جامعة لايبنتس

إعادة تدوير ريش التوربينات والنفايات البلاستيكية الصناعية

يُطلق معهد تكنولوجيا البلاستيك والدورة الاقتصادية التابع لجامعة لايبنيز مشروعًا بحثيًا حول إعادة التدوير الميكانيكي. ويهدف المشروع إلى جعل البلاستيك المقوى بالألياف المستخرج من محطات طاقة الرياح القديمة قابلاً لإعادة التدوير.

قاعة مزودة بأجهزة تقنية. — في جامعة لايبنيز، يعمل العلماء على تطوير طرق جديدة لإعادة تدوير البلاستيك.

مفيدة للبيئة، لكن يصعب التخلص منها: يبلغ متوسط عمر توربينات طاقة الرياح 20 عامًا، ثم يتعين استبدالها. إلا أن إعادة تدوير المحطات القديمة يمثل تحديًا. وتشكل شفرات الدوار على وجه الخصوص مشكلة بسبب تركيبتها المادية المكونة من البلاستيك المقوى بالألياف. كما أن النفايات الأخرى المصنوعة من البلاستيك، مثل أغطية صناديق السيارات والأجزاء الصغيرة، على سبيل المثال تلك المستخدمة في التطبيقات الصحية والصيدلانية والتطبيقات الكهربائية والإلكترونية، لا يمكن إعادة تدويرها حاليًا أو يصعب إعادة تدويرها.

إعادة تدوير البلاستيك المقوى بالألياف

وهنا يأتي دور مشروع بحثي جديد في معهد IKK - معهد تكنولوجيا البلاستيك وإعادة التدوير التابع لجامعة لايبنيز في هانوفر (LUH) بالتعاون مع شركة KraussMaffei Extrusion (لااتزن)، والذي انطلق في 1 يوليو 2023. تحت إشراف البروفيسور الدكتور هانز-يوزيف إندريس، يسعى العلماء إلى تطوير طريقة جديدة لإعادة تدوير النفايات الصناعية الناتجة عن المكونات البلاستيكية التقنية، أي البلاستيك المقوى بالألياف والمواد المركبة القائمة على البلاستيك. وتقوم وزارة العلوم والثقافة في ولاية نيدرساشن بتمويل مشروع «ReKon» بمبلغ يبلغ حوالي 550,000 يورو؛ وتبلغ مدة التمويل سنتين.

إعادة التدوير في حلقة مغلقة

تكمن الفكرة وراء هذا المشروع في إعادة استخدام المواد البلاستيكية المعاد تدويرها في الصناعة، قدر الإمكان، في نفس المجال الذي جاءت منه (إعادة التدوير في حلقة مغلقة). وبذلك، يمكن أن يتحول غطاء صندوق الأمتعة لاحقًا إلى غطاء صندوق أمتعة آخر، أو على الأقل إلى مكون آخر في السيارة. «ترتفع جودة المنتج كلما زادت نقاء النوعية وانخفضت درجة تلوث المواد الأولية. ولذلك، تلعب خطوات المعالجة المسبقة، مثل الفرز والفصل والغسل والتنظيف، دورًا حاسمًا"، كما يقول البروفيسور إندريس. وتكمن المزايا التي تتحقق عندما يتولى منتج القطعة الأصلية عملية إعادة التدوير بنفسه في أن التركيب الدقيق للبلاستيك والمكونات معروف، مما يجعل عملية الفرز أسهل بكثير. بالإضافة إلى ذلك، تكون المسافات قصيرة، ويتم تجنب عمليات النقل الطويلة التي تتسبب في انبعاثات عالية من ثاني أكسيد الكربون. وفي النهاية، سيؤدي ذلك إلى تصميم أجيال المكونات المستقبلية بطريقة أكثر ملاءمة لإعادة التدوير. وبذلك ينخفض استهلاك المواد الخام القيمة.

طرق إعادة التدوير الميكانيكية

تتوفر حاليًا عدة خيارات لإعادة تدوير البلاستيك: يتزايد استخدام الطرق الكيميائية بشكل متزايد، كما بدأ مؤخرًا استخدام الطرق القائمة على المذيبات. في معهد IKK، يعتمد الفريق بقيادة البروفيسور إندريس على طرق إعادة التدوير الميكانيكية الراسخة، والتي لم تصل بعد إلى مرحلة التطوير الكاملة. وبالمقارنة، تتميز طرق إعادة التدوير الميكانيكية هذه باحتياجات أقل بكثير من الطاقة والموارد. والمبدأ بسيط وقابل للتطبيق أيضًا على مواد أولية أخرى مثل المنسوجات: يتم أولًا تقطيع نفايات البلاستيك. ثم تُصهر المادة الناتجة في آلة البثق باستخدام ضغط ودرجات حرارة عالية، وتُنظف، وتُعالج في النهاية لتصبح نوعًا من الحبيبات. وتشكل هذه المادة المعاد تدويرها – وهي حبيبات دقيقة من البلاستيك – الأساس لمكونات جديدة يمكن إعادة استخدامها في أماكن أخرى.

التركيز على المواد التي كان من الصعب إعادة تدويرها حتى الآن

يركز مشروع البحث الجديد على المكونات التي يتم فيها ربط أنواع مختلفة من البلاستيك ومواد أخرى بطريقة لا يمكن فصلها باستخدام تقنيات إعادة التدوير المتاحة حالياً في الصناعة. ويتمحور هذا المشروع بشكل أساسي حول البلاستيك المركب الليفي المستخدم في ريش الدوارات، والمواد المركبة المستخدمة في صناعة الأدوية، والنفايات الإلكترونية، بالإضافة إلى ما يُعرف بـ"الجزء الخفيف من نفايات التقطيع" في صناعة السيارات، والذي يُعتبر حاليًا غير قابل لإعادة التدوير على الرغم من ارتفاع نسبة البلاستيك فيه، ويتم حرقه في الغالب.

زيادة النفايات البلاستيكية الناتجة عن الصناعة

ستستمر كميات النفايات البلاستيكية في القطاع الصناعي في الازدياد في المستقبل. فعلى سبيل المثال، تحتوي السيارة الجديدة حالياً على أكثر من 300 كيلوغرام من البلاستيك، وقد حددت الاتحاد الأوروبي، من خلال اللائحة الخاصة بالمركبات الخردة التي تم تقديمها مؤخراً، نسب إعادة تدوير طموحة لأجيال المركبات المستقبلية. كما يتزايد عدد توربينات طاقة الرياح التي سيتعين إعادة تدويرها في السنوات المقبلة. وتتوقع دراسة أجرتها الوكالة الفيدرالية الألمانية للبيئة في عام 2022 أن يصل حجم النفايات من البلاستيك المقوى بالألياف الزجاجية، المستمدة من شفرات الدوار وحدها، إلى ما يصل إلى 430,000 طن بحلول عام 2040.