Điện gió được coi là năng lượng sạch mà thế giới đang hướng tới. Thế nhưng, điều này không có nghĩa là nó “sạch” hoàn toàn mà vẫn có nhiều vấn đề liên quan đến chất thải điện gió.
Kiến thức - Học thuật

Giải quyết rác thải của điện gió là vấn đề không thể xem nhẹ

Anh Tú 12/12/2023 20:15

Điện gió được coi là năng lượng sạch mà thế giới đang hướng tới. Thế nhưng, điều này không có nghĩa là nó “sạch” hoàn toàn mà vẫn có nhiều vấn đề liên quan đến chất thải điện gió.

Trong khi hầu hết các bộ phận của tuabin gió có thể được tái chế thì các cánh quạt lại không. Các cánh quạt chủ yếu được làm từ sợi thủy tinh hoặc nhựa pha sợi carbon; được thiết kế có độ bền cao và cứng, vật liệu này rất khó cắt hoặc mài.

Hiện nay, hầu hết các cánh quạt cũ đều được đem đi chôn lấp hoặc đốt. Một nhà máy ở Đức đã chế biến chúng thành xi măng, nhưng quy mô khá hạn chế.

Khoảng 8.000 cánh quạt ở Mỹ và 4.000 cánh khác ở châu Âu dự kiến sẽ ngừng hoạt động trong năm nay, tương đương với khoảng 40.000 tấn vật liệu. Con số cuối cùng có thể thấp hơn, tùy thuộc vào số lượng trang trại gió được chính quyền gia hạn giấy phép hoạt động.

Dự báo toàn cầu về lượng cánh quạt bị thải ra trong một thập niên tới là khoảng 200.000 tấn/năm.

Bất chấp tình hình hiện tại có vẻ yên ắng, một số lượng lớn cánh quạt "hết đát" sẽ phải được xử lý trong tương lai. Và con số này sẽ chỉ tăng lên trong những năm tiếp theo vì cánh quạt thế hệ sau này thường dài hơn và nặng hơn nhiều so với thế hệ trước. Sự “tiến hóa” này làm tăng thêm vấn đề rác thải.

Khát vọng và hiện thực

Cánh quạt tuabin gió phải chịu rất nhiều áp lực và nguy cơ. Giống như cánh máy bay, chúng hoạt động hiệu quả nhất khi bóng nhẵn, nhưng chúng có thể bị hư hại do cát trong không khí, cũng như sét và mưa. Điều này lý giải vì sao vòng đời của chúng khá hạn chế.

Châu Âu và Mỹ đã thống nhất một hệ thống phân cấp trong quy trình xử lý chúng, cùng với các vật liệu khác. Ưu tiên hàng đầu là duy trì sử dụng chúng như thiết kế chúng để tồn tại lâu hơn và tái sử dụng. Sau đó là tái chế, tiếp theo là đốt và cuối cùng danh sách là chôn lấp.

Tuy nhiên, hiện tại, các lựa chọn thay thế cho hai phương án tệ nhất là đốt và chôn lấp còn rất hạn chế.

Tái sử dụng

Tái sử dụng ở đây là cắt các cánh quạt và sử dụng các mảnh đó để tạo ra sản phẩm mới. Ví dụ, các cánh quạt đã được sử dụng để thay thế các dầm thép trong xây dựng cầu cống. Các nhà nghiên cứu từ một số trường đại học gần đây đã hợp tác với thành phố Cork (Ireland) để xây dựng cây cầu đi bộ nhỏ dành cho người đi xe đạp và người đi bộ.

Họ đã sử dụng ba cánh quạt dài 14m từ một tuabin cũ (nhỏ hơn nhiều so với các cánh quạt dài 50m của tuabin trên cạn hiện nay) trong công trình này. Một cánh được dùng trong quá trình thử nghiệm để ước tính độ bền của hai cánh còn lại, những chiếc sau đó được đưa vào thay thế các dầm cũ.

Sau khi hoàn thành, cây cầu dài 5,5m, có thể chịu tải tức thời 12 tấn. Đây là cây cầu thứ hai thuộc loại tái sinh từ cánh quạt điện gió, sau một cây cầu khác ở Ba Lan. Ngoài ra còn có một cây cầu khác vừa khánh thành ở Draperstown, Bắc Ireland và một cây cầu khác đang được xây dựng ở Atlanta, Georgia (Mỹ).

Cũng có nghiên cứu về cách biến các cánh quạt đã qua sử dụng thành cột điện nhờ tận dụng ưu thế của vật liệu này là không cản trở tín hiệu điện thoại hoặc wifi.

Trong số nhiều cách tận dụng khác có thể kể đến như làm máng thức ăn chăn nuôi, vách ngăn gia súc, nhà chờ xe buýt, tà vẹt đường bộ/đường sắt, vật liệu cách nhiệt, vật liệu nhà ở, vách chắn tiếng ồn... Các cánh quạt cũng có thể được tái sử dụng để làm vật liệu xây dựng như làm mái nhà và gia cố móng.

Quạt tuabin gió chỉ là một phần của vấn đề

Có rất nhiều nghiên cứu về tái chế cánh quạt. Vấn đề lớn là tách các polyme ra khỏi liên kết nhựa. Hai phương pháp chính là làm nóng chúng trong môi trường không có oxy (nhiệt phân) hoặc tách nhựa bằng dung môi (hòa tan). Đáng tiếc, sản phẩm của 2 phương pháp này đều cho ra loại sợi mới yếu hơn và giá thành đắt hơn.

Các nhà sản xuất đang phát triển các loại nhựa có thể phục hồi dễ dàng hơn. Gần đây đã có những tuyên bố thành công của Siemens Gamesa, General Electric và Vestas, nhưng không ai đưa ra chi tiết về phương pháp của họ, vì vậy triển vọng lúc này vẫn chưa rõ ràng.

Một khả năng khác là chế tạo cánh quạt từ polyme nhiệt dẻo - loại nhựa có thể làm mềm bằng nhiệt. Không giống như các polyme nhiệt rắn ngày nay, chúng dễ gia công hơn và dễ chế tạo thành các cánh quạt mới hơn. Một cánh quạt dài 14 mét đang được thử nghiệm ở Mỹ, nhưng chiều dài này chưa bằng 1/5 chiều dài cánh của các tua bin trên cạn lớn nhất hiện nay (chưa nói đến các tua bin ngoài khơi). Nếu các thử nghiệm thành công và có thể tăng kích thước cánh quạt mới, đây có thể là yếu tố thay đổi cuộc chơi.

Điều quan trọng cần nhấn mạnh, các cánh quạt tuabin gió chỉ là một phần của vấn đề. Vì ngoài chúng ra, còn có rất nhiều vật liệu nhựa pha sợi carbon được sử dụng trong để chế tạo thuyền và máy bay. Và những thứ này chỉ được tái chế ở một mức rất khiêm tốn nên tạo ra một vấn đề lớn về rác thải.

Đối với vấn đề rác thải hiện nay, câu trả lời là phải nỗ lực tái sử dụng. Nếu may mắn, nghiên cứu về tái chế sẽ giải quyết được vấn đề này. Còn hiện tại, vẫn chưa có một giải pháp nào là hoàn hảo.

Bài liên quan

(0) Bình luận
Nổi bật Một thế giới
Tổng bí thư Nguyễn Phú Trọng với tâm huyết phát triển khoa học - công nghệ và đổi mới sáng tạo
6 giờ trước Khoa học - công nghệ
Sinh thời, Tổng bí thư Nguyễn Phú Trọng luôn đặc biệt quan tâm, chú trọng đến phát triển khoa học - công nghệ và đổi mới sáng tạo.
Đừng bỏ lỡ
Mới nhất
POWERED BY ONECMS - A PRODUCT OF NEKO
Giải quyết rác thải của điện gió là vấn đề không thể xem nhẹ