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: تبلغ مدة خدمة توربينات طاقة الرياح 20 عامًا في المتوسط، ثم يتعين استبدالها. ومع ذلك، فإن إعادة تدوير المحطات القديمة أمر صعب. 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 من 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 والدورة الاقتصادية 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 استخدام النفايات الصناعية الناتجة عن المكونات البلاستيكية التقنية، أي البلاستيك المقوى بالألياف والمواد المركبة القائمة على البلاستيك. تمول وزارة العلوم والثقافة في ولاية نيدرساشن مشروع ReKon بحوالي 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. لذلك تلعب خطوات المعالجة المسبقة، مثل الفرز والفصل والغسل والتنظيف، دورًا حاسمًا"، يقول البروفيسور إندريس. المزايا التي تنجم عن تولي منتج القطعة الأصلية عملية إعادة التدوير واضحة: فالتركيب الدقيق للبلاستيك والمكونات معروف، مما يجعل عملية الفرز أسهل بكثير. بالإضافة إلى ذلك، تكون المسافات قصيرة، ويتم تجنب عمليات النقل الطويلة ذات البصمة الكربونية العالية. وفي النهاية، يتم تصميم أجيال المكونات المستقبلية بطريقة أكثر ملاءمة لإعادة التدوير. وبالتالي ينخفض استهلاك المواد الخام القيمة.

طرق إعادة التدوير الميكانيكية

تتوفر حالياً عدة خيارات لإعادة تدوير البلاستيك: فالمُعالجات الكيميائية أصبحت تُستخدم بشكل متزايد، كما ظهرت مؤخراً المُعالجات القائمة على المذيبات. في معهد IKK، يعتمد فريق البروفيسور إندريس على طرق إعادة التدوير الميكانيكية الراسخة، والتي لم يتم تطويرها بالكامل بعد. وبالمقارنة، تتميز طرق إعادة التدوير الميكانيكية هذه باحتياجات أقل بكثير من الطاقة والموارد. المبدأ بسيط ويمكن تطبيقه أيضًا على مواد أولية أخرى مثل المنسوجات: يتم أولاً تقطيع نفايات البلاستيك. ثم يتم صهر المادة الناتجة في آلة بثق باستخدام ضغط ودرجات حرارة عالية، ثم يتم تنظيفها وتحويلها في النهاية إلى نوع من الحبيبات. تشكل هذه المادة المعاد تدويرها – 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 الصناعية

ستستمر كميات النفايات البلاستيكية في القطاع الصناعي في الازدياد مستقبلاً. ففي الوقت الحالي، تحتوي السيارة الجديدة على أكثر من 300 كيلوغرام من البلاستيك، وقد حددت الاتحاد الأوروبي، من خلال لائحة السيارات المستعملة التي تم تقديمها مؤخراً، نسب إعادة تدوير طموحة للأجيال المستقبلية من المركبات. كما يتزايد عدد محطات طاقة الرياح التي سيتعين إعادة تدويرها في السنوات القادمة. تتوقع دراسة أجرتها الوكالة الفيدرالية للبيئة في عام 2022 أن يصل حجم النفايات من البلاستيك المقوى بالألياف الزجاجية إلى 430,000 طن من شفرات الدوار وحدها، والتي ستتراكم بحلول عام 2040.