Европе грозит превратиться в свалку трудно перерабатываемых лопастей ветряных турбин, но новое исследование нашло «горячее» решение
Ветряную энергетику называют одним из «самых дешевых и масштабируемых решений» климатического кризиса, однако ее бурный рост вызывает все больше тревог.
РЕКЛАМА
РЕКЛАМА
Турбины, установленные по всей Европе и в ее прибрежных водах, спроектированы так, чтобы выдерживать одни из самых суровых условий, от интенсивного ультрафиолетового излучения и сильных порывов ветра до экстремальных температур и даже ударов молнии.
Хотя около 85–90 процентов общей массы ветряка можно переработать, высокая прочность лопастей делает утилизацию оставшихся элементов затруднительной.
Лопасти ветряков забивают полигоны Европы
В результате многие лопасти турбин после вывода из эксплуатации, обычно через 20 лет службы, оказываются на свалках или отправляются на сжигание.
По прогнозам, ежегодный объем отходов от списанных лопастей в Европе вырастет с 20 000 тонн в 2025 году до 55 000 тонн к 2030 году, по мере того как старые установки достигают конца срока службы.
Отраслевое объединение WindEurope, представляющее европейскую ветроэнергетику, ввело добровольный общеотраслевой запрет на захоронение лопастей на полигонах, который вступил в силу в прошлом году.
Ассоциация призывает законодателей ЕС закрепить этот запрет в официальном законодательстве, утверждая, что это дополнительно ускорит развитие устойчивых технологий переработки.
Лопасти ветряков проходят импульсный джоулев нагрев
Исследователи недавно обнаружили новый способ дать трудно перерабатываемым лопастям ветряков вторую жизнь, подвергая их «кратковременному всплеску интенсивного нагрева».
В исследовании, опубликованном в научном журнале Chem Circularity (источник на английском языке), показано, что так называемый «flash joule heating» может превращать лопасти, которые обычно делают из стеклопластика, содержащего диоксид кремния, и богатой углеродом полимерной смолы, в карбид кремния и графен, два ценных материала для промышленного производства.
Лопасти нагревали примерно до 2 000 °C за считаные секунды, при таких температурах углерод может реагировать с диоксидом кремния с образованием карбида кремния, твердого и термостойкого материала.
В этих условиях углерод может также перестраиваться в графен, материал, известный своей прочностью и способностью проводить тепло и электричество.
Команда ученых выяснила, что добавление раздробленных лопастей к другим материалам перед нагревом делает новый материал более пригодным для создания новых роторных лопастей.
Всего 0,3 процента (по массе) восстановленных материалов позволили сделать смолу более жесткой и прочной, а также повысить ее сопротивление деформации на 27 процентов при растяжении и на 9 процентов при изгибе.
«Смесь карбида кремния и графена можно вновь добавлять в смолы для производства новых лопастей ветряков, улучшая их механические и термические свойства», говорит ведущий автор, инженер-химик и специалист по охране окружающей среды Бин Дэн из Университета Цинхуа в Китае.
«Это не просто переработка, это апсайклинг. Мы превращаем то, что почти не имеет ценности, в нечто гораздо более ценное».