Toplo podnebje za inovacije. Boj proti globalnemu segrevanju razvija tehnologijo

Podnebne spremembe so ena najpogosteje omenjanih globalnih groženj. Mirno lahko rečemo, da trenutno skoraj vse, kar se ustvarja, gradi, gradi in načrtuje v razvitih državah, v velikem obsegu upošteva problem globalnega segrevanja in izpustov toplogrednih plinov.

Verjetno nihče ne bo zanikal, da je javnost o problematiki podnebnih sprememb med drugim privedla do močnega zagona razvoja novih tehnologij. O naslednjem rekordu učinkovitosti sončnih kolektorjev, izboljšanju vetrnih turbin ali iskanju inteligentnih metod shranjevanja in distribucije energije iz obnovljivih virov smo pisali in bomo še večkrat pisali.

Po večkrat citiranem Medvladnem panelu za podnebne spremembe (IPCC) imamo opravka s podnebnim sistemom, ki se segreva, kar je predvsem posledica povečanja izpustov toplogrednih plinov in povečanja koncentracije toplogrednih plinov v ozračju. Rezultati modela, ki jih je ocenil IPCC, kažejo, da morajo globalne emisije doseči vrh pred letom 2 in se nato ohraniti na 2020–50 % do leta 80, da bi imeli možnost omejitve segrevanja na manj kot 2050 °C.

Z nič emisij v glavi

Tehnološki napredek, ki ga poganja – poimenujmo ga širše – »podnebna ozaveščenost«, je najprej poudarek na učinkovitost proizvodnje in porabe energijeker lahko zmanjšanje porabe energije pomembno vpliva na emisije toplogrednih plinov.

Drugo je podpora visokega potenciala, kot je npr biogoriva i vetrna energija.

Tretjič - raziskave in tehnološke inovacijepotrebne za zagotovitev nizkoogljičnih možnosti v prihodnosti.

Prvi imperativ je razvoj tehnologije brez emisij. Če tehnologija ne more delovati brez emisij, potem morajo biti izpuščeni odpadki vsaj surovina za druge procese (recikliranje). To je tehnološki moto ekološke civilizacije, na katerem gradimo naš boj proti globalnemu segrevanju.

Danes je svetovno gospodarstvo dejansko odvisno od avtomobilske industrije. S tem strokovnjaki povezujejo svoja eko-upa. Čeprav ne moremo reči, da so brez emisij, zagotovo ne oddajajo izpušnih plinov na mestu, kjer se gibljejo. Nadzorovanje emisij in situ velja za lažje in cenejše, tudi ko gre za kurjenje fosilnih goriv. Zato je bilo v zadnjih letih veliko denarja porabljenega za inovacije in razvoj električnih vozil – tudi na Poljskem.

Seveda je najbolje, da je brez emisij tudi drugi del sistema – proizvodnja električne energije, ki jo avtomobil uporablja iz omrežja. Vendar je ta pogoj mogoče postopoma izpolniti s preklopom energije na . Zato je električni avtomobil, ki potuje po Norveškem, kjer večina električne energije prihaja iz hidroelektrarn, že blizu nič emisij.

Vendar pa je zavest o podnebju globlje, na primer v postopkih in materialih za proizvodnjo in recikliranje pnevmatik, karoserij ali baterij. Na teh področjih je še prostora za izboljšave, a - kot se bralci MT dobro zavedajo - imajo avtorji tehnoloških in materialnih novosti, o katerih skoraj vsak dan poslušamo, okoljske zahteve globoko zakoreninjene v svojih glavah.

Gradnja 30-nadstropne modularne stavbe na Kitajskem

Pri ekonomskih in energetskih izračunih so prav tako pomembni kot vozila. naše hiše. Stavbe porabijo 32 % svetovne energije in so odgovorne za 19 % emisij toplogrednih plinov, glede na poročila Svetovne gospodarske in podnebne komisije (GCEC). Poleg tega gradbeni sektor predstavlja 30-40 % odpadkov, ki ostanejo na svetu.

Vidite lahko, kako zelo gradbena industrija potrebuje zelene inovacije. Ena izmed njih je na primer metoda modularne konstrukcije z montažnih elementov (čeprav je, odkrito povedano, to inovacija, ki se razvija že desetletja). Metode, ki so skupini Broad Group omogočile gradnjo 30-nadstropnega hotela na Kitajskem v petnajstih dneh (2), optimizirati proizvodnjo in zmanjšati vpliv na okolje. V gradbeništvu se na primer uporablja skoraj 100 % reciklirano jeklo, proizvodnja 122 modulov v tovarni pa je znatno zmanjšala količino gradbenih odpadkov.

Pojdite več na sonce

Kot so pokazale lanske analize britanskih znanstvenikov z univerze v Oxfordu, do leta 2027 lahko do 20 % električne energije, porabljene na svetu, prihaja iz fotovoltaičnih sistemov (3). Tehnološki napredek in premagovanje ovir za množično uporabo pomenijo, da stroški tako proizvedene električne energije tako hitro padajo, da bo kmalu cenejša od energije iz konvencionalnih virov.

Od osemdesetih let prejšnjega stoletja so cene fotovoltaičnih panelov padle za približno 80 % na leto. Raziskave se še vedno izboljšujejo učinkovitost celic. Eno najnovejših poročil na tem področju je dosežek znanstvenikov z univerze George Washington, ki jim je uspelo zgraditi sončno ploščo z izkoristkom 44,5%. Naprava uporablja fotovoltaične koncentratorje (PVC), v katerih leče usmerjajo sončne žarke na celico s površino manj kot 1 mm.², in je sestavljen iz več med seboj povezanih celic, ki skupaj zajamejo skoraj vso energijo iz spektra sončne svetlobe. Prej je vklj. Sharp je s podobno tehniko dosegel več kot 40-odstotno učinkovitost sončnih celic, saj je plošče opremil s Fresnelovimi lečami, ki osredotočajo svetlobo, ki zadene ploščo.

Sonce je "ujeto" v velikem mestu

Druga ideja za večjo učinkovitost sončnih kolektorjev je razdelitev sončne svetlobe, preden ta zadene panele. Dejstvo je, da bi celice, zasnovane posebej za zaznavanje posameznih barv spektra, lahko učinkoviteje "zbirale" fotone. Znanstveniki s Tehnološkega inštituta Kalifornijske univerze, ki delajo na tej rešitvi, upajo, da bodo presegli 50-odstotni prag učinkovitosti za sončne kolektorje.

Energija z višjim koeficientom

V zvezi z razvojem obnovljivih virov energije potekajo dela za razvoj t.i. pametna energetska omrežja -. Obnovljivi viri energije so porazdeljeni viri, t.j. moč enote je običajno manjša od 50 MW (največ 100), nameščena v bližini končnega prejemnika energije. Vendar pa je z dovolj velikim številom virov, razpršenih na majhnem območju elektroenergetskega sistema, in zahvaljujoč priložnostim, ki jih ponujajo omrežja, postane koristno združiti te vire v en sistem, ki ga nadzoruje operater, in ustvariti "virtualna elektrarna ». Njegov cilj je koncentrirati porazdeljeno proizvodnjo v eno logično povezano omrežje, kar poveča tehnično in ekonomsko učinkovitost proizvodnje električne energije. Porazdeljena proizvodnja, ki se nahaja v neposredni bližini odjemalcev energije, lahko uporablja tudi lokalne vire goriva, vključno z biogorivi in ​​obnovljivo energijo, in celo komunalne odpadke.

To bi moralo igrati pomembno vlogo pri ustvarjanju virtualnih elektrarn. shranjevanje energije, ki omogoča prilagajanje proizvodnje električne energije dnevnim spremembam povpraševanja potrošnikov. Običajno so takšni rezervoarji baterije ali superkondenzatorji. Podobno vlogo imajo lahko črpalne elektrarne. Poteka intenzivno delo za razvoj novih tehnologij za shranjevanje energije, na primer v staljeni soli ali z uporabo elektrolitske proizvodnje vodika.

Zanimivo je, da ameriška gospodinjstva danes porabijo enako količino električne energije kot leta 2001. To so podatki lokalnih oblasti, pristojnih za upravljanje z energijo, objavljeni na prelomu med leti 2013 in 2014, poroča Associated Press. Po mnenju strokovnjakov, ki jih navaja agencija, je to predvsem posledica novih tehnologij, prihrankov in izboljšanja energetske učinkovitosti gospodinjskih aparatov. Po podatkih Združenja proizvajalcev gospodinjskih aparatov se je povprečna poraba energije klimatskih naprav, ki so običajne v ZDA, od leta 2001 zmanjšala za kar 20 %. V enaki meri se je zmanjšala poraba energije vseh gospodinjskih aparatov, tudi televizorjev z LCD ali LED zasloni, ki porabijo do 80 % manj energije kot stara oprema!

Ena od vladnih agencij ZDA je pripravila analizo, v kateri so primerjali različne scenarije razvoja energetske bilance sodobne civilizacije. Iz tega, ki napoveduje visoko nasičenost gospodarstva z IT-tehnologijami, je sledilo, da je bilo do leta 2030 le v ZDA mogoče zmanjšati porabo energije za količino, ki je enaka elektriki, proizvedeni v tridesetih 600-megavatnih elektrarnah. Ne glede na to, ali to pripisujemo prihrankom ali, bolj na splošno, zemeljskemu okolju in podnebju, je ravnovesje precej pozitivno.