“清潔能源”中最為“骯髒”的部分,有待解決

綠色技術研發已經走了很長一段路。然而,

清潔能源部門面臨一個發展瓶頸,它產生的能源是可循環再生的,但它使用的基礎設施卻非如此。因此,美國國家可再生能源實驗室已經將下個重大研究方向轉為:如何實現“綠色技術基礎設施”的回收。

“清潔能源”中最為“骯髒”的部分,有待解決

1.老化的風力發電葉片,只能丟棄一旁

在過去的十年中,複合材料的發展已能建造出用於風力發電廠的巨大的渦輪葉片。時至今日,已經可以生產出的渦輪葉片比波音747的翼展還要長。而隨著風力發電所需的葉片增加,運輸葉片的成本也隨之增加。但當風電場需要更換老化的葉片時,人們通常將其丟棄在一旁以減少成本的投入。

這種浪費使綠色技術的倡導者感到擔憂,這種情況並不只存在於風力發電中。分佈式電源和微電網依靠電池進行工作但電池卻難以回收處理,太陽能發電廠使用的面板很難甚至無法實現回收利用。

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2.綠色技術不僅要“綠色”,還要“循環”起來

位於科羅拉多洛磯山脈的國家可再生能源實驗室(NREL)負責人馬丁·凱勒(Martin Keller)表示,綠色技術必須發揮自己的作用解決上述問題。為此,他正在籌建有影響力的聯邦研究實驗室。

他說:“能源材料的再利用必須成為實驗室任務的一部分。”這將是朝著循環經濟邁出的重要一步,在這個世界中,廢物被消除,材料會被一次又一次地使用。

自1970年代成立以來,國家可再生能源實驗室(NREL)一直致力於在全球範圍內推廣採用太陽能,微電網,鈣鈦礦,生物質和其他綠色技術。

這回,凱勒(Keller)將NREL的職責範圍擴大到開發尖端材料領域,與此同時最大程度地減少它們造成的浪費。他的宏偉計劃是灌輸一種理念,即無論在能源領域還是用於消費品的產品,其所涉及並使用的材料能夠重新用於下一次(通常是更好的)迭代中。

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以風力渦輪機葉片為例,其使用的複合材料既輕又結實,可以有效地捕獲能量。但是它們也無法實現回收再利用。為了解決這個問題,NREL目前正在研究替代材料。一種有可能實現的辦法是利用熱塑性塑料製成葉片,該葉片在加熱時可以實現模製,而在冷卻時可以硬化。熱塑性葉片可以在現場製造,並且可以在其使用壽命結束時熔化並實現重新使用。

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4.塑料重獲新生

在國家可再生能源實驗室(NREL)龐大的研究組合中,塑料的重複利用和回收具有重要意義。 “製成瓶子的塑料是屬於複雜分子。我們為什麼不能將它切成小塊,以便再次利用生產一個瓶子?”凱勒說。

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5.貝克漢姆與凱夫拉爾

貝克漢姆與國際合作者組成的團隊共同創造了一種更有效的合成酶,可以分解PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯,一次性塑料的常見材料)。最初的酶來自日本一家回收工廠附近土壤中發現的細菌,這是已知的第一種降解塑料的細菌。但是這種酶(PETase,降解酶)不能足夠迅速地分解PET,並實現大規模使用。

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而該團隊發現了一種稱作“凱夫拉爾(一種芳綸纖維材料產品)”的合成物,可以更快,更有效地降解塑料材料,而且在酶解構過程可以生產出更堅固的複合材料。到目前為止,專家已經證明了改法的可行性,但仍需要大規模應用來證明該酶的效用。

“清潔能源”中最為“骯髒”的部分,有待解決

實現循環經濟轉型可能還有很長一段路。將政府科學家與大型公司精準配對可以加快這一過程。凱勒說,“歸根結底,未來五到十年至關重要,我們可以發現一些新的商業模式會應運而生”。回收再利用技術仍處於早期開發階段,未來大有可為。 “我們生活在一個非常令人興奮的時代。”


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