Teplá klíma pre inovácie. Boj proti globálnemu otepľovaniu rozvíja technológiu

Klimatické zmeny sú jednou z najčastejšie uvádzaných globálnych hrozieb. Môžeme smelo povedať, že v súčasnosti takmer všetko, čo sa vo vyspelých krajinách tvorí, stavia, stavia a plánuje, vo veľkom zohľadňuje problém globálneho otepľovania a emisií skleníkových plynov.

Asi nikto nepoprie, že publicita problému klimatických zmien viedla okrem iného k silnému impulzu k rozvoju nových technológií. O ďalšom rekorde účinnosti solárnych panelov, zdokonaľovaní veterných turbín či hľadaní inteligentných spôsobov skladovania a distribúcie energie z obnoviteľných zdrojov sme písali a písať budeme mnohokrát.

Podľa viackrát citovaného Medzivládneho panelu pre zmenu klímy (IPCC) máme do činenia s otepľujúcim sa klimatickým systémom, ktorý je spôsobený najmä nárastom emisií skleníkových plynov a zvýšením koncentrácie skleníkových plynov v atmosfére. Modelové výsledky odhadnuté IPCC naznačujú, že na to, aby bolo možné obmedziť otepľovanie na menej ako 2 °C, globálne emisie musia dosiahnuť vrchol pred rokom 2020 a potom sa do roku 50 udržať na úrovni 80 – 2050 %.

S nulovými emisiami v mojej hlave

Technologický pokrok poháňaný – nazvime to širšie – „povedomím o klíme“ je v prvom rade dôrazom na efektívnosť výroby a spotreby energiepretože zníženie spotreby energie môže mať významný vplyv na emisie skleníkových plynov.

Druhým je podpora vysokého potenciálu, ako napr biopalív i veterná energia.

Po tretie - výskum a technologické inováciepotrebné na zabezpečenie nízkouhlíkových možností v budúcnosti.

Prvým imperatívom je rozvoj technológia s nulovými emisiami. Ak technológia nemôže fungovať bez emisií, tak minimálne vypúšťaný odpad musí byť surovinou pre ďalšie procesy (recykláciu). To je technologické motto ekologickej civilizácie, na ktorej staviame náš boj proti globálnemu otepľovaniu.

Dnes je svetová ekonomika skutočne závislá od automobilového priemyslu. Odborníci s tým spájajú svoje ekonádeje. Nedá sa síce povedať, že sú bez emisií, no v mieste, kde sa pohybujú, určite nevypúšťajú výfukové plyny. Kontrola emisií in situ sa považuje za jednoduchšiu a lacnejšiu, aj keď ide o spaľovanie fosílnych palív. To je dôvod, prečo sa v posledných rokoch minulo veľa peňazí na inovácie a vývoj elektrických vozidiel – aj v Poľsku.

Samozrejme, najlepšie je, aby bola bezemisná aj druhá časť systému – výroba elektriny, ktorú auto využíva zo siete. Túto podmienku je však možné postupne splniť prepnutím energie na . Elektromobil jazdiaci v Nórsku, kde väčšina elektriny pochádza z vodných elektrární, sa preto už blíži k nule emisií.

Povedomie o klíme však ide hlbšie, napríklad v procesoch a materiáloch na výrobu a recykláciu pneumatík, karosérií alebo batérií. V týchto oblastiach je stále čo zlepšovať, no – ako si čitatelia MT dobre uvedomujú – autori technologických a materiálových noviniek, o ktorých počúvame takmer každý deň, majú environmentálne požiadavky hlboko zakorenené v hlave.

Výstavba 30-poschodovej modulárnej budovy v Číne

Sú rovnako dôležité v ekonomických a energetických výpočtoch ako vozidlá. naše domy. Podľa správ Komisie pre globálnu ekonomiku a klímu (GCEC) budovy spotrebujú 32 % svetovej energie a sú zodpovedné za 19 % emisií skleníkových plynov. Okrem toho, sektor stavebníctva predstavuje 30 – 40 % odpadu, ktorý zostáva vo svete.

Môžete vidieť, ako veľmi stavebníctvo potrebuje zelené inovácie. Jednou z nich je napríklad metóda modulárnej výstavby z prefabrikované prvky (aj keď, úprimne povedané, ide o inováciu, ktorá sa vyvíjala desaťročia). Metódy, ktoré umožnili Broad Group postaviť 30-poschodový hotel v Číne za pätnásť dní (2), optimalizovať výrobu a znižovať vplyv na životné prostredie. Napríklad v stavebníctve sa používa takmer 100% recyklovaná oceľ a výroba 122 modulov v továrni výrazne znížila množstvo stavebného odpadu.

Získajte viac zo slnka

Ako ukázali minuloročné analýzy britských vedcov z Oxfordskej univerzity, do roku 2027 môže až 20 % elektriny spotrebovanej vo svete pochádzať z fotovoltaických systémov (3). Technologický pokrok plus prekonávanie prekážok hromadného využitia znamená, že náklady na takto vyrobenú elektrinu klesajú tak rýchlo, že bude čoskoro lacnejšia ako energia z konvenčných zdrojov.

Od 80. rokov 10. storočia ceny fotovoltických panelov klesali približne o XNUMX % ročne. Výskum stále prebieha na zlepšenie účinnosť buniek. Jednou z najnovších správ v tejto oblasti je úspech vedcov z Univerzity Georgea Washingtona, ktorým sa podarilo postaviť solárny panel s účinnosťou 44,5 %. Zariadenie využíva fotovoltaické koncentrátory (PVC), v ktorých šošovky sústreďujú slnečné lúče na bunku s plochou menšou ako 1 mm.², a pozostáva z niekoľkých vzájomne prepojených buniek, ktoré spoločne zachytávajú takmer všetku energiu zo spektra slnečného žiarenia. Predtým vr. Sharp dokázal dosiahnuť viac ako 40 % účinnosť v solárnych článkoch použitím podobnej techniky, keď panely vybavil Fresnelovými šošovkami, ktoré sústreďujú svetlo dopadajúce na panel.

Slnko je „chytené“ vo veľkomeste

Ďalším nápadom, ako zefektívniť solárne panely, je rozdeliť slnečné svetlo skôr, ako dopadne na panely. Bunky určené špeciálne na vnímanie jednotlivých farieb spektra by totiž mohli efektívnejšie „zbierať“ fotóny. Vedci z University of California Institute of Technology, ktorí pracujú na tomto riešení, dúfajú, že prekročia 50-percentnú hranicu účinnosti solárnych panelov.

Energia s vyšším koeficientom

V súvislosti s rozvojom obnoviteľných zdrojov energie sa pracuje na vývoji tzv. inteligentné energetické siete -. Obnoviteľné zdroje energie sú distribuované zdroje, t.j. jednotkový výkon je zvyčajne menší ako 50 MW (maximálne 100), inštalovaný v blízkosti konečného príjemcu energie. Pri dostatočne veľkom počte zdrojov rozptýlených na malej ploche elektrizačnej sústavy a vďaka možnostiam, ktoré ponúkajú siete, je však výhodné tieto zdroje spájať do jedného prevádzkovateľom riadeného systému, čím vzniká „virtuálna elektráreň ». Jeho cieľom je sústrediť distribuovanú výrobu do jednej logicky nadväzujúcej siete, čím sa zvyšuje technicko-ekonomická efektívnosť výroby elektriny. Distribuovaná výroba nachádzajúca sa v tesnej blízkosti spotrebiteľov energie môže využívať aj miestne zdroje palív vrátane biopalív a obnoviteľnej energie a dokonca aj komunálny odpad.

To by malo zohrávať dôležitú úlohu pri vytváraní virtuálnych elektrární. skladovanie energie, ktorý umožňuje prispôsobiť výrobu energie každodenným zmenám v dopyte spotrebiteľov. Typicky sú takýmito zásobníkmi batérie alebo superkondenzátory. Podobnú úlohu môžu zohrať aj prečerpávacie elektrárne. Intenzívne sa pracuje na vývoji nových technológií na uchovávanie energie napríklad v roztavenej soli alebo s využitím elektrolytickej výroby vodíka.

Zaujímavé je, že americké domácnosti dnes spotrebúvajú rovnaké množstvo elektriny ako v roku 2001. Toto sú údaje samospráv zodpovedných za energetické hospodárstvo zverejnené na prelome rokov 2013 a 2014, uvádza agentúra Associated Press. Podľa odborníkov, ktorých agentúra cituje, je to najmä vďaka novým technológiám, úsporám a zlepšovaniu energetickej účinnosti domácich spotrebičov. Podľa Asociácie výrobcov domácich spotrebičov sa priemerná spotreba energie klimatizačných zariadení bežných v USA od roku 2001 znížila až o 20 %. Spotreba energie všetkých domácich spotrebičov bola znížená v rovnakej miere, vrátane televízorov s LCD alebo LED displejmi, ktoré spotrebujú až o 80 % menej energie ako staré zariadenia!

Jedna z amerických vládnych agentúr pripravila analýzu, v ktorej porovnávali rôzne scenáre vývoja energetickej bilancie modernej civilizácie. Z toho, predpovedajúc vysokú saturáciu ekonomiky IT technológiami, vyplynulo, že do roku 2030 sa podarilo znížiť spotrebu energie len v USA o množstvo rovnajúce sa elektrickej energii vyrobenej v tridsiatich 600-megawattových elektrárňach. Či už to pripisujeme úsporám alebo všeobecnejšie životnému prostrediu a klíme Zeme, bilancia je celkom pozitívna.