Tuulivoimassa käytettävät kriittiset materiaalit ja niiden riittävyys

Tämän kandidaatintyön tavoitteena on selvittää kirjallisuuskatsaukseen perustuen, miten Euroopan unioni ohjaa ilmasto- ja energiapolitiikallaan uusiutuvan energian lisäämiseen, erityisesti tuulivoiman osalta. Euroopan unioni ohjaa jäsenvaltioitaan kohti vähäpäästöisempää energiantuotantoa ilmasto- ja energiastrategioillaan, joiden myötä tuulivoiman merkitys energiantuotannossa kasvaa.

Työssä keskeistä on myös kriittisten materiaalien yhteys tuulivoimateknologioihin. Kriittisten materiaalien saatavuus, tuotanto ja alueellinen keskittyneisyys luovat haasteita Euroopan huoltovarmuudelle, jonka vuoksi EU on laatinut kriittisten materiaalien asetuksen. Tarkastelussa on myös Suomen mineraalistrategia ja sen rooli raaka-aineiden turvaamisessa.

Työssä tarkastellaan maa- ja merituulivoimateknologioiden materiaalitarpeita ja vertaillaan kriittisten materiaalien kysyntää ja kierrätyspotentiaalia. Erityisesti kestomagneettien roolia tuuliturbiineissa tarkastellaan määrällisesti. Kestomagneettien kierrätyksen nykytilannetta ja mahdollisuuksia arvioidaan suhteessa kasvavaan kysyntään.

Työn tärkeä löydös on kestomagneettien vuosittain tarvittava määrä, jotta EU:n asettamaan tavoitteeseen tuulivoiman kapasiteetista voidaan yltää. Työssä tehdyn arvion perusteella nykyinen kestomagneettien kierrätyspotentiaali ei riitä kattamaan tulevaa kysyntää, vaan kierrätysteknologioiden ja Euroopan oman raaka-ainetuotannon kehittäminen korostuu. Työssä tunnistetaan tarve kokonaisvaltaiselle lähestymistavalle, jossa huomioidaan tuulivoiman kasvutavoitteet ja raaka-aineiden saatavuuden turvaamisen.The aim of this bachelor’s thesis is to examine, based on a literature review, how the European Union steers the increase of renewable energy through its climate and energy policy, with a particular focus on wind power. The EU guides its Member States toward lower emission energy production through climate and energy strategies, which contribute to the growing importance of wind power in energy generation.

A central aspect of this study is the connection between critical raw materials and wind power technologies. The availability, production, and regional concentration of critical materials pose challenges to Europe’s security of supply, which is why the EU has established the Critical Raw Materials Act. The study also examines Finland’s mineral strategy and its role in securing raw material supply.

The material requirements of both onshore and offshore wind power technologies are assessed, and the demand for critical materials and their recycling potential are compared. Particular attention is given to the role of permanent magnets in wind turbines, with a quantitative assessment. The current state and future potential of permanent magnet recycling are evaluated in relation to the growing demand.

A key finding of the thesis is the estimated annual amount of permanent magnets required to meet the EU’s wind power capacity targets. Based on the assessment conducted, the current recycling potential of permanent magnets is insufficient to meet future demand. Therefore, the development of recycling technologies and Europe’s own raw material production becomes increasingly important. The study identifies the need for a holistic approach that considers both the growth targets of wind power and the need to secure the availability of raw materials.