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Recycling und Entsorgung von Windkraftanlagen

Welche Teile können recycelt werden? Was muss entsorgt werden? Wie wird Neodym recycelt? Was kostet die Entsorgung?

Die Bauteile einer alten Windkraftanlage können, sofern diese nicht in anderen Anlagen zum Einsatz kommen, zum Großteil recycelt werden. Hierzu zählen auch seltene Erden wie Neodym. Bauteile wie z. B. GFK-Rotorblätter, die nicht recycelt werden können, lassen sich problemlos thermisch verwerten. Lediglich Windkraftanlagen der neuesten Generationen weisen Konstruktionen auf, für die spezielle Recycling- und Entsorgungswege entwickelt werden müssen.

Presseberichten zufolge klagen Entsorgungsunternehmen über massive Schwierigkeiten bei der Entsorgung alter Windkraftanlagen. Nach Angaben der Branche sei es derzeit kaum möglich, die mit Harz verklebten Fasern wieder zu trennen. Zudem nähmen die Betreiber von Verbrennungsanlagen die Stoffe wegen der Belastung der Filter nur ungern und in kleinen Mengen an. So rechnet das Unternehmen Remondis 2017 mit bundesweit mehr als 9000 Tonnen Recyclingmaterial aus Rotorblättern alter Windkraftanlagen und einem Anstieg auf rund 16 000 Tonnen jährlich bis 2021.

Wann müssen Windkraftanlagen entsorgt werden?

Windenergieanlagen (Windkraftanlagen, sogenannte Windräder) bestehen aus mehreren Bauelementen (Rotor mit Nabe; Rotorblätter; Maschinengondel, die den Generator und häufig ein Getriebe beherbergt; Turm; Fundament), die aufgrund der begrenzten technischen Lebensdauer oder aufgrund der technischen Weiterentwicklung (Repowering) in gewissen zeitlichen Abständen erneuert werden. Wenn diese Bauelemente nicht an anderen Standorten wiederverwendet werden können, sind diese auf der Grundlage der Vorschriften des Kreislaufwirtschaftsgesetzes als Abfall zu entsorgen.

Montage von Rotorblättern mit einem Kran. (Foto: Bundesverband WindEnergie e.V. (BWE)/ Tim Riediger)
Montage von Rotorblättern mit einem Kran. (Foto: Bundesverband WindEnergie e.V. (BWE)/ Tim Riediger)

Welche Bauteile kann man recyceln?

Die Türme der Windkraftanlagen bestehen überwiegend aus Stahlbeton oder Stahl und lassen sich somit problemlos und vollständig recyceln. Dieses gilt auch für die Metalle, die für die Herstellung der Maschinengondel, des Generators, des Getriebes und die Befestigung der einzelnen Bauelemente verwendet worden sind. Das Gehäuse der Maschinengondel und die Rotorblätter von Windkraftanlagen, die zurzeit erneuert und einer Entsorgung zugeführt werden, bestehen in der Regel aus glasfaserverstärkten Kunststoffen (GFK).

GFK-Abfälle (Rotorblätter von Windkraftanlagen, GFK-Produktionsrückstände aus der Automobil-, Freizeit- und Elektroindustrie sowie Boote und Flugzeuge), können zu Ersatzbrennstoffen (EBS) aufbereitet werden, die als Substitut in der Zementindustrie eingesetzt werden und sowohl Energie als auch Primärrohstoffe (SiO2) ersetzen.

Welche Bauteile können nicht recycelt werden?

Die vorgenannten Bestandteile von Windenergieanlagen können nahezu vollständig verwertet werden. Dieses gilt auch für die Rotorblätter von Windenergieanlagen aus GFK, wenn diese nach einer entsprechenden Aufbereitung zur Substitution von Energie- und Rohstoffträgern für die Herstellung von Zement eingesetzt werden. Auch die aus GFK-Rotorblättern hergestellten Ersatzbrennstoffe können zurzeit vollständig verwertet werden. Steigt der Umfang der zu entsorgenden Windkraftanlagen, so gehen Experten davon aus, dass der Entsorgungsmarkt hierauf reagiert und ggf. weitere Kapazitäten zur Verfügung gestellt werden.

Noch nicht gelöst ist die Entsorgung der neuen Generation von Rotorblättern von Windenergieanlagen aus kohlefaserverstärkten Kunststoffen (CFK). Hierzu gibt es jedoch bereits Bemühungen, geeignete Entsorgungsmöglichkeiten für diese Windkraftanlagenabfälle zu identifizieren.

Wie werden seltene Erden recycelt?

Auch seltene Erden werden in Windkraftanlagen verbaut und müssen danach entsorgt bzw. recycelt werden. Eine dieser seltenen Erden ist Neodym und Bestandteil vieler getriebeloser Windräder mit sogenannten permanenterregten Generatoren. Windenergieanlagen mit elektrisch erregtem Synchrongenerator arbeiten hingegen ohne Permanentmagnete.

Neodym kommt in natürlicher Form nur in chemischen Verbindungen vergesellschaftet mit anderen Lanthanoiden vor. Die Gewinnung von Neodym mittels Trennung vom geförderten Gestein gilt es umweltbelastend. Zudem werden radioaktive Elemente wie Uran oder Thorium freigesetzt.

Experten-Wissen: Im Rahmen des Forschungsvorhabens „Kritische mineralische Ressourcen und Stoffströme bei der Transformation des deutschen Energieversorgungssystems" (Abschlussbericht, Wuppertal Institut, 2015) wird für heutige Windkraftanlagen mit permanenterregten Generatoren ein mittlerer spezifischer Bedarf von Neodym in Höhe von 201,5 kg/MW bei Anlagen mit Direktantrieb (getriebelos), 49,6 kg/MW bei Anlagen mit Getrieben mittlerer Geschwindigkeit und 24,8 kg/MW bei Anlagen mit Getrieben hoher Geschwindigkeit ermittelt. Eine belastbare Hochrechnung des Neodymeinsatzes auf den Anlagenbestand ist angesichts der unterschiedlichen technischen Anlagenkonzepte und unterschiedlicher Anlagengenerationen nicht möglich.

Das Recycling von Neodym aus Windkraftanlagen ist grundsätzlich möglich. Es ist davon auszugehen, dass dies in künftigen Recyclingprozessen erfolgen wird, denn da nur wenige Elemente der Seltenerdgruppe verbaut sind, ist deren Trennung und Wiedergewinnung mit weitaus geringerem Aufwand und damit ökonomisch und ökologisch wesentlich besser als die Gewinnung aus Primärrohstoffen zu erreichen. Geeignete Recyclingverfahren sind bereits bis zum Labor- und Kleintechnikmaßstab entwickelt worden, deren industrielle Umsetzung wird allerdings erst möglich, wenn hinreichend große Abfallmengen zur Verfügung stehen.

Was kostet die Entsorgung einer Windkraftanlage?

Betreiber von Windenergieanlagen sind baurechtlich verpflichtet, die Anlagen nach dauerhafter Aufgabe der zulässigen Nutzung zurückzubauen und die damit verbundenen Kosten zu tragen. Die Entscheidung, ob Anlagen oder Anlagenkomponenten verkauft und somit weitergenutzt werden oder einer Entsorgung zugeführt werden, ist eine betriebswirtschaftliche Entscheidung des Betreibers der Windkraftanlage.

Bislang werden gerade qualitativ hochwertige Windkraftanlagen vielfach auf dem internationalen Zweitmarkt veräußert. Ist dies nicht möglich, werden zumindest werthaltige Bauteile verkauft und die übrigen Anlagenbestandteile materialspezifisch der Verwertung zugeführt. Ein Großteil der Materialien - wie Kupfer aus den Kabeln, Stahl aus den Türmen sowie Beton aus den Fundamenten und teilweise aus den unteren Turmsegmenten - kann recycelt werden.

Von den Hauptbestandteilen verbleiben in der Regel lediglich die Rotorblätter zur Entsorgung. Die Rotorblätter, die zurzeit überwiegend aus GFK bestehen, können in geeigneten Anlagen entsorgt werden (siehe Vorbemerkung). Die Kosten für die Entsorgung der Rotorblätter liegen nach hier vorliegenden Angaben in einer Bandbreite von 200 bis 500 €/Mg.

"Recycling und Entsorgung von Windkraftanlagen" wurde am 18.06.2017 das letzte Mal aktualisiert.