Climat cald pentru inovare. Lupta împotriva încălzirii globale avansează tehnologia

Schimbările climatice sunt una dintre cele mai frecvent citate amenințări globale. Putem spune cu siguranță că în zilele noastre aproape tot ceea ce este creat, construit, construit și planificat în țările dezvoltate ia în considerare problema încălzirii globale și a emisiilor de gaze cu efect de seră pe scară largă.

Probabil că nimeni nu va nega că publicitatea despre problema schimbărilor climatice a dus, printre altele, la un impuls puternic pentru dezvoltarea de noi tehnologii. Am scris și vom scrie de multe ori despre noi recorduri pentru eficiența panourilor solare, îmbunătățirea turbinelor eoliene sau căutarea unor metode inteligente de stocare și distribuire a energiei din surse regenerabile.

Potrivit Grupului Interguvernamental pentru Schimbări Climatice (IPCC), citat în mod repetat, avem de-a face cu un sistem climatic care se încălzește, care este cauzat în principal de creșterea emisiilor de gaze cu efect de seră și de creșterea concentrațiilor de gaze cu efect de seră în atmosferă. Modelele evaluate de IPCC sugerează că, pentru a avea șansa de a limita încălzirea la cel mult 2°C, emisiile globale trebuie să atingă vârful înainte de 2020 și apoi să fie menținute la 50-80% până în 2050.

Cu zero emisii în minte

Evoluțiile tehnologice conduse de – să o numim mai larg – „conștientizarea climei” sunt, în primul rând, un accent pe eficienta producerii si consumului de energieîntrucât reducerea energiei utilizate poate avea un impact semnificativ asupra emisiilor de gaze cu efect de seră.

Al doilea este sprijinul pentru un potențial ridicat, cum ar fi biocombustibil i energie eoliana.

În al treilea rând - cercetare și inovare tehnologicănecesare pentru a asigura opțiuni cu emisii scăzute de carbon pentru viitor.

Primul imperativ este dezvoltarea tehnologii cu emisii zero. Dacă tehnologia nu poate funcționa fără emisii, atunci cel puțin deșeurile emise ar trebui să fie o materie primă pentru alte procese (reciclare). Acesta este motto-ul tehnologic al unei civilizații ecologice pe care ne bazăm lupta împotriva încălzirii globale.

Astăzi, economia mondială depinde de fapt de industria auto. Experții își pun speranțe ecologice în acest sens. Desi nu se poate spune ca sunt fara emisii, cu siguranta nu emit gaze de esapament in locul in care se misca. Controlul emisiilor la fața locului este considerat mai ușor și mai ieftin, chiar și atunci când vine vorba de arderea combustibililor fosili. Acesta este motivul pentru care s-au cheltuit mulți bani pentru inovarea și dezvoltarea vehiculelor electrice în ultimii ani – tot în Polonia.

Desigur, cel mai bine este ca a doua parte a sistemului să fie fără emisii - generarea de energie electrică pe care mașina o folosește din rețea. Cu toate acestea, această condiție poate fi îndeplinită treptat prin comutarea energiei la . Prin urmare, o mașină electrică care călătorește în Norvegia, unde cea mai mare parte a energiei electrice provine de la centrale hidroelectrice, este deja aproape de zero emisii.

Cu toate acestea, conștientizarea climei merge mai profund, de exemplu, în procesele și materialele pentru producția și reciclarea anvelopelor, caroserii auto sau bateriilor. Mai este loc de îmbunătățire în aceste domenii, dar – așa cum știu foarte bine cititorii MT – autorii inovațiilor tehnologice și materiale, despre care auzim aproape zilnic, au cerințe de mediu adânc înrădăcinate în cap.

Construcția unei clădiri modulare cu 30 de etaje în China

Ele sunt la fel de importante în calculele economice și energetice ca și vehiculele. casele noastre. Potrivit rapoartelor Comisiei pentru Economie și Climă Globală (GCEC), clădirile consumă 32% din energia mondială și sunt responsabile pentru 19% din emisiile de gaze cu efect de seră. În plus, sectorul construcțiilor reprezintă 30-40% din deșeurile din lume.

Puteți vedea cât de mult are nevoie industria construcțiilor de inovație ecologică. Una dintre ele este, de exemplu, metoda de construcție modulară z elemente prefabricate (deși, sincer, aceasta este o inovație de decenii în devenire). Metode care au permis Broad Group să construiască un hotel cu 30 de etaje în China în cincisprezece zile (2), vă permit să optimizați producția și să reduceți impactul asupra mediului. De exemplu, în construcție a fost folosit aproape 100% oțel reciclat, iar producția a 122 de module la uzină a redus semnificativ cantitatea de deșeuri de construcție.

Profitați mai mult de la soare

După cum au arătat anul trecut oamenii de știință britanici de la Universitatea Oxford, până în 2027, până la 20% din electricitatea mondială ar putea proveni din sisteme fotovoltaice (3). Progresele tehnologice plus depășirea barierelor în calea utilizării în masă înseamnă că costul energiei electrice generate în acest mod scade atât de rapid încât va fi în curând mai ieftină decât energia din surse convenționale.

Din anii 80, prețurile la panourile fotovoltaice au scăzut cu aproximativ 10% pe an. Cercetările sunt încă în curs de îmbunătățire eficienta celulara. Unul dintre cele mai recente rapoarte în acest domeniu este informația despre realizările oamenilor de știință de la Universitatea George Washington, care au reușit să construiască un panou solar cu o eficiență de 44,5%. Dispozitivul folosește concentratoare fotovoltaice (PVC), în care lentilele concentrează razele soarelui pe o celulă cu o suprafață mai mică de 1 mm.², și constă din mai multe celule interconectate care captează împreună aproape toată energia din spectrul luminii solare. Anterior, incl. Sharp a reușit să obțină o eficiență a celulelor solare de peste 40% folosind o tehnică similară - echipând panourile cu lentile Fresnel, care concentrează lumina care lovește panoul.

Soarele este „prins” în marele oraș

O altă idee pentru creșterea eficienței panourilor solare este de a împărți lumina soarelui înainte de a atinge panourile. Faptul este că celulele concepute special pentru perceperea culorilor individuale ale spectrului ar putea „colecta” fotoni mai eficient. Oamenii de știință de la Institutul de Tehnologie din California din SUA care lucrează la această soluție speră să depășească pragul de eficiență de 50% pentru panourile solare.

Energie cu un raport mai mare

În legătură cu dezvoltarea surselor regenerabile de energie electrică, se lucrează la dezvoltarea așa-numitului. rețele de energie inteligente -. Sursele regenerabile de energie sunt surse distribuite, de exemplu. capacitatea unității este de obicei mai mică de 50 MW (maximum 100), instalată în apropierea recipientului final de energie. Cu toate acestea, cu un număr suficient de mare de surse dispersate pe o zonă mică a sistemului de alimentare și datorită capacităților oferite de rețele, devine avantajoasă combinarea acestor surse într-un singur sistem controlat de operator, creând „centrală electrică virtuală ». Scopul său este de a concentra producția distribuită într-o singură rețea conectată logic, sporind eficiența tehnică și economică a producției de energie electrică. Generația distribuită, situată în imediata apropiere a consumatorilor de energie, poate folosi și resursele locale de combustibil, inclusiv biocombustibili și energie regenerabilă, și chiar deșeuri municipale.

Acest lucru ar trebui să joace un rol important în crearea centralelor electrice virtuale. stocare a energiei, permițând ca generarea de energie să fie ajustată la schimbările zilnice ale cererii consumatorilor. De obicei, aceste rezervoare sunt baterii sau supercondensatori. Centralele de acumulare prin pompare pot juca un rol similar. Se lucrează intens pentru a dezvolta noi tehnologii de stocare a energiei, cum ar fi producția de sare topită sau hidrogen electrolitic.

Interesant este că gospodăriile americane folosesc astăzi aceeași cantitate de electricitate ca și în 2001. Acestea sunt datele administrațiilor locale responsabile cu managementul energetic, publicate la începutul anilor 2013 și 2014, transmite Associated Press. Potrivit experților citați de agenție, acest lucru se datorează în principal noilor tehnologii, economiilor și eficienței energetice sporite a aparatelor de uz casnic. Potrivit Asociației Producătorilor de Electrocasnice, consumul mediu de energie al unităților de aer condiționat obișnuite în Statele Unite a scăzut cu până la 2001% din 20. Consumul de energie al tuturor aparatelor electrocasnice a scăzut în mod egal, inclusiv al televizoarelor, ale căror display-uri LCD sau LED consumă cu până la 80% mai puțină energie decât echipamentele mai vechi!

Una dintre agențiile guvernamentale americane a pregătit o analiză în care a comparat diverse scenarii pentru dezvoltarea bilanțului energetic al civilizației moderne. Din aceasta, care prevedea o saturație ridicată a economiei cu tehnologii IT, a rezultat că până în 2030, doar în Statele Unite ale Americii s-a putut reduce consumul de energie cu o sumă egală cu energia electrică generată de treizeci de centrale electrice de 600 de megawați. Fie că atribuim acest lucru economiilor sau, mai general, mediului și climei Pământului, bilanțul este destul de pozitiv.