清潔能源行業(yè)面臨著一個(gè)障礙：其所產(chǎn)生的電能是可再生的，但它所使用的基礎(chǔ)設(shè)施卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)稱不上“可再生”。

在過去的十年里，復(fù)合材料的進(jìn)步使得建造巨大的渦輪葉片成為現(xiàn)實(shí)，有些風(fēng)機(jī)葉片比波音747的翼展還長(zhǎng)。隨著生產(chǎn)葉片數(shù)量增加，運(yùn)輸它們的成本也隨之增加。當(dāng)風(fēng)電場(chǎng)需要更換老化的葉片時(shí)，讓它們躺在地上通常會(huì)更經(jīng)濟(jì)。

（來源：科學(xué)美國(guó)人 譯：國(guó)家能源報(bào)道于琳娜）

這種浪費(fèi)困擾著綠色技術(shù)的倡導(dǎo)者，這種現(xiàn)象也不局限于風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)。分布式電源和微電網(wǎng)需要依靠難以回收的電池，太陽能發(fā)電站使用的電池板雖然可以回收利用，但實(shí)際操作起來也是比較困難的。

美國(guó)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室（NREL）負(fù)責(zé)人馬丁·凱勒認(rèn)為，如果綠色技術(shù)要達(dá)到要求，那么這種矛盾就不應(yīng)再繼續(xù)下去。為了解決這些問題，他正在重塑有影響力的聯(lián)邦研究實(shí)驗(yàn)室。“可回收使用的能源材料應(yīng)當(dāng)成為設(shè)計(jì)的一部分，這是朝著循環(huán)經(jīng)濟(jì)邁出的重要一步——一個(gè)消除了廢物、材料被一次又一次使用的世界。”凱勒說。

自1970年成立以來，NREL一直在全球范圍內(nèi)推廣使用太陽能、微電網(wǎng)、鈣鈦礦、生物質(zhì)和其他綠色技術(shù)。事實(shí)上，NREL對(duì)復(fù)合材料的研究推動(dòng)了如今被丟棄在野外的巨型渦輪機(jī)葉片的再次使用。

現(xiàn)在經(jīng)過多次改良的風(fēng)機(jī)葉片，已經(jīng)變得更輕更強(qiáng)，可以有效地捕捉能量，但依舊不能實(shí)現(xiàn)回收使用。為了解決這個(gè)問題，NREL正在研究替代材料，一個(gè)有潛力的想法是用熱塑性塑料制作葉片，熱塑性塑料可以在加熱時(shí)成型，但冷卻時(shí)會(huì)變硬。熱塑性葉片可以在現(xiàn)場(chǎng)制造，并在壽命結(jié)束時(shí)融化、重新利用。

在NREL龐大的研究組合中，塑料的再利用和再循環(huán)功能非常強(qiáng)大。“瓶子里的塑料是一種復(fù)雜的分子，為什么我們不能把它切成碎片，然后再造一個(gè)同樣的瓶子？”凱勒說。NREL高級(jí)研究員格雷格·貝克漢姆正試圖做到這一點(diǎn)，他專注于生物回收。用PET制成的一次性塑料，通常會(huì)被破碎成小塊，然后融化制成新的PET。但這種二次制成的材料性能已經(jīng)退化了，也不值錢。

貝克漢姆與一組國(guó)際合作者一起創(chuàng)造了一種能分解PET的更高效的合成酶。最初的酶來自于最近在日本一家回收工廠周圍土壤中發(fā)現(xiàn)的細(xì)菌，這是已知的第一種降解塑料的細(xì)菌。但是這種酶不能很快分解PET，也不能規(guī)?；瘧?yīng)用。該團(tuán)隊(duì)無意中設(shè)計(jì)出的加強(qiáng)酶，工作速度更快、效率更高，酶解構(gòu)過程允許生產(chǎn)出更強(qiáng)大的復(fù)合材料。貝克漢姆已經(jīng)證明了這種酶的可行性，但還需要證明這種酶能否實(shí)現(xiàn)規(guī)模化的應(yīng)用。

轉(zhuǎn)向循環(huán)經(jīng)濟(jì)可能需要很長(zhǎng)時(shí)間，政府、科學(xué)家、企業(yè)之間還需要加強(qiáng)合作，以加快這一進(jìn)程。凱勒表示：“未來五到十年將是這些新商業(yè)模式生產(chǎn)的關(guān)鍵，回收技術(shù)仍處于發(fā)展的早期階段，有巨大的潛力。”