Topla klima za inovacije. Borba protiv globalnog zatopljenja razvija tehnologiju

Klimatske promjene jedna su od najčešće spominjanih globalnih prijetnji. Sa sigurnošću možemo reći da trenutno gotovo sve što se stvara, gradi, gradi i planira u razvijenim zemljama uzima u obzir problem globalnog zatopljenja i emisije stakleničkih plinova u velikim razmjerima.

Vjerojatno nitko neće poreći da je publicitet problema klimatskih promjena doveo, između ostalog, i do snažnog poticaja razvoju novih tehnologija. O sljedećem rekordu učinkovitosti solarnih panela, poboljšanju vjetrenjača ili potrazi za inteligentnim metodama skladištenja i distribucije energije iz obnovljivih izvora pisali smo i pisat ćemo više puta.

Prema više puta citiranom Međuvladinom panelu o klimatskim promjenama (IPCC), radi se o sve toplijem klimatskom sustavu, koji je uglavnom uzrokovan povećanjem emisija stakleničkih plinova i povećanjem koncentracije stakleničkih plinova u atmosferi. Rezultati modela koje je procijenio IPCC sugeriraju da globalne emisije moraju doseći vrhunac prije 2., a zatim se održavati na 2020-50% do 80., kako bi imali priliku ograničiti zagrijavanje na manje od 2050°C.

S nultom emisijom u glavi

Tehnološki napredak potaknut – nazovimo to šire – ​​"sviješću o klimi" je, prvo, naglasak na učinkovitost proizvodnje i potrošnje energijejer smanjenje potrošnje energije može imati značajan utjecaj na emisije stakleničkih plinova.

Drugi je podrška visokog potencijala, kao što je npr biogorivo i energija vjetra.

treće - istraživanje i tehnološke inovacijepotrebne za osiguravanje niskougljičnih opcija u budućnosti.

Prvi imperativ je razvoj tehnologija nulte emisije. Ako tehnologija ne može funkcionirati bez emisija, onda bi barem ispušteni otpad trebao biti sirovina za druge procese (recikliranje). To je tehnološki moto ekološke civilizacije na kojem gradimo našu borbu protiv globalnog zatopljenja.

Danas svjetsko gospodarstvo zapravo ovisi o automobilskoj industriji. Stručnjaci s tim povezuju svoje eko-nade. Iako se ne može reći da su bez emisija, svakako ne ispuštaju ispušne plinove na mjestu gdje se kreću. Kontrola emisija na licu mjesta smatra se lakšom i jeftinijom, čak i kada je u pitanju izgaranje fosilnih goriva. Zbog toga je posljednjih godina potrošeno mnogo novca na inovacije i razvoj električnih vozila – također u Poljskoj.

Naravno, najbolje je da i drugi dio sustava bude bez emisija – proizvodnja električne energije koju automobil koristi iz mreže. Međutim, ovaj se uvjet može postupno ispuniti prebacivanjem energije na . Stoga je električni automobil koji putuje Norveškom, gdje većina električne energije dolazi iz hidroelektrana, već blizu nulte emisije.

Međutim, svijest o klimi ide dublje, na primjer u procese i materijale za proizvodnju i recikliranje guma, karoserija automobila ili baterija. U tim područjima još ima prostora za napredak, ali – kao što čitatelji MT-a dobro znaju – autori tehnoloških i materijalnih inovacija o kojima slušamo gotovo svakodnevno ekološke zahtjeve duboko su ukorijenjeni u svojim glavama.

Izgradnja modularne zgrade od 30 katova u Kini

Jednako su važni u ekonomskim i energetskim proračunima kao i vozila. naše kuće. Zgrade troše 32% svjetske energije i odgovorne su za 19% emisije stakleničkih plinova, prema izvješćima Globalnog ekonomskog i klimatskog povjerenstva (GCEC). Osim toga, građevinski sektor čini 30-40% otpada koji ostane u svijetu.

Vidite koliko građevinska industrija treba zelene inovacije. Jedna od njih je npr. metoda modularne gradnje z prefabricirani elementi (iako je, iskreno, riječ o inovaciji koja se razvijala desetljećima). Metode koje su omogućile Broad Group da izgradi hotel od 30 katova u Kini u petnaest dana (2), optimizirati proizvodnju i smanjiti utjecaj na okoliš. Primjerice, u gradnji se koristi gotovo 100% reciklirani čelik, a proizvodnja 122 modula u tvornici značajno je smanjila količinu građevinskog otpada.

Izvucite više iz sunca

Kako su pokazale prošlogodišnje analize britanskih znanstvenika sa Sveučilišta Oxford, do 2027. do 20% električne energije potrošene u svijetu moglo bi dolaziti iz fotonaponskih sustava (3). Tehnološki napredak i prevladavanje prepreka masovnoj uporabi znače da cijena električne energije proizvedene na ovaj način pada tako brzo da će uskoro biti jeftinija od energije iz konvencionalnih izvora.

Od 80-ih cijene fotonaponskih panela pale su za oko 10% godišnje. Još uvijek su u tijeku istraživanja kako bi se poboljšala učinkovitost stanica. Jedno od najnovijih izvješća na ovom području je postignuće znanstvenika sa Sveučilišta George Washington, koji su uspjeli izgraditi solarnu ploču s učinkovitošću od 44,5%. Uređaj koristi fotonaponske koncentratore (PVC), u kojima leće fokusiraju sunčeve zrake na ćeliju s površinom manjom od 1 mm.², a sastoji se od nekoliko međusobno povezanih ćelija, koje zajedno hvataju gotovo svu energiju iz spektra sunčeve svjetlosti. Prethodno, uklj. Sharp je uspio postići preko 40% učinkovitosti u solarnim ćelijama korištenjem slične tehnike - opremanjem panela Fresnelovim lećama koje fokusiraju svjetlost koja pada na panel.

Sunce je "uhvaćeno" u velikom gradu

Još jedna ideja za povećanje učinkovitosti solarnih panela je razdvajanje sunčeve svjetlosti prije nego što dospije u panele. Činjenica je da bi stanice dizajnirane posebno za percepciju pojedinih boja spektra mogle učinkovitije "prikupiti" fotone. Znanstvenici s Tehnološkog instituta Sveučilišta u Kaliforniji koji rade na ovom rješenju nadaju se da će prijeći prag od 50 posto učinkovitosti za solarne ploče.

Energija s višim koeficijentom

Vezano uz razvoj obnovljivih izvora energije, radi se na razvoju tzv. pametne energetske mreže -. Obnovljivi izvori energije su distribuirani izvori, tj. jedinična snaga je obično manja od 50 MW (maksimalno 100), instalirana u blizini krajnjeg primatelja energije. Međutim, s dovoljno velikim brojem izvora raspršenih na malom području elektroenergetskog sustava, i zahvaljujući mogućnostima koje nude mreže, postaje korisno kombinirati te izvore u jedan sustav kojim upravlja operater, stvarajući "virtualna elektrana ». Njegov cilj je koncentrirati distribuiranu proizvodnju u jednu logički povezanu mrežu, povećavajući tehničku i ekonomsku učinkovitost proizvodnje električne energije. Distribuirana proizvodnja koja se nalazi u neposrednoj blizini potrošača energije također može koristiti lokalne izvore goriva, uključujući biogoriva i obnovljivu energiju, pa čak i komunalni otpad.

To bi trebalo igrati važnu ulogu u stvaranju virtualnih elektrana. Pohrana energije, čime se proizvodnja električne energije prilagođava dnevnim promjenama u potražnji potrošača. Obično su takvi spremnici baterije ili superkondenzatori. Crpno-akumulacijske elektrane mogu imati sličnu ulogu. U tijeku je intenzivan rad na razvoju novih tehnologija za pohranu energije, primjerice, u rastaljenoj soli ili korištenjem elektrolitičke proizvodnje vodika.

Zanimljivo je da američka kućanstva danas troše istu količinu električne energije kao i 2001. godine. Podaci su to lokalnih vlasti nadležnih za gospodarenje energijom, objavljeni na prijelazu 2013. u 2014. godinu, prenosi Associated Press. Prema stručnjacima na koje se poziva agencija, to je uglavnom zbog novih tehnologija, ušteda i poboljšanja energetske učinkovitosti kućanskih uređaja. Prema Udruzi proizvođača kućanskih aparata, prosječna potrošnja energije klimatizacijskih uređaja uobičajenih u SAD-u pala je za čak 2001% od 20. godine. Potrošnja energije svih kućanskih aparata smanjena je u istoj mjeri, uključujući i televizore s LCD ili LED ekranima koji troše do 80% manje energije od stare opreme!

Jedna od američkih vladinih agencija pripremila je analizu u kojoj su usporedili različite scenarije razvoja energetske bilance moderne civilizacije. Predviđajući visoku zasićenost gospodarstva informatičkim tehnologijama, proizlazilo je da je do 2030. samo u SAD-u bilo moguće smanjiti potrošnju energije za količinu jednaku električnoj energiji koju proizvede tridesetak elektrana od 600 megavata. Bilo da to pripisujemo štednji ili, općenitije, Zemljinom okolišu i klimi, bilanca je prilično pozitivna.