Dự án do Trạm Nghiên cứu Sinh thái và Môi trường Sa mạc Gobi, trực thuộc Viện Nghiên cứu Môi trường và Sinh thái Tây Bắc, Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc, phát triển. Không chỉ nhằm kiểm soát sự lan rộng của cát, công trình này còn giải quyết bài toán xử lý hàng loạt cánh tuabin gió sắp hết hạn sử dụng ở khu vực tây bắc Trung Quốc.
Từ đầu những năm 2000, hàng trăm nghìn tuabin gió, với chiều dài khoảng 30 đến 60 mét đã được lắp đặt tại các vùng khô hạn của Trung Quốc như Cam Túc, Tân Cương hay Nội Mông. Theo chu kỳ 20-25 năm, một làn sóng "nghỉ hưu" của các cánh tuabin sẽ bắt đầu từ năm 2025, tạo ra một lượng rác thải công nghiệp khổng lồ.
Thay vì để các cánh tuabin bị tháo dỡ chất đống ngoài trời, nhóm nghiên cứu đã đưa ra một giải pháp đơn giản mà hiệu quả, đó là dùng chính những vật liệu cũ này để làm hàng rào chắn cát ngay tại chỗ - nơi trước đây từng là bãi lắp đặt tuabin.
Hàng trăm nghìn tuabin gió "hết hạn sử dụng" sẽ được giữ lại để làm thiết bị chắn cát ở sa mạc.
Theo trưởng nhóm dự án, ông Liu Benli, giải pháp này được hình thành trên nền tảng hơn 10 năm nghiên cứu về chuyển động của cát, vật liệu kiểm soát cát và ứng dụng thực tiễn tại các vùng sa mạc. Nhờ kết hợp kinh nghiệm thực tế ở địa phương với nhu cầu xử lý rác thải ngành năng lượng tái tạo, nhóm đã phát triển thành công một loại hàng rào chắn cát có độ bền vượt trội.
Thử nghiệm trong đường hầm gió và mô phỏng bằng máy tính cho thấy, những cấu trúc chắn cát từ cánh tuabin có thể thay đổi luồng di chuyển của gió sát mặt đất, từ đó giảm rõ rệt tốc độ vận chuyển cát. So với hàng rào bằng gỗ hoặc rơm rạ - vốn dễ bị phân hủy hoặc gãy gập trong điều kiện khắc nghiệt - vật liệu composite tái chế có độ bền gấp 14 lần, kháng tia cực tím, chịu được nhiệt độ cao và mài mòn do cát bay.
Điển hình là tại thành phố Đôn Hoàng, tỉnh Cam Túc, nơi chỉ 4,5% diện tích là ốc đảo, còn lại phần lớn giáp ranh sa mạc Kumtag khô cằn. Địa phương này lâu nay phải đối mặt với bão cát thường xuyên, đe dọa các di sản văn hoá nổi tiếng như quần thể hang động Mạc Cao. “Việc phát triển các vật liệu chắn cát mới có thể chịu đựng được điều kiện khắc nghiệt là vô cùng cấp thiết,” ông Lưu nhấn mạnh.
Sự trùng hợp về thời gian càng khiến công nghệ này trở nên đáng giá. Giai đoạn Kế hoạch 5 năm lần thứ 14 (2021-2025) sẽ chứng kiến hơn 1,2 triệu kilowatt công suất điện gió hết hạn sử dụng, tương đương hàng nghìn cánh tuabin cần tháo dỡ. Sang Kế hoạch 5 năm lần thứ 15 (2026-2030), con số này có thể lên tới 10 triệu kilowatt mỗi năm.
Một công ty năng lượng sạch địa phương đã chủ động liên hệ với nhóm nghiên cứu để cung cấp các cánh tuabin cũ làm nguyên liệu thử nghiệm. Sau khi được cắt, khoan và xử lý tạo độ xốp, các tấm chắn cho phép luồng gió đi qua một cách có kiểm soát và giữ lại hạt cát đang bay, giúp cố định bề mặt đất.
He Chenchen, kỹ sư chính của công trình, cho biết: “Trong tương lai, công nghệ này có thể được ứng dụng rộng rãi để tái chế cánh tuabin tại chỗ, vừa tiết kiệm chi phí vận chuyển, vừa giảm thiểu rác thải công nghiệp.”
Các đợt thử nghiệm thực địa tại nhiều vùng sa mạc khác nhau vẫn đang tiếp tục, nhằm tối ưu hoá thiết kế hàng rào theo điều kiện gió và địa hình từng khu vực.
Liu khẳng định, dự án không chỉ mở ra một hướng đi mới cho xử lý rác thải năng lượng tái tạo, mà còn thể hiện cách khoa học và công nghệ có thể phục vụ trực tiếp cho môi trường và cộng đồng. Trong bối cảnh Trung Quốc đang đẩy mạnh chiến lược phát triển bền vững, mô hình này hứa hẹn sẽ được nhân rộng trong tương lai gần.
Theo Interesting Engineering
