Number

289-DE

Section

General Section

Use

Abstract

Ein Projekt ergab vielversprechende Ergebnisse in Bezug auf die Substitution von Glasfaser/Epoxidverbundstoffen durch ein Verbundstoff aus Bambus und biobasiertem Klebstoff.

Substituted substances

Alternative Substances

Hazard Assessment

Zu substituierende Stoffe: Epoxidharze, Polyester und Glasfasern besitzen keine harmonisierte Einstufung gemäß CLP-Verordnung, stehen aber im Zusammenhang mit langfristigen Gefährdungen für die Gesundheit und die Umwelt. SUBSPORTplus liegen keine spezifischen CAS-Nummern der eingesetzten Stoffe vor. Alternative Stoffe: Bambusfasern sind natürliche Pflanzenfasern von denen keine Gefährdung ausgeht.

Description of Substitution

Die Abteilung für Verbundstoffe und Materialtechnik (KOM), DTU Windenergie auf dem Risoe Campus ist Teil der Technischen Universität Dänemark. In der KOM-Gruppe haben Forscher mehrere Jahre an der Möglichkeit gearbeitet, natürliche Fasern wie Flachs oder Hanf als Substitute für Glasfasern in den Materialien zu verwenden, die für die Herstellung von Windturbinenflügeln verwendet werden. Heutzutage werden die Flügel aus einem Gemisch hergestellt, das zu rund 60% aus Glasfaser und 40% aus Epoxid- oder Polyesterharz besteht. In einer Zusammenarbeit der KOM-Gruppe und dem Internationalen Zentrum für Bambus und Rattan in China wurde die Möglichkeit untersucht, Glasfaserlaminate durch Bambus-basierte Verbundstoffen mit einem Epoxidharz zu substituieren. In dem chinesischen Projekt wurde gezeigt, dass ein Flügel bis zu einer Länge von 30 Metern möglicherweise aus einem Verbundstoff gefertigt werden kann, der aus 90% Bambus und 10% Epoxid besteht, wodurch die in den Flügeln verwendete Menge an Epoxid erheblich vermindert würde. Auch Untersuchungen und technische Tests haben gezeigt, dass es für kleine Flügel (bis zu 15 Metern Länge) möglich sein sollte, diese auf Basis von Bambusfasern oder anderen natürlichen Fasern und einem bio-basierten Harz, also ganz ohne Epoxidharz, herzustellen. Die im Herstellungsverfahren verwendete Technologie ist die gleiche, wie bei Glasfaserflügeln. Eine Bewertung der Lebensdauer wurde von einer Gruppe Studierender des Universitätszentrum Roskilde in Dänemark durchgeführt. Der Bericht kommt zu dem Schluss, dass das Bambusmaterial die Anforderungen für den Bau von Turbinenflügeln erfüllt in Bezug auf nachhaltige Entwicklung besonders leistungsfähig ist. Die Testergebnisse waren sehr vielversprechend, aber eine Produktion hängt von einem zuverlässigen Bambuslieferanten ab, und das war der Punkt, an dem das Projekt endete. Es war nicht möglich, zu einer Vereinbarung über Lieferungen aus chinesischen Bambuswäldern zu kommen. DTU Wind Energy hat versucht, Bambus aus anderen Ländern zu beziehen, z.B. Ecuador, hatte bisher aber keinen Erfolg. Ein weiterer limitierender Faktor ist, dass biobasierte Harze bisher teurer sind als Epoxidharz und Kostenreduzierung ist ein entscheidender Geschäftsfaktor für die Windturbinenhersteller. Die bisher erhaltenen Ergebnisse sind vielversprechend und sollten ein Anfang für die Initiativen von innovativen Unternehmen sein, Prototypen der auf natürlichen Verbundmaterialien basierten Flügel zu produzieren. Soweit DTU Wind Energy bekannt ist dies bisher nicht der Fall.

Case/substitution evaluation

Epoxidharze, Polyester and Glasfasern stehen in Verbindung mit Arbeitssicherheits- und Umweltrisiken. Eine Substitution durch Bambusfasern und biobasierten Harz kann die Risiken vermindern.

State of implementation

Pilot study

Date and place of implementation

2011

Availability ofAlternative

Bambusfasern sind erhältlich, aber um die Produktion starten zu können, braucht man eine verlässliche Lieferquelle.

Type of information supplier

Research

Contact

Dänische Technische Universität https://www.dtu.dk/EN

Further information

Yinyao Qin, Jie Xu, Yu Zhang: Bamboo as a potential material used for Windmill Turbine Blades - a Life Cycle Analysis with sustainable perspective. Universitätszentrum Roskilde, Dänemark, Dezember 2009.

Date, reviewed

November 26, 2021