Cuộc cách mạng xanh: Nhà máy cánh tuabin gió bằng gỗ tự động đầu tiên tại Tây Ban Nha – Giải pháp cho 'điểm mù' của năng lượng gió

Năng lượng gió có một 'điểm mù' nghiêm trọng: những cánh quạt. Trong khi có tới 90% khối lượng của một tuabin gió — tháp thép, móng bê tông, dây đồng — có thể được tái chế, thì bản thân các cánh quạt gần như không thể tái chế một cách kinh tế . Được làm từ sợi thủy tinh và sợi carbon kết dính bằng nhựa epoxy, hàng chục nghìn cánh quạt ngừng hoạt động mỗi năm đang bị chôn lấp hoặc đốt bỏ .

Một tập đoàn do Đức dẫn đầu hiện có kế hoạch lấp đầy khoảng trống đó. Dự án VB1F (Voodin Blade 1st Factory) sẽ xây dựng nhà máy tự động đầu tiên tại Tây Ban Nha chuyên sản xuất cánh tuabin gió từ gỗ kỹ thuật — và dự án đã nhận được 48,18 triệu Euro từ Quỹ Đổi mới EU (EU Innovation Fund) để thực hiện điều này .

Tổng quan dự án: Nhà máy VB1F là gì?

Dự án VB1F là một khoản tài trợ trị giá 48,18 triệu Euro từ Quỹ Đổi mới EU dành cho một tập đoàn do công ty khởi nghiệp Voodin Blade Technology của Đức dẫn đầu, cùng với công ty Đức Anker-Tec và các công ty Litva VMG Wood Invest (điều phối viên dự án) và VMG Technics . Tổng vốn đầu tư dự kiến vượt quá 100 triệu Euro .

Nhà máy sẽ được xây dựng tại Navarre, Tây Ban Nha, dự kiến bắt đầu hoạt động thương mại vào năm 2031 và tạo ra khoảng 450 việc làm . Khi hoạt động hết công suất, nhà máy dự kiến sẽ sản xuất tới 160 bộ cánh quạt mỗi năm, với mỗi cánh dài từ 20 đến 90 mét .

Công nghệ cốt lõi: Gỗ ép Laminated Veneer Lumber (LVL)

Cánh quạt được làm từ LVL (Laminated Veneer Lumber) — một loại gỗ kỹ thuật được tạo ra bằng cách liên kết các lớp veneer mỏng dưới nhiệt độ và áp suất cao . LVL có tỷ lệ độ cứng trên trọng lượng tương đương với sợi thủy tinh, khiến nó trở thành một vật liệu thay thế khả thi về mặt cấu trúc cho các vật liệu composite thông thường .

Các đặc tính chính của cánh quạt LVL của Voodin:

• Có thể tái chế 100% khi hết vòng đời. Không giống như cánh quạt sợi thủy tinh hầu như không thể phân hủy, cánh quạt LVL có thể được nghiền nhỏ và tái sử dụng trong các sản phẩm gỗ mới hoặc để thu hồi năng lượng, loại bỏ hoàn toàn rác thải cánh quạt chôn lấp .
• Dấu chân carbon thấp hơn. Voodin tuyên bố những cánh quạt này cần "một phần rất nhỏ lượng carbon để sản xuất" so với vật liệu composite sợi thủy tinh thông thường, vì gỗ hoạt động như một kho lưu trữ carbon thay vì một sản phẩm có nguồn gốc từ dầu mỏ . Theo tập đoàn, dự án có thể tránh được hơn 2,4 triệu tấn khí thải carbon dioxide tương đương trong thập kỷ hoạt động đầu tiên .
• Tuổi thọ hơn 25 năm. Voodin tuyên bố cánh quạt LVL của họ có thể sánh ngang với tuổi thọ hoạt động của cánh quạt thông thường . Các nguyên mẫu đã được thử nghiệm: một bộ cánh dài 19,3 mét đã được lắp đặt trên một tuabin hiện có ở Breuna, Đức vào cuối năm 2023, và công ty đã hợp tác với nhà sản xuất tuabin Senvion để thử nghiệm các cánh quạt dài hơn 50 mét .

Sản xuất tự động, không cần khuôn mẫu

Một đặc điểm nổi bật của nhà máy VB1F là quy trình sản xuất hoàn toàn tự động, không cần khuôn mẫu . Sản xuất cánh quạt truyền thống dựa vào các khuôn đúc lớn, đắt tiền, chỉ sử dụng một lần, hạn chế tính linh hoạt trong thiết kế và tạo ra chất thải vật liệu. Quy trình của Voodin sử dụng máy CNC chính xác được hướng dẫn bởi các mô hình kỹ thuật số để tạo hình cánh quạt trực tiếp từ các phôi LVL, một phương pháp mà công ty cho biết có thể giảm chi phí vốn khoảng một nửa so với các cơ sở sản xuất cánh quạt thông thường .

Sự tự động hóa này cũng cho phép chu kỳ sản xuất nhanh hơn và linh hoạt hơn trong thiết kế cánh quạt, giúp nhà máy dễ dàng mở rộng quy mô và có khả năng triển khai ở các khu vực khác .

Vấn đề nan giải: Rác thải cánh quạt sợi thủy tinh

Ngành công nghiệp gió đang phải đối mặt với một cuộc khủng hoảng rác thải ngày càng gia tăng. Ước tính có khoảng 78% cánh quạt sợi thủy tinh đã ngừng hoạt động hiện đang được chôn lấp . Bởi vì sợi thủy tinh và sợi carbon được liên kết với nhau bằng nhựa epoxy, việc phân hủy chúng thành các vật liệu có thể tái sử dụng là vô cùng khó khăn về mặt kỹ thuật và không khả thi về mặt kinh tế .

Giải pháp của Voodin là thay thế hoàn toàn vật liệu composite. Sau 20–30 năm hoạt động, cánh quạt LVL có thể được tái chế hoàn toàn — trả lại gỗ cho vòng đời vật liệu thay vì chôn vùi nó . Điều này giải quyết những gì các nhà phân tích ngành mô tả là 'điểm mù cuối vòng đời' đối với thành tích môi trường vốn rất tốt của năng lượng gió .

Tăng cường chuỗi cung ứng châu Âu

Cấu trúc tập đoàn phản ánh một chiến lược có chủ đích nhằm giảm sự phụ thuộc vào sợi thủy tinh và nhựa epoxy nhập khẩu từ châu Á. Các công ty kỹ thuật Đức (Voodin, Anker-Tec) đảm nhận thiết kế cánh quạt và tự động hóa, trong khi các chuyên gia chế biến gỗ Litva (VMG Wood Invest, VMG Technics) cung cấp LVL có nguồn gốc từ các khu rừng châu Âu được quản lý bền vững . Sản xuất tại địa phương ở Navarre giúp rút ngắn chuỗi cung ứng và cải thiện an ninh năng lượng cho các dự án trang trại gió châu Âu .

Phù hợp với các mục tiêu khí hậu của EU

Dự án trực tiếp hỗ trợ Thỏa thuận Xanh EU (European Green Deal) và các mục tiêu trung hòa khí hậu bằng cách tạo ra một nền kinh tế tuần hoàn cho các bộ phận của tuabin gió . Quỹ Đổi mới EU, nơi cung cấp khoản tài trợ, được tài trợ thông qua Hệ thống Giao dịch Khí thải (ETS) của khối và là một công cụ quan trọng để triển khai các công nghệ các-bon thấp đột phá, giúp EU đạt được mục tiêu phát thải ròng bằng 0 vào năm 2050 .

Bằng cách làm cho năng lượng gió quy mô lớn trở nên hoàn toàn tuần hoàn — cánh quạt vừa có nguồn gốc sinh học vừa có thể tái chế — dự án VB1F giải quyết một lỗ hổng quan trọng trong các tuyên bố về tính bền vững của ngành .