Neue Konzepte gegen den Müllberg aus Rotorblättern
Die Windkraft gilt als Rückgrat der Energiewende, doch sie schleppt ein gewaltiges Entsorgungsproblem mit sich herum. Bisherige Rotorblätter aus glasfaserverstärkten Kunststoffen lassen sich kaum recyceln und enden nach spätestens 30 Jahren oft als ökologische Altlast. Ein Forschungskonsortium um das Fraunhofer IWU präsentiert nun mit dem Projekt „RECREATE“ einen radikalen Kurswechsel: Modulare Bauweisen aus Naturfasern und lösbare Klebeverbindungen sollen die Windradflügel nicht nur langlebiger, sondern endlich kreislauffähig machen.
02.06.2026
Die Bilanz der ersten Windkraft-Generationen ist ernüchternd. Seit den frühen 2000er-Jahren fallen in Europa jährlich zehntausende Tonnen an Verbundwerkstoff-Abfällen an, für die es bisher keine nachhaltige Lösung gibt. Die ausgedienten Blätter werden meist thermisch verwertet oder als minderwertiger Zusatz im Zement verarbeitet. Da EU-Vorgaben die Deponierung glücklicherweise untersagen, steht die Branche vor einer massiven Herausforderung. Wenn wir den Klimaschutz ernst nehmen, darf die Technologie zur Erzeugung grüner Energie nicht selbst zu einer dauerhaften Umweltbelastung werden, mahnen Experten des Fraunhofer-Instituts für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU.
Das Kernproblem liegt in der aktuellen Fertigung. Heutige Rotorblätter werden fast ausschließlich in einer Zwei-Schalen-Bauweise produziert. In riesigen, beheizten Formen werden Schichten aus Glas- oder Kohlefasergewebe meist von Hand eingelegt, mit Harz infiltriert und ausgehärtet. Diese Bauweise ermöglicht zwar enorme Längen von über 80 Metern, ist aber eine Sackgasse für die Kreislaufwirtschaft. Die Komponenten sind untrennbar miteinander verklebt. Ist ein Teil beschädigt, muss oft das gesamte Blatt getauscht werden. Zudem ist die manuelle Fertigung so lohnintensiv, dass die Produktion längst in Billiglohnländer abgewandert ist.
Hier setzt der neue Ansatz von Justus von Freeden und seinem Team am Fraunhofer IWU in Wolfsburg an. Die Forscher setzen auf ein modulares Design, bei dem alle Komponenten um einen durchgehenden, tragenden Holm gruppiert sind. Der Clou ist die Vorderkante des Blattes. Diese sogenannte Leading Edge ist durch Wind, Staub und Regen extremen Belastungen ausgesetzt und verschleißt als erstes. „Wenn die Vorderkante nicht als Modul getauscht werden kann, wird das gesamte Blatt unbrauchbar“, erklärt von Freeden den technischen Engpass. Durch eine spezielle, wieder lösbare Klebeverbindung kann die verschlissene Kante nun einfach ersetzt werden, was die aerodynamische Effizienz der Anlage wieder auf das Niveau eines Neugeräts hebt.
Neben der Reparierbarkeit steht die Materialwahl im Fokus. Die Wissenschaftler setzen auf thermoplastische Kunststoffe, die mit Naturfasern verstärkt sind. Diese Materialien sind weitaus besser für die gängigen Strategien der Kreislaufwirtschaft geeignet als die herkömmlichen Glasfasersysteme. Naturfaserverstärkte Thermoplaste verhalten sich über mehrere Nutzungs- und Recyclingzyklen robuster und zeigen weniger kritische Schadensmechanismen. Während Glasfasern beim mechanischen Recycling oft so stark verkürzt werden, dass sie am Ende eher als störende Fremdstoffe denn als Verstärkung wirken, behalten Naturfasern ihre stützende Funktion deutlich länger bei.
Ein weiterer entscheidender Vorteil des neuen Konzepts ist das Potenzial zur Automatisierung. Durch das Verfahren der Pultrusion, bei dem Endlosfasern durch ein Harzbad gezogen und in einer beheizten Düse ausgehärtet werden, lässt sich der tragende Holm als kontinuierliches Profil fertigen. Auch die Vorderkanten aus organischen Blechen könnten künftig in hochautomatisierten Prozessen geformt werden. Das Ziel des Design-for-Manufacturing-Konzepts ist ambitioniert: „Wir wollen ermöglichen, dass Schlüsselkomponenten von Windkraftanlagen durch einen hohen Automatisierungsgrad wieder wirtschaftlich in Europa produziert werden können“, so die Forscher des Fraunhofer IWU. Damit würde die Windkraft nicht nur ökologisch sauberer, sondern auch technologisch unabhängiger.
