1.1 In Deutschland erzeugen knapp 30.000 Windkraftanlagen aktuell 

26 Prozent des nationalen Stroms – Tendenz steigend. 2030 sollen im Land mindestens 80 Prozent des Bruttostromverbrauchs aus Erneuerbaren Energien gedeckt werden. 

Da Windkraftanlagen nach 20 bis maximal 25 Jahren abgerissen und entsorgt werden müssen, fallen in den kommenden zwei Jahrzehnten etwa 400.000 Tonnen Abfall aus Rotorblättern an. Allein im Jahr 2023 wurden etwa 1.200 Rotorblätter abgebaut. Bis zum Jahr 2038 kann der Abfallberg in der Spitze auf mehr als 70.000 Tonnen pro Jahr ansteigen. 

Neben der schieren Masse an Abfall aus Rotorblättern, stellen Abriss und Entsorgung, aber auch die Finanzierung des Rückbaus die Windpark-Betreiber vor enorme Herausforderungen. Laut Umweltbundesamt mangelt es von Seiten des Gesetzgebers an Normen und Verordnungen für den geregelten Rückbau und das Recycling der Rotorblätter.

Zudem können die meisten deutschen Abfallverwerter die Rotorblattabfälle aus technischen und organisatorischen Gründen nicht behandeln, was zu faktisch fehlenden Verwertungskapazitäten führt. 

Angesichts der prognostizierten Rückbau- und Entsorgungskosten muss trotz der gesetzlich vorgegebenen Rückstellungen spätestens in den 2030er Jahren mit erheblichen Finanzierungslücken gerechnet werden. Bis 2038, schätzt das Umweltbundesamt in seiner Veröffentlichung 117/2019, wird das Defizit auf 300 Millionen Euro anwachsen.

Die Rotorblätter bestehen hauptsächlich aus Faserverbundstoffen, die sich deutlich schwieriger recyceln lassen als die Fundamente und Türme der Anlagen. Diese Materialien, insbesondere die Duromere, sind hochleistungsfähig, aber einmal ausgehärtet, können sie nicht mehr verformt werden. Aktuell verfügbare Recyclingtechnologien, wie Hochtemperatur-Pyrolyse oder Zerkleinerung zur Verwendung als Füllstoff, sind weder umweltfreundlich noch wirtschaftlich tragfähig. 

Die Verwertung der restlichen Abfälle, die als Brennstoff oder Sandersatz in der Zementindustrie eingesetzt werden, ist CO₂-intensiv und dabei nicht einmal rückstandsfrei. 

Angesichts des prognostizierten Wachstums der Windenergiebranche von 5-13% jährlich und dem Rückbau von Anlagen, die nicht mehr gefördert werden, ist ein großer Bedarf an effektiven Recyclinglösungen zu erwarten.

Daher ist die Branche zunehmend gefordert, alternative Wiederverwertungs- szenarien zu entwickeln, um die Materialien in den Rohstoffkreislauf zurückzuführen und die Umweltbelastung zu minimieren.

1.2 Materialbedarf der Baubranche: 

Eine enorme CO2-Einsparung bzw. CO2-Bindung ließe sich erzielen, wenn diese EoL-Rotorblätter für andere Anwendungen eingesetzt werden könnten (Repurpose). Angesichts der großen Materialvolumina kommen dafür vor allem Anwendungen im Bauwesen in Frage.

Deutschland ist noch eines der führenden Industrieländer der Erde und daher auch Großverbraucher mineralischer Rohstoffe. Ein Großteil der jährlich in Deutschland benötigten Rohstoffe, insbesondere die Steine- und Erden-Rohstoffe, werden aus heimischen Lagerstätten gewonnen. Mehr als 70 % dieser abgebauten Rohstoffe werden für die Bauindustrie verwendet. In Konsequenz der hohen Bedarfe und Verbrauchswerte folgt das riesige Abfallaufkommen durch die Bauwirtschaft.

Allein im Jahr 2020 war sie mit rund 229,4 Mio. t Hauptverursacher (55,4%) des Brutto-Abfallaufkommens in Deutschland.

1.3 Fazit: 

Anstatt schwer verwertbare Turbinenschaufeln aufwendig zu recyceln oder zur Scheinverwertung ins Ausland zu exportierten, eröffnet ihre Umfunktionierung die Möglichkeit, sowohl Verbundwerkstoffe auf Epoxidbasis als auch deren Herstellung und das darin gebundene 

Knowhow zu einer “Rohstoffquelle“ für eine breitere Kreislaufwirtschaft zu machen, die Branchen jenseits der Windenergie umfasst. 

Das Repurpose der Rotorblätter zu konstruktiven Bauelementen senkt den primären Rohstoffbedarf der Bauwirtschaft und treibt Optimierungs-prozesse in der Herstellung von Gebäuden und Infrastrukturbauten voran.

2.1 Ein sehr großer Bedarf an flächenbildenden Material entsteht bei der Realisierung konventioneller Lärmschutzwände. 

In der geltenden Fassung des mit 264,5 Milliarden Euro ausgestatteten Bundesverkehrswegeplan 2030 sollen 1.050 „vordringliche“ Fernstraßen, also Autobahnen und Bundesstraßen, darunter mehr als 850 Kilometer Autobahn-Neubau, bis 2030 fertig gestellt oder begonnen werden. 

Ca. 5% der rund 51.000 km Gesamtlänge des deutschen des Netzes an Bundes(fern)straßen und Autobahnen (Stand 01.2021) ist von Lärmschutzwänden flankiert. Ende 2019 betrug die Gesamtfläche aller Lärmschutzwände 9,60 Mio. m², davon war allein in der Zeit von 2017 bis 2019 eine Fläche von einer halben Millionen m² errichtet worden. 

Der zunehmende Ausbau und wachsende Sanierungsnotstand der Fernstraßen und Autobahnen in Deutschland hat den gesteigerten Bedarf an begleitenden Schutzwänden zur Folge. Bis 2030 werden ca. 50 km Lärmschutzwände allein entlang der Neubaustrecken gebaut werden. Tendenz steigend.

2.2 Ökonomische Gründe, ausrangierte Rotorblätter als Bauteile für die Fertigung von Lärmschutzwänden zu verwenden: 

Im Jahr 2017 entstanden dem Bund Kosten von insgesamt 151 Millionen Euro für Lärmschutzwände an deutschen Straßen.

Der Durchschnittspreis für Lärmschutzwände lag: 2017 bei 431,– €/m². 2018  bei 463,– €/m² und 2019 bei 612,– €/m².

Nach Berechnungen des Statistischen Bundesamtes (inkl. MwSt.) hatte der Preis für Leistungen des Bauhauptgewerbes im Jahresdurchschnitt 2022 um 16,7 % und 2023 um 6,5 % zugelegt, nach einem Plus von 9,0 % 2021 und 1,5 % 2020. Demgegenüber ist der Verbraucherpreisindex 2022 um 6,9 % bzw. 2023 5,9 % gestiegen, nach einem Plus von 3,1 % bzw. 0,5 % in den Vorjahren. Im Bauhauptgewerbe gab es solche Preissteigerungen wie 2022 letztmalig 1970. 

Aufgrund der durch den Krieg gegen die Ukraine verstärkten Lieferengpässe haben auch die Preise für Baumaterialien und Energie sowie Zinskosten angezogen. Die Teuerungsrate für Baumaterialien zwischen 2019 bis 2023 lag im Schnitt bei 40%.

Der Bau einer ca.100 m langen und ca. 4 m hohen Lärmschutzwand (400 m²) benötigt 8 Stück ca. 35 m lange Rotorblätter (siehe Abbildung).

Bei einer sehr konservativen und vorsichtigen Annahme, dass bei den Lärmschutzwänden aus Rotorblättern nur Zweidrittel der notwendigen Materialmenge aus vollständigen Rotorblätter bereitgestellt würde, entfiele darauf ein Kostenanteil von ca. 92.000,00 €.

Weiteres Material würde für die Fügungen, Halterungen und Fundamente benötigt.

Fazit: pro Kilometer Lärmschutzwand könnte durch den Einsatz von Rotorblättern als Bauelemente knapp 1 Millionen Euro eingespart werden! 

Die gängige Praxis heute ist, dass die Betreiber der Windparkanlagen zum Zeitpunkt der Inbetriebnahme Rücklagen für die Entsorgung der Komponenten bilden. Es ist davon auszugehen, dass die Kosten für den Transport der Flügel an den neuen Einsatzort gedeckt wären. Wahrscheinlich ist sogar mit einem Überschuss zu rechnen. 

2.3 Ökologischen Gründe für den Einsatz ausrangierter Rotorblätter als Bauteile für die Fertigung von Lärmschutzwänden:

Es gibt Lärmschutzwände aus Beton, Holz, Glas, Gewebe oder Ziegel. Das Material entscheidet, ob die Wand den Lärm absorbiert oder reflektiert. Verschiedene Versuche haben gezeigt, dass Geräusche von glatten Flächen aus Glas, Beton und Mauerwerk zurückgeworfen werden. Poröse Materialien dagegen nehmen den Schall auf.

Alle diese Materialien haben eins gemeinsam – sie müssen in den entsprechenden Mengen für den Bau der Lärmschutzwände erst einmal – mit unterschiedlichem CO2- Fussabdruck – bereitgestellt werden.

Bei durchschnittlich zusammengesetztem Beton der Festigkeitsklasse C25/30 betragen die CO₂-Emissionen ca. 200 kg CO₂ Äq. je m³ Beton.

Bei 100 laufenden Meter Lärmschutzwand in konventioneller Bauweise ergibt das 20 Tonnen  CO₂ Äq.

Fazit: pro Kilometer Lärmschutzwand könnten durch die Verwendung von Rotorblättern als Bauelemente 200 Tonnen CO2 eingespart werden!

• Bestimmung und Untersuchung der bautechnischen und materialspezifischen Eigenschaften von Rotorblättern, um deren Eignung für Einsatz als Bauelemente für Schallschutzwände zu validieren.

• Bestimmung und Untersuchung der Lärmschutz-Eigenschaften von Rotorblättern sowie deren Eignung für den Einsatz in Lärmschutzwänden.

• Entwicklung von flexiblen Füge- und Befestigungssystemen, welche die großen Komponenten miteinander verbinden, modular aufgebaut sind und flexibel genug, um die variierende Geometrie der unterschiedlichen Typen von Rotorblättern konstruktiv aufzunehmen.

• Evaluieren der optimalen Geometrien für die Fügungsmöglichkeiten.

• Entwicklung eines dazu passenden Stützsystems, das die zu erwartenden Kräfte und Lasten aufnehmen kann.

• Entwicklung eines modularen Fundamentsystemes, das die Gesamtanlage sicher gründet.

• statischer Nachweis für die entwickelte Konstruktionen.

• Vorbereitung und Beantragung für individuelle Genehmigungen für Bauarten ohne allgemein anerkannte Regeln, i.d.R. die Zustimmung im Einzelfall oder eine vorhabenbezogene Bauartgenehmigung. 

• Evaluieren der gewählten Lösung an einem Modell M1:10

• Evaluieren der gewählten Lösung an einem Demonstrator M1:1

• Abstimmung der bautechnischen und akustischen Anforderungen, die an Lärmschutzwände zu stellen sind, (siehe „Zusätzliche Technische Vertragsbedingungen und Richtlinien für die Ausführung von Lärmschutzwänden an Straßen – ZTV-Lsw 06“1), mit der erarbeiteten Konstruktion.

Hrsg. Umweltbundesamt, Autoren: Ferdinand Zotz, Ramboll, Maximilian Kling, Ramboll, Florian Langner, Ramboll, Dr. Philipp Hohrath, Ramboll, Dr. Hartmut Born, Ramboll, Dr.-Ing. Alexander Feil, RWTH Aachen (2019): Entwicklung eines Konzepts und Maßnahmen für einen ressourcensichernden Rückbau von Windenergieanlagen, Abschlussbericht 

In: TEXTE 117/2019 Ressortforschungsplan des Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und nukleare Sicherheit, Forschungskennzahl 3717 31 330 0, FB000153

Hrsg. Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI), Entwurf und Inhalt BMVI, Abteilung Straßenbau Referat StB 13, (2021): Statistik des Lärmschutzes an Bundesfernstraßen 2017 – 2018 – 2019

In: (https://bmdv.bund.de/SharedDocs/DE/Publikationen/StB/statistik-des-laermschutzes-an-bundesfernstrassen.pdf?__blob=publicationFile)

Ben Impey, veröffentlicht 18.07.2024, Gesamtbaulänge der Lärmschutzwände an deutschen Straßen bis 2017, In: Statista Research Department, 12.04.2023

Hrsg. Geschäftsstelle des Sachverständigenrates für Umweltfragen (SRU), Autor*innen: Prof. Dr. Claudia Hornberg, Universität Bielefeld, Prof. Dr. Claudia Kemfert, Leuphana Universität Lüneburg, Prof. Dr. Christina Dornack, Technische Universität Dresden, Prof. Dr. Wolfgang Köck, Universität Leipzig, Prof. Dr. Wolfgang Lucht, Humboldt-Universität zu Berlin, Prof. Dr. Josef Settele, UFZ, Prof. Dr. Annette Elisabeth Töller, FernUniversität in Hagen, wissenschaftlicher Stab des Umweltrates: Dr. Julia Hertin, Joachim Leitner, Dr. Mechthild Baron, Dr. Andrea Bues, Dr. Henriette Dahms, Miriam Dross LL.M, Alexander Franke, Anne Geißler, Gregor Jaschke, Dr. Elisabeth Marquard, Dr. Julia Michaelis, Marvin Neubauer, Janna Rheinbay, Christoph Rheinschmitt, Dr. Markus Salomon, Dr. Katharina Schleicher, Sophie Schmalz, Dr. Elisabeth Schmid, Dr. Sebastian Strunz, Sophie Wiegand und Jascha Wiehn, (2022): Klimaschutz braucht Rückenwind: Für einen konsequenten Ausbau der Windenergie an Land, STELLUNGNAHME Februar 2022, Sachverständigenrat für Umweltfragen ISBN 978-3-947370-19-1