Silts klimats inovācijām. Cīņa pret globālo sasilšanu attīsta tehnoloģijas

Klimata pārmaiņas ir viens no visbiežāk minētajiem globālajiem draudiem. Varam droši apgalvot, ka šobrīd gandrīz viss, kas tiek radīts, būvēts, būvēts un plānots attīstītajās valstīs, ņem vērā globālās sasilšanas un siltumnīcefekta gāzu emisiju problēmu plašā mērogā.

Droši vien neviens nenoliegs, ka klimata pārmaiņu problēmas publicitāte cita starpā ir radījusi spēcīgu impulsu jaunu tehnoloģiju attīstībai. Mēs esam daudzkārt rakstījuši un rakstīsim par nākamo saules paneļu efektivitātes rekordu, vējdzirnavu uzlabošanu vai inteliģentu metožu meklēšanu enerģijas no atjaunojamiem avotiem glabāšanai un sadalei.

Atbilstoši vairākkārt citētajai Klimata pārmaiņu starpvaldību padomei (IPCC) mums ir darīšana ar klimata sistēmas sasilšanu, ko galvenokārt izraisa siltumnīcefekta gāzu emisiju pieaugums un siltumnīcefekta gāzu koncentrācijas palielināšanās atmosfērā. IPCC aplēstie modeļu rezultāti liecina, ka, lai būtu iespēja ierobežot sasilšanu līdz mazāk nekā 2°C, globālajām emisijām ir jāsasniedz maksimums līdz 2020. gadam un pēc tam līdz 50. gadam jāsaglabā 80–2050 %.

Ar nulles emisijām manā galvā

Tehnoloģiskie sasniegumi, ko virza – sauksim to plašāk – “klimata apziņa”, pirmkārt, ir uzsvars uz enerģijas ražošanas un patēriņa efektivitātejo enerģijas patēriņa samazināšana var būtiski ietekmēt siltumnīcefekta gāzu emisijas.

Otrais ir augsta potenciāla atbalsts, piemēram, biodegviela i Vēja enerģija.

Trešais - pētniecība un tehnoloģiskās inovācijasnepieciešams, lai nākotnē nodrošinātu zemas oglekļa emisijas iespējas.

Pirmā nepieciešamība ir attīstība nulles emisijas tehnoloģija. Ja tehnoloģija nevar darboties bez emisijām, tad vismaz emitētajiem atkritumiem vajadzētu būt izejvielai citiem procesiem (pārstrādei). Šis ir ekoloģiskās civilizācijas tehnoloģiskais moto, uz kura mēs balstāmies cīņā pret globālo sasilšanu.

Mūsdienās pasaules ekonomika faktiski ir atkarīga no autobūves nozares. Eksperti ar to saista savas ekoloģiskās cerības. Lai gan nevar teikt, ka tie ir bez izmešu, noteikti neizdala izplūdes gāzes vietā, kur tās pārvietojas. Emisiju kontrole in situ tiek uzskatīta par vienkāršāku un lētāku, pat ja runa ir par fosilā kurināmā sadedzināšanu. Tāpēc pēdējos gados jauninājumiem un elektrisko transportlīdzekļu attīstībai ir tērēts daudz naudas – arī Polijā.

Vislabāk, protams, ir arī otrā sistēmas daļa bez emisijām – elektroenerģijas ražošana, ko automašīna izmanto no tīkla. Tomēr šo nosacījumu var pakāpeniski izpildīt, pārslēdzot enerģiju uz . Līdz ar to elektromobilis, kas ceļo pa Norvēģiju, kur lielākā daļa elektroenerģijas nāk no hidroelektrostacijām, jau ir tuvu nullei.

Tomēr izpratne par klimatu ir dziļāka, piemēram, riepu, automašīnu virsbūvju vai akumulatoru ražošanas un pārstrādes procesos un materiālos. Šajās jomās vēl ir ko pilnveidot, taču - kā labi zina MT lasītāji - gandrīz katru dienu dzirdamo tehnoloģisko un materiālo jauninājumu autoriem vides prasības ir dziļi iesakņojušās galvā.

30 stāvu moduļu ēkas celtniecība Ķīnā

Tie ir tikpat svarīgi ekonomiskajos un enerģijas aprēķinos kā transportlīdzekļi. mūsu mājas. Saskaņā ar Pasaules ekonomikas un klimata komisijas (GCEC) ziņojumiem ēkas patērē 32% no pasaules enerģijas un rada 19% siltumnīcefekta gāzu emisiju. Turklāt būvniecības nozare veido 30-40% no pasaulē atstātajiem atkritumiem.

Var redzēt, cik ļoti būvniecības nozarei ir vajadzīgas zaļās inovācijas. Viens no tiem ir, piemēram, moduļu konstrukcijas metode z saliekamie elementi (lai gan, atklāti sakot, šī ir inovācija, kas izstrādāta gadu desmitiem). Metodes, kas ļāva Broad Group piecpadsmit dienu laikā uzcelt 30 stāvu viesnīcu Ķīnā (2), optimizēt ražošanu un samazināt ietekmi uz vidi. Piemēram, celtniecībā tiek izmantots gandrīz 100% otrreiz pārstrādāts tērauds, un 122 moduļu izgatavošana rūpnīcā ir būtiski samazinājusi būvniecības atkritumu daudzumu.

Iegūstiet vairāk no saules

Kā liecina pagājušā gada Oksfordas universitātes britu zinātnieku analīzes, līdz 2027. gadam līdz 20% no pasaulē patērētās elektroenerģijas var iegūt no fotoelementu sistēmām (3). Tehnoloģiju attīstība un masveida izmantošanas šķēršļu pārvarēšana nozīmē, ka šādi saražotās elektroenerģijas izmaksas krītas tik strauji, ka drīz tā būs lētāka nekā enerģija no tradicionālajiem avotiem.

Kopš 80. gadiem fotoelektrisko paneļu cenas ir samazinājušās par aptuveni 10% gadā. Pētījumi joprojām turpinās, lai uzlabotu šūnu efektivitāte. Viens no jaunākajiem ziņojumiem šajā jomā ir Džordža Vašingtonas universitātes zinātnieku sasniegums, kuriem izdevās uzbūvēt saules paneli ar 44,5% efektivitāti. Ierīce izmanto fotoelementu koncentratorus (PVC), kuros lēcas fokusē saules starus uz šūnu, kuras laukums ir mazāks par 1 mm.², un sastāv no vairākām savstarpēji savienotām šūnām, kas kopā uztver gandrīz visu saules gaismas spektra enerģiju. Iepriekš, t.sk. Sharp ir spējis sasniegt vairāk nekā 40% efektivitāti saules baterijās, izmantojot līdzīgu paņēmienu - aprīkojot paneļus ar Fresnel lēcām, kas fokusē gaismu, kas skar paneli.

Saule ir "noķerta" lielajā pilsētā

Vēl viena ideja, kā padarīt saules paneļus efektīvākus, ir sadalīt saules gaismu, pirms tā sasniedz paneļus. Fakts ir tāds, ka šūnas, kas īpaši izstrādātas atsevišķu spektra krāsu uztveršanai, varētu efektīvāk "savākt" fotonus. Kalifornijas Universitātes Tehnoloģiju institūta zinātnieki, kas strādā pie šī risinājuma, cer pārsniegt 50 procentu efektivitātes slieksni saules paneļiem.

Enerģija ar lielāku koeficientu

Saistībā ar atjaunojamo energoresursu attīstību notiek darbs pie t.s. viedie enerģijas tīkli -. Atjaunojamie enerģijas avoti ir izkliedētie avoti, t.i. vienības jauda parasti ir mazāka par 50 MW (maksimums 100), kas uzstādīta netālu no gala enerģijas saņēmēja. Taču ar pietiekami lielu avotu skaitu, kas izkliedēts nelielā energosistēmas teritorijā, un, pateicoties tīklu piedāvātajām iespējām, kļūst izdevīgi apvienot šos avotus vienā operatora kontrolētā sistēmā, radot "virtuālā spēkstacija ». Tās mērķis ir koncentrēt dalīto ražošanu vienā loģiski savienotā tīklā, paaugstinot elektroenerģijas ražošanas tehnisko un ekonomisko efektivitāti. Sadalītā ražošana, kas atrodas tiešā enerģijas patērētāju tuvumā, var izmantot arī vietējos degvielas resursus, tostarp biodegvielu un atjaunojamo enerģiju, un pat sadzīves atkritumus.

Tam vajadzētu spēlēt nozīmīgu lomu virtuālo spēkstaciju izveidē. enerģijas uzkrāšana, ļaujot elektroenerģijas ražošanu pielāgot ikdienas izmaiņām patērētāju pieprasījumā. Parasti šādi rezervuāri ir baterijas vai superkondensatori. Līdzīgu lomu var pildīt sūkņu akumulācijas spēkstacijas. Notiek intensīvs darbs pie jaunu tehnoloģiju izstrādes enerģijas uzglabāšanai, piemēram, kausētā sālī vai izmantojot ūdeņraža elektrolītisko ražošanu.

Interesanti, ka amerikāņu mājsaimniecības mūsdienās patērē tikpat daudz elektroenerģijas kā 2001. gadā. Tie ir par energopārvaldību atbildīgo pašvaldību dati, kas publicēti 2013. un 2014. gada mijā, vēsta Associated Press. Kā norāda aģentūras minētie eksperti, tas galvenokārt ir saistīts ar jaunajām tehnoloģijām, ietaupījumu un sadzīves tehnikas energoefektivitātes uzlabošanu. Saskaņā ar Sadzīves tehnikas ražotāju asociācijas datiem ASV izplatīto gaisa kondicionēšanas ierīču vidējais enerģijas patēriņš kopš 2001. gada ir samazinājies pat par 20%. Vienādā mērā ir samazināts visas sadzīves tehnikas elektroenerģijas patēriņš, tajā skaitā televizori ar LCD vai LED displeju, kas patērē līdz pat 80% mazāk enerģijas nekā vecā tehnika!

Viena no ASV valdības aģentūrām sagatavoja analīzi, kurā salīdzināja dažādus mūsdienu civilizācijas enerģijas bilances attīstības scenārijus. Prognozējot lielu ekonomikas piesātinājumu ar IT tehnoloģijām, no tā izrietēja, ka līdz 2030. gadam tikai ASV bija iespējams samazināt enerģijas patēriņu par summu, kas līdzvērtīga trīsdesmit 600 megavatu elektrostaciju saražotajai elektroenerģijai. Neatkarīgi no tā, vai mēs to attiecinām uz ietaupījumiem vai, vispārīgāk, ar Zemes vidi un klimatu, bilance ir diezgan pozitīva.