清潔能源部門面臨一個主要的絆腳石。它產生的電力可能是可再生的，但它使用的基礎設施遠非如此。
在過去的十年中，複合材料的進步使得建造巨大的渦輪機葉片成為可能。有些葉片現在的長度甚至超過了波音 747 的翼展。隨著葉片的增大，運輸成本也隨之增加。當風電場需要更換老化的葉片時，現在通常更便宜的做法是將它們留在地上。
這種浪費令綠色技術的倡導者感到煩惱，而且它不僅限於風力發電。分散式發電和微電網依賴於難以處理的電池。太陽能發電場使用難以甚至不可能回收的面板。
對於科羅拉多州落基山脈的美國國家可再生能源實驗室（NREL）負責人馬丁·凱勒來說，如果綠色技術要實現其主張，這種矛盾就不能繼續下去。為了解決這些問題，他正在重塑這個有影響力的聯邦研究實驗室。
他說：“能源材料的再利用需要成為其設計的一部分。”這將是邁向迴圈經濟的重要一步，在迴圈經濟中，廢物被消除，材料被一遍又一遍地使用。
自 1970 年代成立以來，NREL 一直在全球範圍內率先開展太陽能、微電網、鈣鈦礦、生物質和其他綠色技術的採用工作。事實上，正是 NREL 的複合材料研究推動了現在被丟棄在田野中的巨型渦輪機葉片的增長。
凱勒擴大了 NREL 的任務範圍，使其不僅限於開發尖端材料，還要儘量減少它們產生的浪費。他的宏偉計劃是灌輸一種理念，即產品中使用的材料，不僅在能源部門，而且在消費品中，都要被回收利用於下一個（通常更好）的迭代。
以風力渦輪機葉片為例。它們的複合材料輕巧而堅固，可以有效捕獲能量。但是它們也無法回收。為了解決這個問題，NREL 目前正在研究替代材料。一個有希望的想法是用熱塑性塑膠來製造葉片，這種塑膠在加熱時可以成型，但在冷卻時會變硬。熱塑性葉片可以在現場製造，並且可以在其使用壽命結束後熔化並重新利用。
“為什麼不使用新材料，以便可以將舊風力葉片帶回並回收利用呢？” 凱勒問道。
塑膠的新生
在 NREL 龐大的研究組合中，塑膠的再利用和回收佔有重要地位。“瓶子裡的塑膠是一個複雜的分子。為什麼我們不能把它切成碎片，以便我們可以再次製造同樣的瓶子？”凱勒說。
NREL 高階研究員格雷格·貝克漢姆正試圖透過專注於生物而不是機械回收來實現這一目標。
用 PET（聚對苯二甲酸乙二醇酯）製成的一次性塑膠通常會被分解成小薄片，然後再熔化成新的 PET。但是，這種新材料會降解，使其不如原始材料有用和有價值。屢獲殊榮的化學家貝克漢姆正在研究使回收塑膠與原始塑膠一樣強，甚至更強的工藝。
貝克漢姆與一個國際合作團隊一起，創造了一種更高效的合成酶，它可以分解 PET。這種原始酶來自最近在日本一家回收廠周圍的土壤中發現的細菌——這是第一個已知可以降解塑膠的細菌。但是，酶 PETase 不能足夠快地分解 PET 以進行大規模使用。該團隊無意中設計的合成版本，工作速度更快，效率更高，並且酶的分解過程可以生產出更強的複合材料，如凱夫拉爾。到目前為止，貝克漢姆已經證明了可行性，但需要證明該酶在大規模應用中的實用性。
轉向迴圈經濟可能需要很長時間。將政府科學家與大型企業配對可以加快這一程序。
凱勒說，最終，未來五到十年“對於觀察所有這些將出現哪些新的商業模式至關重要”。回收技術仍處於開發的早期階段，還有巨大的潛力可以做更多的事情。“我們生活在一個非常激動人心的時代。”
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