Lämmin ilmasto innovaatioille. Taistelu ilmaston lämpenemistä vastaan ​​kehittää teknologiaa

Ilmastonmuutos on yksi yleisimmin mainituista globaaleista uhista. Voimme turvallisesti sanoa, että tällä hetkellä lähes kaikessa, mitä kehittyneissä maissa luodaan, rakennetaan, rakennetaan ja suunnitellaan, otetaan huomioon ilmaston lämpeneminen ja kasvihuonekaasupäästöt laajassa mittakaavassa.

Ei varmaan kukaan kiellä, että ilmastonmuutosongelman julkisuus on johtanut muun muassa vahvaan sysäykseen uusien teknologioiden kehittämiseen. Olemme kirjoittaneet ja kirjoitamme monta kertaa aurinkopaneelien seuraavasta tehokkuuden ennätyksestä, tuuliturbiinien parantamisesta tai älykkäiden menetelmien etsimisestä uusiutuvista lähteistä peräisin olevan energian varastointiin ja jakeluun.

Toistuvasti siteeratun Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) mukaan kyseessä on lämpenevä ilmastojärjestelmä, joka johtuu pääasiassa kasvihuonekaasupäästöjen lisääntymisestä ja kasvihuonekaasujen pitoisuuden kasvusta ilmakehässä. IPCC:n arvioimien mallitulosten mukaan maapallon päästöjen on oltava huippunsa ennen vuotta 2 ja sen jälkeen 2020–50 prosentissa vuoteen 80 mennessä, jotta lämpeneminen voidaan rajoittaa alle 2050 asteeseen.

Päässäni ilman päästöjä

Teknologinen kehitys, jota ohjaa – sanotaanko sitä laajemmin – "ilmastotietoisuudesta" on ensinnäkin energian tuotanto ja kulutuksen tehokkuuskoska energiankäytön vähentämisellä voi olla merkittävä vaikutus kasvihuonekaasupäästöihin.

Toinen on korkean potentiaalin tuki, kuten biopolttoaineet i tuulivoima.

Kolmas - tutkimus ja teknologinen innovaatiotarvitaan vähähiilisten vaihtoehtojen turvaamiseksi tulevaisuudessa.

Ensimmäinen välttämättömyys on kehitys päästötön tekniikka. Jos tekniikka ei toimi ilman päästöjä, tulee ainakin päästöjen olla muiden prosessien (kierrätyksen) raaka-ainetta. Tämä on ekologisen sivilisaation tekninen motto, jolle rakennamme taistelumme ilmaston lämpenemistä vastaan.

Nykyään maailmantalous on itse asiassa riippuvainen autoteollisuudesta. Asiantuntijat yhdistävät ekologiset toiveensa tähän. Vaikka ei voida sanoa, että ne ovat päästöttömiä, ne eivät varmasti päästä pakokaasuja liikkumispaikassaan. Päästöjen hallintaa paikan päällä pidetään helpommin ja halvempana myös fossiilisten polttoaineiden polttamisessa. Tästä syystä innovaatioihin ja sähköajoneuvojen kehittämiseen on viime vuosina käytetty paljon rahaa – myös Puolassa.

Tietenkin on parasta, että järjestelmän toinen osa on myös päästötön – auton käyttämän sähkön tuotanto verkosta. Tämä ehto voidaan kuitenkin täyttää vähitellen vaihtamalla energiaksi . Siksi Norjassa, jossa suurin osa sähköstä tulee vesivoimalaitoksista, matkustava sähköauto on jo lähellä nollapäästöjä.

Ilmastotietoisuus menee kuitenkin syvemmälle esimerkiksi renkaiden, auton korien tai akkujen tuotantoon ja kierrätykseen liittyvissä prosesseissa ja materiaaleissa. Näillä alueilla on vielä parantamisen varaa, mutta - kuten MT:n lukijat hyvin tietävät - lähes päivittäin kuulevien teknologisten ja materiaaliinnovaatioiden tekijöiden päässä on ympäristövaatimukset syvällä juurella.

30-kerroksisen moduulirakennuksen rakentaminen Kiinaan

Ne ovat yhtä tärkeitä talous- ja energialaskelmissa kuin ajoneuvot. meidän talot. Rakennukset kuluttavat 32 prosenttia maailman energiasta ja aiheuttavat 19 prosenttia kasvihuonekaasupäästöistä Global Economic and Climate Commissionin (GCEC) raporttien mukaan. Lisäksi rakennusalan osuus maailmaan jätetystä jätteestä on 30-40 %.

Näet kuinka paljon rakennusala tarvitsee vihreää innovaatiota. Yksi niistä on esimerkiksi modulaarisen rakentamisen menetelmä z esivalmistetut elementit (vaikka tämä on rehellisesti sanottuna innovaatio, jota on kehitetty vuosikymmeniä). Menetelmät, joiden ansiosta Broad Group pystyi rakentamaan 30-kerroksisen hotellin Kiinaan viidessätoista päivässä (2), optimoida tuotantoa ja vähentää ympäristövaikutuksia. Esimerkiksi rakentamisessa käytetään lähes 100 % kierrätettyä terästä, ja 122 moduulin tuotanto tehtaalla on vähentänyt merkittävästi rakennusjätteen määrää.

Ota enemmän irti auringosta

Kuten Oxfordin yliopiston brittiläisten tutkijoiden viime vuoden analyysit osoittivat, vuoteen 2027 mennessä jopa 20 % maailman kulutetusta sähköstä voi olla peräisin aurinkosähköjärjestelmistä.3). Teknologinen kehitys ja massakäytön esteiden poistaminen merkitsevät sitä, että tällä tavalla tuotetun sähkön hinta laskee niin nopeasti, että se on pian halvempaa kuin perinteisistä lähteistä peräisin oleva energia.

80-luvulta lähtien aurinkopaneelien hinnat ovat laskeneet noin 10 % vuodessa. Tutkimustyöt jatkuvat edelleen parantamisessa solujen tehokkuutta. Yksi viimeisimmistä raporteista tällä alalla on George Washingtonin yliopiston tutkijoiden saavutus, joka onnistui rakentamaan aurinkopaneelin, jonka hyötysuhde on 44,5%. Laitteessa käytetään aurinkosähkökeskittimiä (PVC), joissa linssit kohdistavat auringonsäteet kennoon, jonka pinta-ala on alle 1 mm.², ja se koostuu useista toisiinsa yhdistetyistä soluista, jotka yhdessä sieppaavat lähes kaiken energian auringonvalon spektristä. Aikaisemmin mm. Sharp on kyennyt saavuttamaan aurinkokennoissa yli 40 % tehokkuuden käyttämällä samanlaista tekniikkaa varustamalla paneelit Fresnel-linsseillä, jotka tarkentavat paneeliin osuvan valon.

Aurinko on "pyydetty" suurkaupungissa

Toinen idea aurinkopaneelien tehostamiseksi on jakaa auringonvalo ennen kuin se osuu paneeleihin. Tosiasia on, että solut, jotka on suunniteltu erityisesti spektrin yksittäisten värien havaitsemiseen, voisivat tehokkaammin "kerätä" fotoneja. Kalifornian yliopiston teknologiainstituutin tutkijat, jotka työskentelevät tämän ratkaisun parissa, toivovat ylittävänsä aurinkopaneelien 50 prosentin tehokkuuden kynnyksen.

Energiaa korkeammalla kertoimella

Uusiutuvien energialähteiden kehittämisen yhteydessä kehitetään ns. älykkäät energiaverkot -. Uusiutuvat energialähteet ovat hajautettuja lähteitä eli hajautettuja energialähteitä. yksikköteho on yleensä alle 50 MW (enintään 100), asennettuna lähelle energian loppuvastaanottajaa. Kuitenkin riittävän suurella määrällä lähteitä hajallaan pienelle sähköjärjestelmän alueelle ja verkkojen tarjoamien mahdollisuuksien ansiosta on edullista yhdistää nämä lähteet yhdeksi operaattorin ohjaamaksi järjestelmäksi, jolloin syntyy "virtuaalinen voimalaitos ». Sen tavoitteena on keskittää hajautettu tuotanto yhdeksi loogisesti yhdistettyyn verkkoon, mikä lisää sähköntuotannon teknistä ja taloudellista tehokkuutta. Energiankuluttajien välittömässä läheisyydessä sijaitseva hajautettu tuotanto voi käyttää myös paikallisia polttoaineresursseja, kuten biopolttoaineita ja uusiutuvaa energiaa, ja jopa yhdyskuntajätettä.

Tällä pitäisi olla tärkeä rooli virtuaalisten voimalaitosten luomisessa. energia varasto, jolloin sähköntuotanto voidaan mukauttaa päivittäisiin kulutuskysynnän muutoksiin. Tyypillisesti tällaiset säiliöt ovat akkuja tai superkondensaattoreita. Pumppuvoimaloilla voi olla samanlainen rooli. Käynnissä on intensiivinen työ uusien teknologioiden kehittämiseksi energian varastoimiseksi esimerkiksi sulaan suolaan tai vedyn elektrolyyttiseen tuotantoon.

Mielenkiintoista on, että amerikkalaiset kotitaloudet kuluttavat nykyään saman määrän sähköä kuin vuonna 2001. Nämä ovat energiahallinnosta vastaavien kuntien vuosien 2013 ja 2014 vaihteessa julkaistuja tietoja, kertoo Associated Press. Viraston mainitsemien asiantuntijoiden mukaan tämä johtuu pääasiassa uusista teknologioista, säästöistä ja kodinkoneiden energiatehokkuuden parantamisesta. Home Appliance Manufacturers Associationin mukaan Yhdysvalloissa yleisten ilmastointilaitteiden keskimääräinen energiankulutus on pudonnut jopa 2001 prosenttia vuodesta 20. Kaikkien kodinkoneiden virrankulutusta on vähennetty yhtä paljon, mukaan lukien LCD- tai LED-näytölliset televisiot, jotka kuluttavat jopa 80 % vähemmän energiaa kuin vanhat laitteet!

Yksi Yhdysvaltain valtion virastoista valmisteli analyysin, jossa he vertasivat erilaisia ​​skenaarioita modernin sivilisaation energiatasapainon kehityksestä. Tästä, ennustaen talouden suurta kyllästymistä IT-teknologioilla, seurasi, että vuoteen 2030 mennessä vain USA:ssa oli mahdollista vähentää energiankulutusta määrällä, joka vastaa kolmenkymmenen 600 megawatin voimalaitoksen tuottamaa sähköä. Lukitaanpa se sitten säästöjen tai yleisemmin maapallon ympäristön ja ilmaston ansioksi, tasapaino on varsin positiivinen.