Trái với suy nghĩ của nhiều người, tua-bin gió hầu hết có thể tái chế được. Vấn đề là ở các cánh tuabin gió, hầu hết là không. Giờ đây, thế hệ lưỡi dao hiện đại, không thể tái chế đầu tiên sắp hết thời gian sử dụng, cuộc đua đang diễn ra để tìm kiếm những vật liệu bền vững hơn cho các thế hệ sắp tới. Gỗ là một trong những vật liệu mới đang được sử dụng và nó có thể mang lại hiệu suất tốt hơn cũng như đóng góp cho nền kinh tế tuần hoàn trong tương lai.
Cánh tuabin gió mới làm bằng gỗ được thiết kế để giúp cải thiện tính bền vững tổng thể và giúp giảm bớt các vấn đề tái chế tuabin gió (ảnh của Voodin Blade Technology
Cánh tuabin gió đầu tiên trên thế giới làm bằng gỗ
Intertubes đang xôn xao với tin tức về cánh tuabin gió “đầu tiên trên thế giới” làm bằng gỗ. Các cánh quạt dài 19,3 mét đã được lắp đặt trên một tuabin gió hiện có vào đầu tuần này gần thành phố Kassel ở Breuna, Đức.
CleanTechnica đã kiểm tra nó và các cánh quạt mới - của công ty Voodin Blade Technologies của Đức - dường như là những cánh tuabin đầu tiên thuộc loại này trong thời kỳ hiện đại. Tuy nhiên, về mặt lịch sử, bức tranh lưỡi kiếm bằng gỗ phức tạp hơn một chút. Năng lượng gió đã được sử dụng để quay các cánh cối xay gió bằng gỗ từ hàng ngàn năm nay. Ngoài việc chế biến ngũ cốc, cối xay gió cánh gỗ còn được sử dụng phổ biến để bơm nước.
Tất nhiên, cối xay gió không giống như tuabin gió hiện đại. Cối xay gió triển khai năng lượng gió một cách cơ học. Tua bin gió chuyển đổi nó thành điện năng, điều này giải thích tại sao công nghệ tua bin gió chỉ cũ bằng thời đại điện.
Trong kỷ nguyên hiện đại, các nhà sản xuất tuabin gió đã bắt đầu kết hợp gỗ, mặc dù không nhất thiết phải là loại mà Voodin sử dụng. Ví dụ, vào năm 2019, CleanTechnica đã lưu ý đến việc sử dụng gỗ balsa trong sản xuất cánh tuabin, thường bao gồm đế bằng sợi thủy tinh.
Cánh tuabin gió hiện đại bền vững hơn, được làm bằng gỗ
Xét về tính bền vững, sợi thủy tinh không hẳn là một trong những vật liệu giúp cánh tuabin gió thông thường có khả năng chống tái chế. Đó là sự kết hợp của các vật liệu phổ biến khác trong lĩnh vực cánh tuabin, chất kết dính sợi carbon và nhựa epoxy, tạo ra những rào cản trong quá trình tái chế.
Tại Hoa Kỳ, Bộ Năng lượng trích dẫn nghiên cứu chỉ ra rằng có tới 78% cánh tuabin không ngừng hoạt động có thể sẽ bị vứt bỏ tại các bãi chôn lấp thay vì được tái chế.
Mặc dù Bộ Năng lượng ước tính rằng các cánh tuabin bị loại bỏ sẽ chỉ chiếm khoảng 1% tổng lượng chất thải của quốc gia vào năm 2050, nhưng điều đó vẫn gây ra rất nhiều chất thải và gây thêm căng thẳng cho các nguồn tài nguyên thay thế. Theo một nghiên cứu được Bộ Năng lượng trích dẫn, có khoảng 10.000 đến 20.000 lưỡi dao sẽ ngừng hoạt động mỗi năm trong vòng 15 năm tới, từ 2025 đến 2040.
Voodin Blade Technologies đang đưa ra yêu cầu về một giải pháp, thông qua việc sử dụng gỗ dán nhiều lớp để sản xuất các cánh tuabin. Công ty tuyên bố rằng quy trình sản xuất của họ giúp giảm lượng khí thải carbon dioxide ít hơn 78% so với các loại lưỡi thông thường, đồng thời cắt giảm chi phí tới 20%.
Voodin ghi nhận máy phay điều khiển số (CNC) bằng máy tính đã cho phép hãng cắt giảm chi phí, một phần bằng cách thay thế lao động chân tay bằng tự động hóa.
Con đường dẫn đến lưỡi tuabin bền vững của tương lai
CleanTechnica đang liên hệ với Voodin để biết thêm thông tin chi tiết về các loại gỗ được sử dụng trong gỗ xẻ và tiềm năng tái chế của loại gỗ này.
Trong khi chờ đợi, Voodin so sánh các loại gỗ ép của mình với các loại gỗ kết cấu được sử dụng trong ngành xây dựng. Mặc dù khuyên rằng các cánh tuabin của nó chỉ được sử dụng trên bờ, Voodin tuyên bố rằng các tấm mỏng của nó bền hơn các vật liệu tổng hợp thông thường.
Jorge Castillo, người đồng sáng lập Voodin, giải thích trong một thông cáo báo chí gửi qua email cho CleanTechnica: “Chúng tôi đã tiến hành hàng trăm cuộc thử nghiệm trong phòng thí nghiệm trong suốt hai năm qua để hoàn thiện vật liệu lưỡi dao.
Castillo giải thích thêm: “Theo tất cả các thử nghiệm của chúng tôi, các cánh của chúng tôi thậm chí còn bền hơn các cánh bằng sợi thủy tinh hiện có vì chúng có ít đặc điểm mỏi hơn và được chứng minh là có khả năng chịu đựng cực kỳ tốt mọi loại điều kiện thời tiết trên bờ”.
Điều đó không có gì đáng ngạc nhiên. CleanTechnica trước đây đã phát hiện ra các tấm gỗ ở dạng gỗ nhiều lớp được sử dụng để xây dựng các tháp tuabin gió, chứ không phải bản thân các cánh quạt.
Veneer nhiều lớp khác với gỗ nhiều lớp. Nó được thiết kế để tập trung thớ gỗ trên một trục dọc. Do loại đồ gỗ liên quan, LVL có thể được sản xuất với chiều dài dài hơn nhiều so với gỗ xẻ thông thường. Hiệp hội Gỗ Kỹ thuật giải thích: “Các ứng dụng LVL phổ biến bao gồm các đầu và dầm, xà hông và xà thung lũng, ván giàn giáo và vật liệu mặt bích cho dầm chữ I bằng gỗ đúc sẵn”.
Vẫn còn phải xem liệu các cánh tuabin gió có lọt vào danh sách các ứng dụng LVL phổ biến của Hiệp hội Gỗ Kỹ thuật hay không. Nếu họ làm như vậy, điều đó có thể giúp giảm bớt áp lực lên gỗ balsa khi thực hiện các công việc nặng nhọc. Các tổ chức môi trường đã bắt đầu đưa ra cảnh báo về tác động của việc thu hoạch nhựa thơm lên hệ sinh thái rừng nhiệt đới. LVL có thể mở ra cơ hội cho chuỗi cung ứng gỗ bền vững và đa dạng hơn cho các cánh tuabin.
Nhiều con đường để có cánh tuabin gió bền vững hơn
Trong một bước phát triển thú vị khác trong lĩnh vực phát triển bền vững tuabin, vào ngày 2o23 tháng 12, Phòng thí nghiệm Năng lượng tái tạo Quốc gia của Bộ Năng lượng đã tiếp tục nỗ lực thay thế nhựa epoxy bằng đường sorbitol thải thực vật thông thường, cùng với các thành phần dựa trên sinh học khác.
Nỗ lực nghiên cứu được viết tắt là PECAN, mặc dù hồ đào không liên quan. Bên cạnh việc đẩy các nguồn tài nguyên hóa thạch ra khỏi chuỗi cung ứng, NREL tuyên bố rằng nhựa PECAN mới của họ tiêu tốn ít năng lượng hơn 30% và lượng phát thải khí nhà kính ít hơn 40% so với epoxy cánh tuabin gió thông thường.
Theo NREL, nhựa PECAN đáp ứng hoặc đánh bại epoxy thông thường về hiệu suất. Đặc biệt, nhựa PECAN thể hiện hiệu suất cao trong các thử nghiệm “leo”, đo lường độ mất độ cứng mà các cánh tuabin có thể gặp phải theo thời gian.
“Nhựa PECAN cũng đạt được thành công ở hạng mục có khả năng tái chế. Các nhà sản xuất có thể khử polyme hóa nó (hoặc phá vỡ nó) bằng cách sử dụng năng lượng hoặc thiết bị tối thiểu và không sử dụng hóa chất khắc nghiệt hoặc khó chịu”, NREL cũng nhận xét.
Công việc cũng đang tiến triển về các phương pháp mới để tái chế các cánh tuabin gió thông thường. Ví dụ: vào năm 2022, Bộ Năng lượng Hoa Kỳ đã chọn công ty Carbon Rivers của Hoa Kỳ cho trạng thái “Câu chuyện thành công”. Lần cuối cùng chúng tôi được biết, công ty đang có kế hoạch mở rộng quy mô thông qua một sản phẩm phụ có tên Windfall, Inc., vì vậy chúng tôi sẽ để mắt đến điều đó.
Một cuộc cạnh tranh tái chế tuabin gió mới cũng sẽ giúp thúc đẩy mọi việc. Bộ Năng lượng đã công bố vòng trao giải đầu tiên cho 20 nhóm tái chế tuabin vào tháng 1, tập trung vào các cánh tuabin và các bộ phận khó tái chế khác. Từ nhóm đó, tối đa sáu đội sẽ được chọn để nhận thêm tài trợ và hỗ trợ.
Theo dõi tôi @tinamcasey trên Bluesky, Threads, Instagram và LinkedIn.
Ảnh (đã cắt): Các cánh tuabin gió mới làm bằng gỗ được thiết kế để giúp cải thiện tính bền vững tổng thể và giúp giảm bớt các vấn đề tái chế tuabin gió (do Voodin Blade Technology cung cấp qua email).
Mời các đối tác xem hoạt động của Công ty TNHH Pacific Group.
FanPage: https://www.facebook.com/Pacific-Group
YouTube: https://www.youtube.com/@PacificGroupCoLt
