum Ende des Jahrzehnts onshore und etwa ab (bei Repowering: 2030) 2040 offshore zu erwarten Fazit (II) Die rückzubauenden und zu verwertenden Massen sind erheblich, werden aber mit Hilfe neuer Technologien das Entsorgungssystem wohl nicht überlasten Second-Life -Strategien und Märkte sind momentan schwer abschätzbar, aber möglicherweise insgesamt rückläufig Insgesamt sind keine systematisierten, akteursübergreifenden Ansätze zur Steigerung der Materialeffizienz und zum Umgang mit den Anlagen am End-of-Life erkennbar à Die Windenergieanlagen sind (noch) nicht komplett grün à Die Sicherstellung von Wiederverwendung und ist eine Aufgabe

12 Danke für Ihre Aufmerksamkeit Kontakt: Prof. Dr.-Ing. Henning Albers Tel.: Fax: Arbeitskreis Stoff- und Energieströme Bremen - Oldenburg Literatur (I) AUT (2015): Firmenbroschüre (Abruf: ) BMWI (2015) Offshore-Windenergie, Ein Überblick über die Aktivitäten in Deutschland ( (Abruf: ) Böhm, A. (2012): Massenströme bei Rotorblättern von Windkraftanlagen: Entwicklung von Szenarien und Implementierung in ein Prognosetool, Masterthesis, Hochschule Bremen, Masterstudiengang Umwelttechnik, Bremen Ender, C. und Neddermann, B. (2015) Wind Energy Use in Germany, status In: Ender, C., Neddermann, B., and Neumann, T. : UL International GmbH Wilhelmshaven, DEWI-Magazin 47, S European Commission (2015) Directive 2008/98/EC on waste (Waste Framework Directive) (Abruf: ) fk-wind (ohne Jahr): Datenbank, Hochschule Bremerhaven, Institut für Windenergie, Bremerhaven Fraunhofer IWES (2015) Wind energy report germany 2014, Fraunhofer Institute for Wind Energy and Energy System Technology (IWES Kassel, Bremerhaven) (Abruf: ) Geocycle (2015): Pictures provided to the authors by Geocycle, Hamburg

13 Literatur (II) Graß, B. (2012): Wärmebilanzen als Mittel zur gezielten Optimierung für Ofensysteme von Zementherstellungsprozessen am Beispiel des Zementwerks der Holcim (Deutschland) AG in Lägerdorf, Masterthesis, Hochschule Bremen, Masterstudiengang Umwelttechnik, Bremen Kreislaufwirtschaft Bau (2015): Bauwirtschaft: Über 90 % der mineralischen Bauabfälle umweltverträglich verwertet, 10. Februar 2015, (Abruf: ) Steger, S. et al. (2011): Materialbestand und Materialflüsse in Infrastrukturen Meilensteinbericht des Arbeitspakets 2.3 des Projekts Materialeffizienz und Ressourcenschonung (MaRess) Wuppertal-Institut für Klima, Umwelt, Energie GmbH swb-entsorgung (2015) Funktionsschema MHKW, (Abruf: ) Wada, A. (2016): Laufzeitende von Onshore-Windparks: Analyse von Repowering und Laufzeitverlängerung anhand eines Fallbeispiels, Bachelorthesis, Hochschule Bremen, Studiengang Umwelttechnik B.Sc., Bremen Wessels, D. (2011): von Rotorblättern Potenziale und technische Möglichkeiten, Masterthesis, Hochschule Bremen, Masterstudiengang Umwelttechnik, Bremen