Дървени турбинни кули могат да направят вятърната енергия още по-екологична
Бележка на редактора: Call to Earth е редакционна поредица на CNN, която се ангажира да докладва за екологичните предизвикателства, пред които е изправена нашата планета, заедно с решенията. Инициативата Perpetual Planet на Rolex си партнира със CNN, за да повиши осведомеността и образованието относно ключови проблеми с устойчивостта и да вдъхнови положителни действия.
Вятърната енергия е жизненоважна за подпомагане на декарбонизацията на енергийната индустрия. Въпреки това, докато електричеството, което генерира, има малък въглероден отпечатък, кулите на конвенционалните вятърни турбини са направени предимно с използване на въглеродно-интензивни материали като стомана. Шведската компания Modvion вярва, че е намерила по-екологична алтернатива - изграждане на турбинни кули от дърво.
Почти два тона въглероден диоксид се отделят за всеки тон произведена стомана, а модерна вятърна турбина на сушата „съдържа около 120 метрични тона стомана на мегават капацитет“, според индустриалната група WindEurope.
Вместо стомана, Modvion използва ламиниран фурнир (LVL), направен от множество слоеве дърво, залепени заедно с лепила. LVL платките се произвеждат в модули, които след това се транспортират и сглобяват в цилиндри на място, преди да бъдат подредени една върху друга и съединени с лепило, за да се създаде кула.
Компанията казва, че използва скандинавска смърчова дървесина, получена от сертифицирани за повторно залесяване устойчиво управлявани северни гори в Швеция, а типичната кула използва между 300 до 1200 кубични метра дървесина.
Според Ото Лундман, съосновател и главен изпълнителен директор на Modvion, използването на дървени кули намалява емисиите през жизнения цикъл на вятърна турбина с над 25% и с 90%, ако сравните само компонента на кулата на турбината .
Той добавя, че ако вземете предвид въглеродния диоксид, погълнат от дърветата, когато растат, може да се счита, че дървените кули съхраняват повече въглерод, който отделят. Въпреки това, някои изследователи оспорват идеята, че строителството с дърво може да бъде въглеродно неутрален.
„Промяна на гледната точка към дървото“
Modvion е основана през 2016 г. от Лундман и архитекта Дейвид Оливегрен и четири години по-късно, с известно финансиране от Шведската енергийна агенция, Modvion пусна прототип на 30-метрова кула на остров Björkö, Швеция.
През 2023 г. компанията инсталира своята първа комерсиална двумегаватова единица, висока 105 метра (345 фута) дървена турбинна кула, наречена Wind of Change, извън Скара, Швеция, за електрическата компания Varberg Energi .
Освен ползите за околната среда, Лундман казва, че ламинираното дърво има няколко логистични предимства. Дървото има по-висока якост на тегло от стоманата, а високите стоманени кули се нуждаят от допълнително укрепване, за да издържат собственото си тегло, за разлика от дървените. Това означава, че кулите на Modvion могат да бъдат с 30% по-леки от стоманените, според Лундман.
Модулният дизайн на кулите означава, че те могат да бъдат транспортирани с помощта на стандартни камиони и пътища, а след като турбината бъде изведена от експлоатация, дървото може да бъде свалено, за да се използва повторно в строителната индустрия като греди с висока якост. Компанията казва, че с течение на времето нейните кули са по-евтини от стоманените, като по-високите кули дават по-големи спестявания.
„Надяваме се и виждаме, че променяме гледната точка на дървото като материал“, казва Лундман. „Това наистина е естественото въглеродно влакно, зелената стомана, която расте. Трябва да се използва много повече.
Тестване на кулите
Д-р Абас Каземи Амири от Центъра за вятърна енергия и контрол в Университета на Стратклайд, Глазгоу в Обединеното кралство, който не е свързан с Modvion, казва, че докато дървото има значителен потенциал, има много неизвестни относно ламинирано дърво, което може да причини опасения.
„За разлика от стоманата, бетона и синтетичните композити, които са били подложени на обширни механични тестове и тестове за умора в продължение на десетилетия, този тип нова ламинирана дървесина няма такова цялостно тестване“, казва Амири. „Провеждането на задълбочени тестове в бъдеще ще бъде от решаващо значение за широкото комерсиализиране на дървени кули.“
Той добавя: „Механичните свойства на дървесината могат да се променят в зависимост от условията на околната среда, потенциално повлиявайки на поведението на дървените кули... Необходими са допълнителни изследвания, за да се отговори на тези несигурности.“
Липсата на съществуващи изследвания и насоки за използването на дървесина за гигантски конструкции като вятърни турбини бяха най-големите предизвикателства пред Modvion, казва Лундман.
„Ние проектираме нашите кули, които отговарят на стандартите както за вятърна енергия, така и за дървени конструкции“, обяснява той. „Но в стандартите за вятърна енергия дървото всъщност не се взема предвид за кулите, това е предимно стомана и бетон. И в стандартите за дървени конструкции те всъщност не влизат в типа динамично натоварена структура, каквато е машината за вятърна енергия.
„Следователно трябваше да преодолеем тази празнина и направихме много тестове на всички различни части в нашите кули, за да докажем, като покажем в действителност как тези компоненти работят [през] живота на една турбина.“
Кулите Modvion са покрити с дебела, водоустойчива боя и като стоманените кули имат живот от 25 до 30 години, според компанията.
В момента Modvion е във фаза на проектиране за своята първа шест мегаватова турбина, която ще бъде инсталирана следващата година. До 2027 г. има за цел да започне търговскопроизводство на турбината в нова фабрика.
Докато компанията се фокусира само върху компонента на кулата, Лундман казва, че перките на турбината - които традиционно се произвеждат от фибростъкло, свързани заедно с епоксидна смола, невероятно здрав материал, който е труден и скъп за рециклиране - също могат да бъдат направени от дърво.
Други стартиращи фирми са започнали да се справят с този проблем, включително немската компания Voodin Blades, която произвежда турбинни перки от LVL, които според нея са напълно биоразградими.
„Вятърната енергия е един от най-привлекателните възобновяеми енергийни източници, които имаме“, казва Лундман. „Като позволяваме по-високи, по-ефективни кули както от гледна точка на емисиите, така и от гледна точка на разходите, ние ги правим още по-привлекателни.“
