Meleg klíma az innovációhoz. A globális felmelegedés elleni küzdelem fejleszti a technológiát

Az éghajlatváltozás az egyik leggyakrabban emlegetett globális fenyegetés. Nyugodtan kijelenthetjük, hogy jelenleg szinte minden, amit a fejlett országokban hoznak létre, építenek, építenek és terveznek, nagy léptékben figyelembe veszi a globális felmelegedés problémáját és az üvegházhatású gázok kibocsátását.

Valószínűleg senki sem tagadja, hogy az éghajlatváltozás problémájának nyilvánosságra hozatala többek között az új technológiák kifejlesztésének erőteljes lendületéhez vezetett. Sokszor írtunk és írunk a napelemek hatékonyságának következő rekordjáról, a szélturbinák fejlesztéséről vagy a megújuló energiaforrásokból származó energia intelligens tárolási és elosztási módszereinek kereséséről.

A többször idézett Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) szerint felmelegedő klímarendszerrel van dolgunk, amelyet elsősorban az üvegházhatású gázok kibocsátásának növekedése és az üvegházhatású gázok légköri koncentrációjának növekedése okoz. Az IPCC által becsült modelleredmények azt sugallják, hogy ahhoz, hogy a felmelegedést 2°C alá korlátozzák, a globális kibocsátásnak 2020 előtt tetőznie kell, majd 50-re 80-2050%-on kell tartania.

Nulla károsanyag-kibocsátással a fejemben

A – nevezzük ezt tágabban – a „klímatudatosság” által vezérelt technológiai fejlődés először is a hangsúlyt energiatermelés és fogyasztás hatékonyságamert az energiafelhasználás csökkentése jelentős hatással lehet az üvegházhatású gázok kibocsátására.

A második a magas potenciál támogatása, mint pl bioüzemanyag i Szélenergia.

Harmadszor - kutatás és technológiai innovációalacsony szén-dioxid-kibocsátású lehetőségek biztosításához a jövőben.

Az első feltétel a fejlődés nulla kibocsátású technológiák. Ha a technológia nem tud kibocsátás nélkül működni, akkor legalább a kibocsátott hulladék más folyamatok (újrahasznosítás) alapanyaga kell, hogy legyen. Ez az ökológiai civilizáció technológiai mottója, amelyre építjük a globális felmelegedés elleni küzdelmet.

Ma a világgazdaság valójában az autóipartól függ. A szakértők ezzel kapcsolják össze ökoreményeiket. Bár nem mondható, hogy károsanyag-kibocsátásmentesek, a mozgásuk helyén biztosan nem bocsátanak ki kipufogógázt. Könnyebb és olcsóbb a kibocsátás in situ szabályozása, még akkor is, ha fosszilis tüzelőanyagok elégetéséről van szó. Éppen ezért az elmúlt években rengeteg pénzt költöttek innovációra és elektromos járművek fejlesztésére – Lengyelországban is.

Természetesen a legjobb, ha a rendszer második része is emissziómentes – az elektromos áram termelése, amit az autó a hálózatról használ fel. Ez a feltétel azonban fokozatosan teljesíthető az energia átkapcsolásával. Ezért egy Norvégiában közlekedő elektromos autó, ahol az áram nagy része vízerőművekből származik, már közel nulla károsanyag-kibocsátással jár.

A klímatudatosság azonban mélyebbre nyúlik, például a gumiabroncsok, karosszériák vagy akkumulátorok gyártásához és újrahasznosításához szükséges eljárások és anyagok terén. Ezeken a területeken még van hova fejlődni, de - mint az MT olvasói is jól tudják - a szinte nap mint nap hallható technológiai és anyagi újítások szerzőinek fejében mélyen gyökereznek a környezetvédelmi követelmények.

30 emeletes moduláris épület építése Kínában

Ugyanolyan fontosak a gazdasági és energetikai számításokban, mint a járművek. a házainkat. A Globális Gazdasági és Éghajlati Bizottság (GCEC) jelentései szerint az épületek fogyasztják a világ energiájának 32%-át, és az üvegházhatású gázok kibocsátásának 19%-áért felelősek. Ráadásul az építőipar adja a világban maradt hulladék 30-40%-át.

Látható, hogy az építőiparnak mekkora szüksége van a zöld innovációra. Az egyik ilyen például a z moduláris felépítés módszere előre gyártott elemek (bár őszintén szólva ez egy évtizedek óta kifejlesztett innováció). A módszerek, amelyek lehetővé tették a Broad Group számára, hogy tizenöt nap alatt egy 30 emeletes szállodát építsen Kínában (2), optimalizálja a termelést és csökkenti a környezetterhelést. Például az építőiparban csaknem 100%-ban újrahasznosított acélt használnak fel, és a gyárban 122 modul legyártása jelentősen csökkentette az építési hulladék mennyiségét.

Hozz ki többet a napból

Amint azt az Oxfordi Egyetem brit tudósainak tavalyi elemzései kimutatták, 2027-re a világon fogyasztott villamos energia akár 20%-a is származhat fotovoltaikus rendszerekből.3). A technológiai fejlődés és a tömeges felhasználás akadályainak leküzdése azt jelenti, hogy az így előállított villamos energia ára olyan gyorsan csökken, hogy hamarosan olcsóbb lesz, mint a hagyományos forrásokból származó energia.

Az 80-as évek óta a fotovoltaikus panelek árai évente körülbelül 10%-kal estek. A kutatás még mindig javul cella hatékonysága. Az egyik legfrissebb jelentés ezen a területen a George Washington Egyetem tudósainak eredménye, akiknek sikerült 44,5%-os hatásfokú napelemet építeniük. A készülék fotovoltaikus koncentrátorokat (PVC) használ, amelyekben a lencsék egy 1 mm-nél kisebb területű cellára fókuszálják a napsugarakat.², és több, egymással összefüggő sejtből áll, amelyek együttesen felfogják a napfény spektrumának szinte teljes energiáját. Korábban, pl. A Sharp több mint 40%-os hatékonyságot tudott elérni a napelemekben hasonló technikával, Fresnel lencsékkel szerelve a paneleket, amelyek fókuszálják a panelt érő fényt.

A nagyvárosban "elkapott" a nap

Egy másik ötlet a napelemek hatékonyabbá tételére az, hogy a napfényt meg kell osztani, mielőtt elérné a paneleket. A helyzet az, hogy a kifejezetten a spektrum egyes színeinek érzékelésére tervezett sejtek hatékonyabban „gyűjthetik” a fotonokat. A Kaliforniai Egyetem Technológiai Intézetének tudósai, akik ezen a megoldáson dolgoznak, azt remélik, hogy túllépik a napelemek 50 százalékos hatékonysági küszöbét.

Energia magasabb együtthatóval

A megújuló energiaforrások fejlesztése kapcsán folynak a munkálatok az ún. intelligens energiahálózatok -. A megújuló energiaforrások elosztott források, pl. Az egység teljesítménye általában kevesebb, mint 50 MW (maximum 100), az energia végső befogadója közelében telepítve. Azonban a kellően nagy számú forrás az energiarendszer kis területén szétszórva, és a hálózatok kínálta lehetőségeknek köszönhetően előnyössé válik ezeket a forrásokat egyetlen üzemeltető által vezérelt rendszerbe egyesíteni, létrehozva "virtuális erőmű ». Célja az elosztott termelés egyetlen logikusan összefüggő hálózatba való koncentrálása, növelve a villamosenergia-termelés műszaki és gazdasági hatékonyságát. Az energiafogyasztók közvetlen közelében elhelyezkedő elosztott termelés helyi tüzelőanyag-forrásokat is felhasználhat, beleértve a bioüzemanyagokat és a megújuló energiát, sőt a települési hulladékot is.

Ennek fontos szerepet kell játszania a virtuális erőművek létrehozásában. energia tároló, lehetővé téve az energiatermelésnek a fogyasztói igények napi változásaihoz való igazítását. Az ilyen tartályok általában akkumulátorok vagy szuperkondenzátorok. A szivattyús tárolós erőművek hasonló szerepet tölthetnek be. Intenzív munka folyik az energia tárolására szolgáló új technológiák kifejlesztésén, például olvadt sóban vagy a hidrogén elektrolitikus előállításában.

Érdekes módon az amerikai háztartások ma ugyanannyi áramot fogyasztanak, mint 2001-ben. Ezek az energiagazdálkodásért felelős önkormányzatok 2013-2014 fordulóján megjelent adatai – írja az Associated Press. A hivatal által idézett szakértők szerint ez elsősorban az új technológiáknak, a megtakarításoknak és a háztartási készülékek energiahatékonyságának javításának köszönhető. A Home Appliance Manufacturers Association szerint az Egyesült Államokban elterjedt klímaberendezések átlagos energiafogyasztása 2001 óta 20%-kal csökkent. Valamennyi háztartási gép energiafogyasztása azonos mértékben csökkent, így az LCD vagy LED kijelzős TV-k esetében is, amelyek akár 80%-kal kevesebb energiát fogyasztanak, mint a régi berendezések!

Az egyik amerikai kormányhivatal készített egy elemzést, amelyben a modern civilizáció energiamérlegének alakulásának különböző forgatókönyveit hasonlította össze. Ebből a gazdaság IT-technológiákkal való nagy telítettségét jósolva az következett, hogy 2030-ra már csak az USA-ban sikerült harminc 600 megawattos erőmű által megtermelt villamos energiával megegyező mértékben csökkenteni az energiafogyasztást. Akár a megtakarításoknak, akár általánosabban a Föld környezetének és éghajlatának tulajdonítjuk, az egyenleg meglehetősen pozitív.