אקלים חם לחדשנות. המאבק בהתחממות כדור הארץ מפתחת טכנולוגיה
שינויי אקלים הם אחד האיומים הגלובליים המוזכרים בתדירות גבוהה. אנו יכולים לומר בבטחה שכיום, כמעט כל מה שנוצר, נבנה, נבנה ומתוכנן במדינות מפותחות לוקח בחשבון את בעיית ההתחממות הגלובלית ופליטת גזי חממה בקנה מידה גדול.
כנראה, אף אחד לא יכחיש שהפרסום של בעיית שינויי האקלים הוביל, בין היתר, לתנופה חזקה לפיתוח טכנולוגיות חדשות. כתבנו ועוד נכתוב פעמים רבות על התיעוד הבא של יעילות פאנלים סולאריים, שיפור טחנות רוח או חיפוש אחר שיטות חכמות לאגירה והפצה של אנרגיה ממקורות מתחדשים.
לפי הפאנל הבין-ממשלתי לשינויי אקלים (IPCC) שצוטטו שוב ושוב, אנו מתמודדים עם מערכת אקלים מתחממת, אשר נגרמת בעיקר על ידי עלייה בפליטת גזי חממה ועלייה בריכוז גזי החממה באטמוספרה. תוצאות המודל המוערכות על ידי ה-IPCC מצביעות על כך שכדי שיהיה סיכוי להגביל את ההתחממות לפחות מ-2 מעלות צלזיוס, פליטת הפליטות העולמית חייבת להגיע לשיא לפני 2020 ולאחר מכן לשמור על 50-80% עד 2050.
עם אפס פליטות בראש
התקדמות טכנולוגית המונעת על ידי - בואו נקרא לזה בצורה רחבה יותר - "מודעות לאקלים" היא, ראשית, הדגש על ייצור אנרגיה ויעילות צריכתכי לצמצום השימוש באנרגיה יכולה להיות השפעה משמעותית על פליטת גזי חממה.
השני הוא תמיכה בפוטנציאל גבוה, כגון דלק ביולוגי i אנרגיית רוח.
שלישית - מחקר וחדשנות טכנולוגיתנחוץ כדי להבטיח אפשרויות דלת פחמן בעתיד.
הציווי הראשון הוא פיתוח טכנולוגיות אפס פליטה. אם הטכנולוגיה לא יכולה לעבוד ללא פליטות, אז לפחות הפסולת הנפלטת צריכה להיות חומר גלם לתהליכים אחרים (מיחזור). זהו המוטו הטכנולוגי של הציוויליזציה האקולוגית שעליה אנו בונים את המאבק שלנו בהתחממות הגלובלית.
כיום, הכלכלה העולמית תלויה למעשה בתעשיית הרכב. מומחים מקשרים את התקוות האקולוגיות שלהם עם זה. למרות שלא ניתן לומר שהם נטולי פליטות, הם בהחלט לא פולטים גזי פליטה במקום שבו הם נעים. שליטה בפליטות באתר נחשבת לקלה וזולה יותר, גם כשמדובר בשריפת דלקים מאובנים. זו הסיבה שבשנים האחרונות הושקע כסף רב על חדשנות ופיתוח רכבים חשמליים – גם בפולין.
כמובן שעדיף שגם החלק השני של המערכת יהיה נטול פליטות – ייצור חשמל שהמכונית משתמשת בו מהרשת. עם זאת, תנאי זה יכול להתקיים בהדרגה על ידי החלפת האנרגיה ל. לכן, מכונית חשמלית שנוסעת בנורבגיה, שבה רוב החשמל מגיע מתחנות כוח הידרואלקטריות, כבר קרובה לאפס פליטות.
עם זאת, המודעות לאקלים מעמיקה יותר, למשל בתהליכים וחומרים לייצור ומיחזור של צמיגים, מרכבי רכב או סוללות. עדיין יש מקום לשיפור בתחומים אלה, אבל - כפי שקוראים MT יודעים היטב - למחברי החידושים הטכנולוגיים והחומריים שאנו שומעים עליהם כמעט מדי יום דרישות סביבתיות מושרשות עמוק בראשם.
בניית בניין מודולרי בן 30 קומות בסין
הם חשובים לא פחות בחישובים כלכליים ואנרגיה כמו כלי רכב. הבתים שלנו. מבנים צורכים 32% מהאנרגיה בעולם ואחראים ל-19% מפליטת גזי חממה, על פי דוחות הוועדה העולמית לכלכלה ואקלים (GCEC). בנוסף, תחום הבנייה מהווה 30-40% מהפסולת שנותרה בעולם.
ניתן לראות עד כמה ענף הבנייה זקוק לחדשנות ירוקה. אחד מהם הוא, למשל, שיטת הבנייה המודולרית z אלמנטים טרומיים (אם כי, למען האמת, מדובר בחידוש שפותח במשך עשרות שנים). השיטות שאפשרו לקבוצת ברוד לבנות מלון בן 30 קומות בסין תוך חמישה עשר יום (2), לייעל את הייצור ולהפחית את ההשפעה הסביבתית. לדוגמה, כמעט 100% פלדה ממוחזרת משמשת בבנייה, והייצור של 122 מודולים במפעל הפחית משמעותית את כמות פסולת הבנייה.
להוציא יותר מהשמש
כפי שהראו ניתוחים בשנה שעברה של מדענים בריטים מאוניברסיטת אוקספורד, עד 2027, עד 20% מהחשמל הנצרך בעולם עשוי להגיע ממערכות פוטו-וולטאיות (3). התקדמות טכנולוגית בתוספת התגברות על מחסומים לשימוש המוני משמעה שעלות החשמל המופק בדרך זו יורדת כל כך מהר עד שהיא בקרוב תהיה זולה יותר מאנרגיה ממקורות קונבנציונליים.
מאז שנות ה-80, מחירי הפאנלים הפוטו-וולטאיים ירדו בכ-10% בשנה. המחקר עדיין נמשך להשתפר יעילות התא. אחד הדיווחים האחרונים בתחום זה הוא ההישג של מדענים מאוניברסיטת ג'ורג' וושינגטון, שהצליחו לבנות פאנל סולארי ביעילות של 44,5%. המכשיר משתמש בריכוזי פוטו-וולטאיים (PVC), שבהם עדשות ממקדות את קרני השמש לתא ששטחו קטן מ-1 מ"מ.2, ומורכב מכמה תאים מחוברים זה לזה, אשר יחדיו לוכדים כמעט את כל האנרגיה מספקטרום אור השמש. בעבר, כולל. שארפ הצליחה להגיע ליעילות של למעלה מ-40% בתאים סולאריים על ידי שימוש בטכניקה דומה - ציידו את הפאנלים בעדשות פרנל הממקדות את האור שפוגע בפאנל.
השמש "נתפסת" בעיר הגדולה
רעיון נוסף להפיכת הפאנלים הסולאריים ליעילים יותר הוא לפצל את אור השמש לפני שהוא פוגע בפאנלים. העובדה היא שתאים שתוכננו במיוחד לתפיסה של צבעים בודדים של הספקטרום יכולים "לאסוף" פוטונים בצורה יעילה יותר. מדענים במכון הטכנולוגי של אוניברסיטת קליפורניה שעובדים על פתרון זה מקווים לחרוג מסף היעילות של 50 אחוז עבור פאנלים סולאריים.
אנרגיה עם מקדם גבוה יותר
בקשר לפיתוח מקורות אנרגיה מתחדשים, מתבצעת עבודה לפיתוח מה שנקרא. רשתות אנרגיה חכמות -. מקורות אנרגיה מתחדשים הם מקורות מבוזרים, כלומר. הספק יחידה הוא בדרך כלל פחות מ-50 MW (מקסימום 100), מותקן ליד המקבל הסופי של האנרגיה. עם זאת, עם מספר גדול מספיק של מקורות מפוזרים על פני שטח קטן של מערכת החשמל, ובזכות ההזדמנויות שמציעות רשתות, זה הופך להיות מועיל לשלב מקורות אלה למערכת אחת הנשלטת על ידי מפעיל, וליצור "תחנת כוח וירטואלית ». מטרתו היא לרכז ייצור מבוזר לרשת אחת מחוברת לוגית, להגביר את היעילות הטכנית והכלכלית של ייצור החשמל. ייצור מבוזר הממוקם בסמיכות לצרכני האנרגיה יכול גם להשתמש במשאבי דלק מקומיים, לרבות דלק ביולוגי ואנרגיה מתחדשת, ואפילו פסולת עירונית.
זה צריך למלא תפקיד חשוב ביצירת תחנות כוח וירטואליות. אחסון אנרגיה, המאפשר להתאים את ייצור החשמל לשינויים היומיומיים בדרישת הצרכנים. בדרך כלל, מאגרים כאלה הם סוללות או קבלי-על. תחנות כוח אחסון שאובות יכולות למלא תפקיד דומה. מתבצעת עבודה אינטנסיבית לפיתוח טכנולוגיות חדשות לאגירת אנרגיה, למשל במלח מותך או שימוש בייצור אלקטרוליטי של מימן.
מעניין לציין כי משקי בית אמריקאים צורכים היום את אותה כמות חשמל כפי שצרכו ב-2001. אלו הם הנתונים של ממשלות מקומיות האחראיות לניהול אנרגיה, שפורסמו בתחילת 2013 ו-2014, מדווחת סוכנות הידיעות AP. לדברי מומחים שצוטטו על ידי הסוכנות, הדבר נובע בעיקר מטכנולוגיות חדשות, חיסכון ושיפור היעילות האנרגטית של מכשירי חשמל ביתיים. לפי איגוד יצרני המכשירים הביתיים, צריכת האנרגיה הממוצעת של מכשירי מיזוג אוויר הנפוצים בארה"ב ירדה ב-2001% מאז 20. צריכת החשמל של כל מכשירי החשמל הביתיים הופחתה באותה מידה, כולל טלוויזיות עם צגי LCD או LED שצורכות עד 80% פחות אנרגיה מציוד ישן!
אחת מסוכנויות ממשלת ארה"ב הכינה ניתוח שבו השוו תרחישים שונים לפיתוח מאזן האנרגיה של הציוויליזציה המודרנית. חזה רוויה גבוהה של הכלכלה עם טכנולוגיות IT, הביא שעד 2030 רק בארה"ב ניתן היה להפחית את צריכת האנרגיה בכמות השווה לחשמל המופק משלושים תחנות כוח של 600 מגה וואט. בין אם אנו מייחסים זאת לחיסכון או באופן כללי יותר, לסביבת כדור הארץ ולאקלים, האיזון די חיובי.
