Circularity in the wind power sector: the perspective of the wind turbine generatorsecondhand market
2024 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE credits
Student thesis
Abstract [en]
The transition towards a more sustainable and responsible society is critical to tackle climate change. Climate crisis, natural disasters, global issues are more and more current in our daily lives, highlighting climate change impacts jeopardising humanity. To face those crises, society must change its current and usual habits in terms of consumption, but also conception or production. Shifting from a linear to a circular economy improve the society’s resiliency and sustainability, and all sectors must transition.
Moreover, in parallel with this transition toward a more circular way of life, the decarbonation needs is high in western countries. Electrification has an important role to play in society decarbonation, the wind power sector being crucial for this energy transitioning.
Started to be developed around 30 years ago, the oldest wind turbines reach their end of lifespan arising the question over their end-of-life management. Currently either recycled, recovered or landfilled, wind turbines materials follow different flows and processes, yet with low circularity implementation.
This study presents the development of a comprehensive model to assess circularity into the management of product’s end of life with an economic, environmental and circular perspective. This model aims to give decision support for actors to shift from a linear economy toward a more circular and sustainable one, with at the same time the coming impacts on economy and environment. This model is currently giving specific output regarding the three focused pillars, but can easily be adapted, updated, improved by users to answer their needs. Currently made toward the energy product end of life management; a case study is done to use the model regarding the Wind Turbine Generator’s end-of-life. Through different assessed scenarios the research gives insights regarding different pathways with different developed processes aiming to tackle existing different possibilities for a WTG end of life. Those scenarios are implemented to reflect the WTG developers’ strategies and give knowledge regarding each process. This analysis made it possible to assess the impacts of the WTG second hand market and shows the possible interest developers may have to develop this market, depending on several factors, starting with the wind speed average of the new location.
The findings indicate that operating processes towards circularity have both economic and environment interest, making them interesting for companies. Moreover, it highlights the interest of circularity in the coming private sector as a source of revenue. This model permits to see the positive impact of the WTG second hand market could have and could be extended towards the assessment of the overall WTG second hand market impact in the coming years with a correlation between the current model and the coming WTG reaching their end of lifespan.
Abstract [sv]
Övergången till ett mer hållbart och ansvarsfullt samhälle är avgörande för att hantera klimatförändringarna. Klimatkriser, naturkatastrofer och globala frågor blir alltmer aktuella i vår vardag, och klimatförändringarnas effekter hotar mänskligheten. För att möta dessa kriser måste samhället ändra sina nuvarande och vanliga vanor när det gäller konsumtion, men också utformning eller produktion. En övergång från en linjär till en cirkulär ekonomi förbättrar samhällets motståndskraft och hållbarhet, och alla sektorer måste ställa om.
Parallellt med denna övergång till ett mer cirkulärt sätt att leva är dessutom behovet av att minska koldioxidutsläppen stort i västvärlden. Elektrifiering har en viktig roll att spela i samhällets minskade koldioxidutsläpp, och vindkraftssektorn är avgörande för denna energiomställning.
De äldsta vindkraftverken, som började utvecklas för cirka 30 år sedan, har nu nått slutet av sin livslängd, vilket väcker frågan om hur de ska hanteras i slutet av sin livslängd. För närvarande återvinns, återvinns eller deponeras vindkraftverkens material i olika flöden och processer, men med låg grad av cirkularitet. Denna studie presenterar utvecklingen av en omfattande modell för att bedöma cirkularitet i hanteringen av produkters livscykel med ett ekonomiskt, miljömässigt och cirkulärt perspektiv. Modellen syftar till att ge beslutsstöd för aktörer som vill gå från en linjär ekonomi till en mer cirkulär och hållbar ekonomi, samtidigt som man tar hänsyn till de kommande effekterna på ekonomi och miljö. Modellen ger för närvarande specifika resultat avseende de tre fokuserade pelarna, men kan enkelt anpassas, uppdateras och förbättras av användarna för att tillgodose deras behov. För närvarande görs en fallstudie för att använda modellen för hantering av energiprodukters uttjänta livslängd; en fallstudie görs för att använda modellen för vindkraftverkens uttjänta livslängd. Genom olika bedömda scenarier ger forskningen insikter om olika vägar med olika utvecklade processer som syftar till att ta itu med befintliga olika möjligheter för en WTG-livslängd. Dessa scenarier är implementerade för att återspegla WTG-utvecklarnas strategier och ge kunskap om varje process. Denna analys gjorde det möjligt att bedöma effekterna av marknaden för begagnade vindkraftverk och visar det eventuella intresse som utvecklare kan ha för att utveckla denna marknad, beroende på flera faktorer, med början i den genomsnittliga vindhastigheten på den nya platsen.
Resultaten visar att verksamhetsprocesser mot cirkularitet har både ekonomiskt och miljömässigt intresse, vilket gör dem intressanta för företag. Dessutom framhävs intresset för cirkularitet i den kommande privata sektorn som en intäktskälla. Denna modell gör det möjligt att se den positiva inverkan som marknaden för begagnade WTG kan ha och kan utvidgas till att omfatta en bedömning av den totala inverkan på marknaden för begagnade WTG under de kommande åren med en korrelation mellan den nuvarande modellen och de kommande WTG som når slutet av sin livslängd.
Place, publisher, year, edition, pages
2024. , p. 62
Series
TRITA-ITM-EX ; 2024:344
Keywords [en]
Circularity, Wind Turbine Generator, second hand market
Keywords [sv]
Cirkularitet, vindkraftverk, begagnatmarknad
National Category
Engineering and Technology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-359610OAI: oai:DiVA.org:kth-359610DiVA, id: diva2:1934898
Educational program
Master of Science in Engineering - Vehicle Engineering
Supervisors
Examiners
2025-02-052025-02-05