Schlüsselwörter
(Deutsch)
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Rückbau Windenergieanlagen - Fundament - Ökobilanz
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Kurzbeschreibung
(Deutsch)
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In der Schweiz bestehen derzeit etwas über 30 Grosswindanlagen, wobei die Windenergie im Rahmen der Energie-strategie 2050 in den kommenden Jahren stark ausgebaut werden soll. Windkraftanlagen sind in der Regel für eine Nutzungsdauer von ungefähr 20 Jahren ausgelegt. Danach werden die Anlagen abgebaut und entsorgt. Dabei gibt es unterschiedliche An-sichten dazu, inwiefern das Fundament der Anlagen rückgebaut werden soll. Ziel dieses Projektes ist es, die Umweltauswirkungen verschiedener Rückbauvarianten anhand einer Ökobilanz aufzuzeigen.
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Schlussbericht
(Deutsch)
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In der Schweiz wird die Windkraftgewinnung im Rahmen der Energiestrategie 2050 ausgebaut. Werden Windkraftanlagen nach der Nutzung rückgebaut, fallen grosse Materialmengen zur Entsorgung an. Für das Fundament der Anlagen gibt es dabei verschiedene Rückbaumöglichkeiten: Es kann entweder am Standort belassen, teilweise rückgebaut oder gesamthaft entfernt werden. Während feststeht, dass der Rückbau des gesamten Fundaments mit hohen Kosten verbunden ist, wurden die ökologischen Auswirkungen der Rückbauvarianten bisher nicht untersucht. In der vorliegenden Studie werden deshalb die Umweltwirkungen des Rückbaus von Windkraftanlagen und im Speziellen von Anlagefundamenten anhand von Ökobilanzen beurteilt.
Bei der Ökobilanzierung des Rückbaus werden zwei verschiedene Perspektiven eingenommen. Im einen Fall werden nur die Umweltwirkungen miteinbezogen, welche sich auf die Rückbauarbeiten, auf die mit dem Rückbau verbundenen Transporte und auf die Aufwendungen für die Entsorgung und das Recycling der Materialien zurückführen lassen. Im anderen Fall werden zusätzlich Gutschriften für aus dem Recycling gewonnene Wertstoffe berechnet. Damit lässt sich berücksichtigen, dass die Rückführung von Materialien in den Stoffkreislauf zu einem schonenden Umgang mit den natürlichen Ressourcen beiträgt.
Über den gesamten Lebenszyklus einer Windkraftanlage betrachtet ist die Rückbau-Phase für 6-9% der Treibhausgasemissionen verantwortlich. Der Rückbau des Fundaments trägt maximal 3% zu den Treibhausgasemissionen der Windstromproduktion bei. Das Ökobilanzergebnis der einzelnen Rückbauvarianten hängt dabei stark von der Betrachtungsweise ab: Werden keine Gutschriften für wiederverwertbare Materialien bilanziert, so schneiden diejenigen Varianten am besten ab, bei denen das Fundament nicht oder nur teilweise entfernt wird. Wird hingegen mit Gutschriften gerechnet, ist das Ergebnis für diejenigen Varianten am besten, bei denen das Fundament gesamthaft entfernt und die Materialien wiederverwendet werden. Dabei ist insbesondere die Wiederverwertung von Stahl ökologisch sinnvoll, da durch das Recycling die energieintensive Roheisenherstellung vermieden werden kann.
Unabhängig von der Betrachtungsweise lässt sich festhalten, dass mit der Rückführung zurückgewonnener Materialien in den Stoffkreislauf insbesondere im Falle von Metallen ein Beitrag zur vorteilhaften Umweltbilanz von erneuerbarem Strom aus Windkraftanlagen geleistet wird.
Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften ZHAW, IUNR, Fachgruppe Ökobilanzierung
Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Eymann,Lea
Stucki,Matthias
Zugehörige Dokumente
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Schlussbericht
(Englisch)
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Wind energy production in Switzerland will be expanded as part of the 2050 energy strategy. When wind turbines are dismantled at the end of their life-span, large amounts of materials need to be disposed of. There are various decommissioning options for the foundation of such an installation: it can either be left on the site, partially dismantled or completely removed. While it is clear that dismantling the entire foundation is associated with high costs, the environmental impact of the different decommissioning options has yet to be investigated. Therefore, in this study, the environmental effects of dismantling wind turbines, and more specifically dismantling their foundations, is evaluated using life cycle assessment (LCA).
Two different perspectives are taken into consideration in the life cycle assessment of the decommissioning process. In the first perspective, only the environmental impact which can be attributed to the demolition work, the transport for the decommissioning, and the disposal and recycling of materials are taken into account. In the second perspective, additional credits for the recycling of valuable materials are also included in the calculation. In this way, the second scenario takes into consideration the fact that returning materials to the materials cycle contributes to the prudent use of natural resources.
Viewed over the entire life cycle of a wind turbine, the decommissioning phase is responsible for 6-9% of the greenhouse gas emissions. The dismantling of the foundation is responsible for a maximum of 3% of the greenhouse gas emissions of wind-powered electricity. The results of the LCA for each of the dismantling options are strongly dependant on the point of view taken: if no credit is given for recycling materials, the option where the foundation is not removed or only partially dismantled performed best. If, on the other hand, recycling credits are used in the calculation, the best result was given by for the option where the foundation is completely removed and the materials are reused. The recycling of steel in particular makes sense from an ecological point of view, since recycling does not require energy-intensive production of pig iron.
Regardless of the approach, it can be said that the returning of materials, in particular metals, to the materials cycle, contributes to the favourable environmental balance of wind power.
Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften ZHAW, IUNR, Fachgruppe Ökobilanzierung
Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Eymann,Lea
Stucki,Matthias
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Schlussbericht
(Französisch)
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En Suisse, le déploiement de la production électrique éolienne jouera un rôle important dans le cadre de la stratégie énergétique 2050. Lors du démantèlement d'éoliennes arrivant en fin d'utilisation, une grosse quantité de déchets à traiter est générée. Concernant les fondations de l'éolienne, il existe différentes possibilités de remise en état: les fondations peuvent soit être laissées en place, soit retirées partiellement, soit retirées complètement. Alors qu'il est clair que le retrait de l'entier des fondations coûte très cher d'un point de vue économique, l'impact écologique des variantes de remise en état n'a pas encore été étudié. La présente étude se penche donc sur l'impact environnemental du démantèlement d'éoliennes et en particulier de leurs fondations par le biais d'écobilan.
Dans le cadre de l'écobilan du démantèlement, deux approches ont été appliquées. La première ne considère que l'impact environnemental du travail de démantèlement et remise en état en incluant le transport nécessaire, les efforts engendrés par le traitement et le recyclage du matériel. La deuxième perspective attribue en plus un crédit environnemental aux matières valorisables récupérées grâce au traitement et recyclage des déchets. Celle-ci permet donc de prendre en considération que la réintroduction de matériaux dans le cycle des matières contribue à la préservation des ressources naturelles.
En considérant l'entier du cycle de vie d'une éolienne, la phase de démantèlement est responsable de 6-9% des émissions de gaz à effet de serre. Le retrait des fondations contribue quant-à-lui à un maximum de 3% des émissions de la production de courant éolien. L'écobilan de chaque variante dépend fortement de l'approche choisie: si aucune valorisation des matériaux recyclés est considérée alors les deux variantes où les fondations ne sont pas ou seulement partiellement retirées présentent un meilleur bilan. Par contre, si la valorisation est considérée, les variantes avec un retrait total de fondations et une réutilisation des matériaux présentent un meilleur bilan. Dans ce cas, il est particulièrement intéressant, d'un point de vue écologique, de réutiliser l'acier, car le recyclage évite la production de fonte brute qui requiert beaucoup d'énergie.
Indépendamment de l'approche choisie, on constate que la réutilisation des matériaux recyclés, particulièrement des métaux, peut encore améliorer le bilan écologique positif de l'énergie éolienne.
Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften ZHAW, IUNR, Fachgruppe Ökobilanzierung
Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Eymann,Lea
Stucki,Matthias
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