폐풍력 터빈 날개, 새로운 도로를 위한 아스팔트로 재활용

풍력 터빈은 청정 에너지를 생산하는 데는 훌륭하지만, 때가 되면 이를 폐기하는 것은 어려 운 일이 될 수 있다. 중국의 연구원들은 버려진 날개를 사용하여 오래 지속되는 도로를 건 설하는 영리한 방법을 발견했는데, 이는 시간이 지남에 따라 더 많은 터빈을 세우고 해체할 때 유용하게 사용될 수 있는 방법이다.

오래된 풍력 터빈의 껍데기, 덮개(nacelle), 금속 내부 부품 등 대부분의 부품은 재활용하거 나 재사용할 수 있지만, 긴 날개는 일반적으로 유리섬유로 만들어진다. 특히 지난 수십 년 동안 사용되어 이제 수명이 다한 날개의 경우 더욱 그렇다.
지난해 미국 콜로라도주 덴버에 위치한 NREL(국립재생에너지연구소)은 향후 5년간 미국에 서만 매년 3,000~9,000개의 터빈 날개가 폐기될 것이며, 2040년까지 그 수가 10,000~20,000개로 늘어날 것으로 예상했다.
이제 세계에서 가장 큰 풍력 터빈을 보유한 유럽과 중국에서 이 문제가 얼마나 큰 문제가 될 수 있는지 생각해 볼 수 있다. 우리가 알고 있는 가장 큰 터빈은 중국에서 동팡이 완공 할 예정인 26MW 규모의 거대한 터빈으로, 날개 지름이 310m에 달한다.
육상과 해상 모두에서 터빈과 여러 개의 터빈이 있는 풍력 발전 단지가 점점 더 커짐에 따 라 모든 날개를 어떻게 처리할지 파악하는 것이 점점 더 중요해지고 있다. 날개의 가볍고 튼튼하며 내후성이 강한 특성으로 인해 재활용이 어렵다.

중국과학원 란저우 화학물리연구소의 연구팀은 오래된 날개를 분쇄하고 화학적으로 처리하 여 도로 건설을 위한 아스팔트 혼합물과 시멘트 콘크리트에 결합할 수 있는 공정을 고안해 냈다.
연구진은 실제로 2024년에 이 사실을 알아내고 지난해 9월 한 건설 회사와 함께 실험했다. 아스팔트 혼합물을 만들어 중국 북서부 도시 란저우에 있는 칭푸 고속도로의 한 구간에 시 공한 지 5개월이 지난 지금, 도로에 균열이나 틀어짐이 발생하지 않았다고 한다.
이 획기적인 성과는 화학 및 엔지니어링 뉴스에서 정리한 재활용 날개가 유용하게 쓰일 수 있는 응용 분야 목록에 추가됐다:
· 미국 워싱턴주 커클랜드에 본사를 둔 ‘글로벌 파이버글래스 솔루션즈(Global Fiberglass Solutions)’는 유지보수 구멍 덮개와 같은 내구성 있는 제품을 제조하기 위해 날개를 강화 플라스틱 펠릿으로 전환하고 있다.
· 폐기물 관리 대기업인 베올리아는 시멘트 제조에 필요한 석탄, 모래, 점토를 대체하기 위 해 날개를 작은 조각으로 잘게 파쇄하여 가마에 넣는다.
· 한편, 미국 테네시주 녹스빌의 ‘카본 리버스(Carbon Revers)’는 열분해라는 고온 공정을 통 해 날개에서 강한 섬유를 회수하여 그대로 사용하거나 열가소성 직물 또는 펠릿의 형태로 만들어 고강도 자동차 부품을 만든다.

또한 빠르게 용해되는 수지를 사용하여 풍력 터빈 날개를 제조하는 것부터 GE의 재활용 가 능한 열가소성 플라스틱, 에폭시 기반 날개를 비교적 저렴하게 분해하는 방법까지 날개를 쉽게 용도 변경하거나 폐기하기 위한 다양한 노력이 이루어지고 있다.
그러나 이러한 기술들이 향후 수십 년 동안 전 세계적으로 테스트 및 배포되는 동안에도 날 개 폐기 문제는 여전히 해결해야 할 과제다. 한편 란저우 연구팀은 재활용 기술을 입증하기 위해 더 많은 프로젝트를 수행하여 오래된 날개의 용도를 변경할 수 있는 확장 가능한 방법 으로 자리매김할 것이다.