Die europäische Windenergie steht vor einem wachsenden Entsorgungsproblem. Rund 28.500 Windenergieanlagen an Land erzeugen in Deutschland derzeit Grünstrom. Mehr als ein Drittel dieser Turbinen überschreitet mittlerweile die Grenze von 20 Betriebsjahren und fällt damit aus der festen Vergütung nach dem Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG).

Während sich Fundamente aus Beton und Türme aus Stahl nahezu vollständig wiederverwerten lassen, verhindern die Rotorblätter bislang geschlossene Stoffkreisläufe. Neue industrielle Verfahren und chemische Trennprozesse sollen diesen Engpass auflösen und aus dem industriellen Problemfall marktfähige Sekundärrohstoffe machen.

Die Verbundwerkstoff-Falle der Pionieranlagen

Das fundamentale Recyclingproblem der Branche liegt in der Konstruktionsweise begründet. Moderne Windkraftanlagen bestehen zu 90 bis 97 Prozent aus Beton und Stahl, die problemlos in etablierte Recyclingketten zurückfließen. Die Rotorblätter machen lediglich zwei bis fünf Prozent des Gesamtgewichts aus, stellen Betreiber beim Rückbau jedoch vor erhebliche Hürden.

Die bis zu 100 Meter langen Flügel bestehen aus duroplastischen Faserverbundwerkstoffen, vorrangig glasfaser- und kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen, die mit Epoxidharzen unlösbar verbacken sind. Hinzu kommen Sandwich-Kerne aus Balsaholz oder synthetischem Schaumstoff.

Bislang existiert für diesen Materialmix kein flächendeckendes, rein werkstoffliches Recyclingverfahren im industriellen Maßstab. Ausgemusterte Blätter enden nach mechanischer Zerkleinerung größtenteils als Ersatzbrennstoff oder Siliziumquelle in Zementwerken. Dort reichern sie die Rohmehlmischung an und befeuern die Drehrohröfen, was bilanziell lediglich eine thermische und mineralische Verwertung darstellt.

Kleinere Mengen wandern in Nischenanwendungen oder werden zu Holzverbund-Flakes verarbeitet, während hochwertige Carbonfasern dabei meist unwiederbringlich verloren gehen.

Mit dem beginnenden Repowering verschärft sich der Handlungsdruck spürbar. Allein im Jahr 2024 demontieren Entsorger in Deutschland rund 550 Anlagen, während moderne Turbinen mit Nabenhöhen von bis zu 150 Metern und Nennleistungen von über fünf Megawatt die alten Ein- bis Zwei-Megawatt-Modelle ersetzen. Prognosen zeigen, dass bis zum Jahr 2040 zwischen 400.000 und 430.000 Tonnen Rotorblatt-Abfälle allein auf dem deutschen Markt anfallen.

In den 2030er-Jahren dürfte das jährliche Aufkommen in der Spitze zwischen 50.000 und 70.000 Tonnen erreichen, was bestehende Entsorgungsrouten überfordern wird.

Chemische Trennung: Hersteller setzen auf Design for Recycling

Um diese Entsorgungswelle bei künftigen Anlagengenerationen abzuwenden, setzen Turbinenbauer verstärkt auf zirkuläre Konstruktionsprinzipien. Den Vorreiter bildet Siemens Gamesa mit dem sogenannten RecyclableBlade. Der technologische Ansatz beruht auf einem modifizierten Harzsystem, das gezielt auf Trennbarkeit ausgelegt ist.

Nach dem Ende des Lebenszyklus wird der Flügel in eine milde, erwärmte Säurelösung getaucht. Das Harz löst sich auf, sodass Glasfasern, Carbonstrukturen, Holzteile und Metalle sortenrein zurückgewonnen werden können. Die Fasern lassen sich anschließend in anderen Industriezweigen weiterverarbeiten, etwa im Automobilbau oder für Elektronikgehäuse.

Große Energieversorger erproben die Technologie bereits in der Praxis. RWE rüstete Pilotprojekte wie den Offshore-Windpark Kaskasi in der deutschen Nordsee mit den zirkulären Komponenten aus. Im britischen Offshore-Projekt Sofia kommt die Technologie bei über der Hälfte der 100 Turbinen zum Einsatz, während für den dänischen Windpark Thor 120 solcher Rotorblätter fest eingeplant sind.

Parallel dazu bietet Siemens Gamesa die Technologie für Onshore-Großprojekte an und nennt das Jahr 2040 als Zielmarke für vollständig kreislauffähige Turbinensysteme.

Der Wettbewerber LM Wind Power, eine Tochtergesellschaft von General Electric, verfolgt einen alternativen Pfad. Das Unternehmen entwickelt Rotorblätter auf Basis thermoplastischer Harze, die sich unter gezielter Wärmeeinwirkung verflüssigen, trennen und erneut formen lassen.

Das ungelöste Erbe der Bestandsflotte

Gleichwohl löst das zirkuläre Design moderner Blätter ausschließlich künftige Probleme. Für die Hunderttausenden Tonnen Bestandsflügel, die mit konventionellen Harzen gefertigt wurden, greifen die chemischen Säurebäder nicht. Für diesen Altbestand fehlt weiterhin ein industriell skaliertes, rein werkstoffliches Recyclingverfahren.

Forschungsinstitute arbeiten daher intensiv an thermochemischen Zerlegungsprozessen. Das Fraunhofer-Institut für Windenergiesysteme (IWES) und das Institut für Energie und Kreislaufwirtschaft an der Hochschule Bremen entwickeln im Verbundprojekt KoReNaRo eine automatisierte Vorbehandlung und Zerlegung alter Flügel. Den technologischen Kern bildet die sogenannte Slow-Batch-Pyrolyse, bei der die Verbundwerkstoffe unter Sauerstoffausschluss thermisch aufgespalten werden.

Ziel ist es, intakte Glas- und Carbonfasern freizulegen und die entstehenden Synthesegase zur Erzeugung von Prozessenergie oder Wasserstoff zu nutzen. Bremerhaven positioniert sich in diesem Kontext bereits als spezialisierter Industrie-Hub für den Rückbau von Windenergieanlagen an Land und auf See.

Zugleich wächst der regulatorische Druck auf Projektentwickler und Entsorger. Gemäß Paragraf 35 des Baugesetzbuchs sind Betreiber verpflichtet, Windkraftanlagen im Außenbereich nach dauerhafter Betriebsaufgabe vollständig zurückzubauen und Bodenversiegelungen zu beseitigen. Auf europäischer Ebene verschärft die Europäische Union die Rahmenbedingungen im Zuge des Clean Industrial Deal.

Die Initiativen zielen auf ein europaweites Deponieverbot für Faserverbundstoffe und verbindliche Quoten für die werkstoffliche Verwertung ab.

Fehlende Skaleneffekte und offene Marktstandards

Die wirtschaftliche Bewährungsprobe für die gesamte Wertschöpfungskette steht indes noch aus. Hersteller betonen zwar, dass recycelbare Neukonstruktionen bei industrieller Skalierung keine signifikanten Mehrkosten verursachen dürften, verlässliche Preisdaten für den flächendeckenden Einsatz fehlen jedoch weiterhin. In der Übergangsphase tragen Windparkbetreiber daher ein finanzielles Restrisiko bei der Anlagenbeschaffung.

Gleichzeitig hemmt das unregelmäßige Materialaufkommen aus dem Rückbau den Aufbau großindustrieller Pyrolyse- und Verwertungsanlagen für Altbestände. Ohne garantierte Zuleitungsmengen meiden Recyclingunternehmen millionenschwere Investitionen in spezialisierte Aufbereitungskapazitäten. Zudem fehlen verbindliche DIN- und EU-Normen für Demontage- und Qualitätsstandards von Rezyklaten, weshalb die verarbeitende Industrie Sekundärfasern bislang nur zögerlich nachfragt.

Entscheidend für die Rentabilität der neuen Technologien wird sein, wie schnell Gesetzgeber und Normungsinstitute einheitliche Standards für Rezyklate definieren. Erst wenn aufbereitete Carbon- und Glasfasern in Qualität und Beschaffungspreis direkt mit Primärrohstoffen konkurrieren können, wandelt sich die anstehende Demontagewelle von einer Kostenlast zu einer wirtschaftlich tragfähigen Rohstoffquelle.