پایان عمر توربین‌های بادی؛ تهدیدی برای محیط زیست آمریکا
در دهه‌های اخیر، انرژی بادی به عنوان یکی از گزینه‌های پاک و پایدار برای تولید انرژی در آمریکا شناخته شده است. اما امروز، بسیاری از این توربین‌ها به پایان عمر عملیاتی خود نزدیک شده‌اند و چالش‌های جدی محیط‌زیستی و اقتصادی را پیش روی خود گذاشته‌اند.
در دهه‌های اخیر، افزایش نگرانی‌های محیط‌زیستی و تاثیرات تغییرات اقلیمی، استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر مانند باد را به یک اولویت جهانی تبدیل کرده است. آمریکا از پیشگامان بهره‌برداری از انرژی بادی بوده و تاکنون بیش از 74,695 توربین بادی را در 45 ایالت نصب کرده است که از سال 1980 آغاز شده‌اند. این توربین‌ها، در کنار نقش قابل توجه در کاهش وابستگی به سوخت‌های فسیلی و کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای، به بخش مهمی از راهکارهای تامین انرژی پاک در این کشور تبدیل شده‌اند.
با این حال، بسیاری از این توربین‌ها اکنون به پایان عمر عملیاتی خود نزدیک شده‌اند. این موضوع چالش‌هایی محیط‌زیستی و اقتصادی جدیدی را به وجود آورده است، از جمله مدیریت زباله‌های ناشی از اجزای قدیمی توربین‌ها، هزینه‌های بالای بازیافت و پیامدهای مخرب دفن زباله‌های غیربازیافتی. در این مقاله، با نگاهی دقیق‌تر به این مشکلات، پیامدهای آن‌ها و راهکارهای احتمالی پرداخته خواهد شد.
وضعیت فعلی زیرساخت‌های توربین‌های بادی در آمریکا
نسل اول و دوم توربین‌های بادی، با ظرفیت‌هایی میان 0.5 تا 1 مگاوات، اکنون در حال بازنشستگی هستند. این توربین‌ها طی چند دهه گذشته در سراسر آمریکا نصب شده‌اند و اکنون جای خود را به مدل‌های پیشرفته‌تر و بزرگ‌تر با ظرفیت‌هایی تا 3.5 مگاوات می‌دهند. روند جایگزینی این توربین‌ها به دو شکل اصلی انجام می‌شود:
بازنشستگی کامل توربین‌ها: این فرآیند شامل برچیدن یا بریدن سازه‌های فلزی توربین، حذف جزئی یا کامل فونداسیون و کابل‌های زیرزمینی، برداشتن تجهیزات سطح زمین و بازگرداندن زمین به حالت اولیه است.
نوسازی و به‌روزرسانی: در برخی موارد، توربین‌های قدیمی با تجهیزات جدیدتر نوسازی می‌شوند تا بهره‌وری انرژی افزایش یابد.
مشکل اصلی در بازنشستگی کامل توربین‌ها این است که اجزای مختلف آن‌ها قابلیت بازیافت یکسانی ندارند. برج‌ها و بسیاری از بخش‌های داخلی از فلز ساخته شده‌اند و به راحتی بازیافت می‌شوند. این بخش‌ها حدود 86 تا 94 درصد وزن کل توربین را تشکیل می‌دهند. اما اجزای دیگری مانند تیغه‌ها، که از مواد کامپوزیتی همچون فایبرگلاس ساخته شده‌اند و 6 تا 14 درصد وزن توربین را شامل می‌شوند، به سختی قابل بازیافت هستند و اغلب در محل‌های دفن زباله رها می‌شوند.
پیامدهای محیط‌زیستی و اقتصادی زباله‌های توربین بادی
مشکلات محیط‌زیستی
یکی از بزرگ‌ترین مشکلات مربوط به بازنشستگی توربین‌های بادی، دفن زباله‌های آن‌هاست. تیغه‌های بزرگ توربین‌ها، به دلیل ساختار پیچیده و استفاده از فایبرگلاس و رزین‌های ترکیبی، به سختی تجزیه‌پذیر هستند. بسیاری از این زباله‌ها در محل‌های دفن زباله در ایالت‌هایی مانند وایومینگ، آیووا و داکوتای جنوبی انباشته می‌شوند که به «قبرستان‌های توربین بادی» تبدیل شده‌اند. پیش‌بینی‌ها نشان می‌دهد که تا سال 2050، وزن کل زباله‌های توربین‌های بادی به 133 میلیون تن خواهد رسید.
همچنین، زباله‌های غیرقابل بازیافت مانند تیغه‌های توربین نه تنها فضای زیادی را اشغال می‌کنند، بلکه می‌توانند به مرور زمان به مشکلات دیگری نظیر آلودگی بصری و محیطی منجر شوند.
هزینه‌های اقتصادی
فرآیند بازنشستگی توربین‌ها بسیار هزینه‌بر است. هزینه از کار انداختن هر توربین، شامل برچیدن، حمل و نقل و بازیافت، بین 114,000 تا 195,000 دلار متغیر است. این هزینه‌ها معمولاً بر عهده صاحبان پروژه‌هاست و در صورت نبود حمایت مالی مناسب، می‌تواند مانعی جدی برای توسعه پروژه‌های جدید باشد.
راهکارهای موجود برای مدیریت زباله‌های توربین بادی
بازیافت اجزای توربین‌ها
با وجود دشواری‌های بازیافت، راهکارهای نوآورانه‌ای برای مدیریت زباله‌های توربین‌ها در حال توسعه است. شرکت‌هایی مانند Global Fiberglass Solutions روش‌هایی برای بازیافت فایبرگلاس به محصولات ساختمانی توسعه داده‌اند. این فرآیندها امکان استفاده مجدد از مواد کامپوزیتی را فراهم می‌کنند و می‌توانند هزینه‌ها و اثرات محیط‌زیستی را کاهش دهند.
همچنین، آزمایشگاه ملی انرژی‌های تجدیدپذیر آمریکا در حال کار بر روی توسعه تیغه‌هایی است که از مواد زیست‌پایه مانند قندهای استخراج‌شده از چوب و ضایعات کشاورزی ساخته می‌شوند. این تیغه‌ها قابلیت بازیافت بهتری دارند و می‌توانند جایگزین تیغه‌های سنتی شوند.
توسعه تیغه‌های قابل بازیافت
کنسرسیوم Zebra و شرکت زیمنس گیمسا پیشرفت‌هایی در تولید تیغه‌های کاملاً قابل بازیافت داشته‌اند. هرچند این تیغه‌ها هنوز گران‌تر از مدل‌های رایج هستند، اما در آینده می‌توانند نقش مهمی در کاهش زباله‌های توربین‌های بادی ایفا کنند.
قوانین و مقررات حمایتی
در حال حاضر، قوانین ایالتی و محلی در آمریکا مسئول مدیریت پایان عمر توربین‌ها هستند. برای مثال:
تگزاس: اپراتورها موظفند توربین‌های بازنشسته را در زمین‌های اجاره‌ای از کار بیاندازند.
کلرادو: پیشنهاد شده است که اعتبارات مالیاتی به حذف توربین‌های بازنشسته پیوند داده شود.
اما نبود یک چارچوب ملی جامع باعث شده که این فرآیندها در سراسر کشور ناهماهنگ باشد.
چالش‌ها و افق پیش‌رو
با وجود تلاش‌ها برای بهبود فرآیندهای بازیافت و توسعه مواد جدید، موانعی وجود دارد که باید برطرف شوند:
هزینه بالای توسعه و تولید تیغه‌های قابل بازیافت.
نبود بازار گسترده برای مواد بازیافتی از توربین‌ها.
عدم هماهنگی در سیاست‌گذاری‌ها و قوانین ایالتی.
صنعت انرژی بادی آمریکا باید به سمت ایجاد زیرساخت‌های بازیافت پیشرفته، سرمایه‌گذاری در تحقیقات و توسعه فناوری‌های جدید، و تنظیم قوانین ملی حرکت کند.
به نقل از فوربس، توربین‌های بادی به عنوان یکی از ستون‌های اصلی تامین انرژی پاک در آمریکا، نقشی حیاتی در کاهش تغییرات اقلیمی ایفا کرده‌اند. اما پایان عمر عملیاتی این سازه‌ها چالش‌هایی محیط‌زیستی و اقتصادی جدیدی ایجاد کرده است که نیازمند راهکارهای جامع و پایدار است.
برای تضمین آینده‌ای پایدارتر، باید تمرکز بیشتری بر توسعه تیغه‌های قابل بازیافت، بهبود روش‌های بازیافت و تنظیم مقررات ملی برای مدیریت بازنشستگی توربین‌ها صورت گیرد. تنها با این اقدامات است که می‌توان از انرژی بادی به عنوان یک منبع انرژی کاملاً پایدار بهره‌برداری کرد و اثرات منفی محیط‌زیستی را به حداقل رساند.
منبع: تجارت نیوز