Warm klimaat vir innovasie. Die stryd teen aardverwarming ontwikkel tegnologie

Klimaatsverandering is een van die wêreldbedreigings wat die meeste aangehaal word. Ons kan met sekerheid sê dat byna alles wat in ontwikkelde lande geskep, gebou, gebou en beplan word tans die probleem van aardverwarming en kweekhuisgasvrystellings op groot skaal in ag neem.

Waarskynlik sal niemand ontken dat die publisiteit van die probleem van klimaatsverandering onder meer gelei het tot 'n sterk stukrag tot die ontwikkeling van nuwe tegnologieë nie. Ons het geskryf en sal baie keer skryf oor die volgende rekord van doeltreffendheid van sonpanele, die verbetering van windturbines of die soeke na intelligente metodes om energie uit hernubare bronne te berg en te versprei.

Volgens die herhaaldelik aangehaalde Intergouvernementele Paneel oor Klimaatsverandering (IPCC) het ons te doen met 'n warm klimaatstelsel, wat hoofsaaklik veroorsaak word deur 'n toename in kweekhuisgasvrystellings en 'n toename in die konsentrasie van kweekhuisgasse in die atmosfeer. Modelresultate wat deur die IPCC beraam is, dui daarop dat om 'n kans te hê om opwarming tot minder as 2°C te beperk, globale uitstoot voor 2020 'n hoogtepunt moet bereik en dan teen 50 op 80-2050% gehandhaaf moet word.

Met nul emissies in my kop

Tegnologiese vooruitgang aangedryf deur – kom ons noem dit breër – "klimaatbewustheid" is eerstens die klem op energieproduksie en verbruik doeltreffendheidomdat die vermindering van energiegebruik 'n beduidende impak op kweekhuisgasvrystellings kan hê.

Die tweede is die ondersteuning van hoë potensiaal, soos biobrandstof i wind krag.

Derdens - navorsing en tegnologiese innovasienodig om lae-koolstof-opsies in die toekoms te verseker.

Die eerste noodsaaklikheid is ontwikkeling nul-emissie tegnologie. As die tegnologie nie sonder emissies kan werk nie, moet die afval wat vrygestel word ten minste 'n grondstof vir ander prosesse (herwinning) wees. Dit is die tegnologiese leuse van die ekologiese beskawing waarop ons ons stryd teen aardverwarming bou.

Vandag is die wêreldekonomie eintlik afhanklik van die motorbedryf. Kenners koppel hul eko-hoop hiermee. Alhoewel daar nie gesê kan word dat hulle vry van emissies is nie, gee hulle beslis nie uitlaatgasse uit in die plek waar hulle beweeg nie. Die beheer van emissies in situ word as makliker en goedkoper beskou, selfs wanneer dit kom by die verbranding van fossielbrandstowwe. Dit is hoekom daar die afgelope jare baie geld aan innovasie en die ontwikkeling van elektriese voertuie bestee is – ook in Pole.

Dit is natuurlik die beste dat die tweede deel van die stelsel ook emissievry is – die produksie van elektrisiteit wat die motor van die netwerk gebruik. Hierdie voorwaarde kan egter geleidelik vervul word deur die energie oor te skakel na . Daarom is 'n elektriese motor wat in Noorweë reis, waar die meeste van die elektrisiteit van hidro-elektriese kragsentrales afkomstig is, reeds naby aan nul-emissies.

Klimaatbewustheid gaan egter dieper, byvoorbeeld in prosesse en materiale vir die vervaardiging en herwinning van bande, motorbakkies of batterye. Daar is nog ruimte vir verbetering op hierdie gebiede, maar - soos MT-lesers deeglik bewus is - die skrywers van tegnologiese en materiële innovasies waarvan ons feitlik elke dag hoor, se omgewingsvereistes is diep in hul koppe gewortel.

Konstruksie van 'n 30-verdieping modulêre gebou in China

Hulle is net so belangrik in ekonomiese en energieberekeninge as voertuie. ons huise. Volgens die Commission on the Global Economy and Climate (GCEC) se verslae verbruik geboue 32% van die wêreld se energie en is verantwoordelik vir 19% van kweekhuisgasvrystellings. Daarbenewens is die konstruksiesektor verantwoordelik vir 30-40% van die afval wat in die wêreld agterbly.

Jy kan sien hoeveel die konstruksiebedryf groen innovasie nodig het. Een daarvan is byvoorbeeld die metode van modulêre konstruksie z voorafvervaardigde elemente (alhoewel dit eerlikwaar 'n innovasie is wat al dekades lank ontwikkel is). Die metodes wat die Broad Group in staat gestel het om binne vyftien dae 'n 30-verdieping hotel in China te bou (2), optimaliseer produksie en verminder omgewingsimpak. Byna 100% herwonne staal word byvoorbeeld in konstruksie gebruik, en die produksie van 122 modules by die fabriek het die hoeveelheid konstruksie-afval aansienlik verminder.

Kry meer uit die son

Soos verlede jaar se ontledings van Britse wetenskaplikes van die Universiteit van Oxford getoon het, teen 2027 kan tot 20% van die elektrisiteit wat in die wêreld verbruik word van fotovoltaïese stelsels kom (3). Tegnologiese vooruitgang plus die oorkoming van hindernisse tot massagebruik beteken dat die koste van elektrisiteit wat op hierdie manier opgewek word so vinnig daal dat dit binnekort goedkoper sal wees as energie uit konvensionele bronne.

Sedert die 80's het fotovoltaïese paneelpryse met sowat 10% per jaar gedaal. Navorsing is steeds aan die gang om te verbeter sel doeltreffendheid. Een van die jongste verslae op hierdie gebied is die prestasie van wetenskaplikes van die George Washington Universiteit, wat daarin geslaag het om 'n sonpaneel met 'n doeltreffendheid van 44,5% te bou. Die toestel gebruik fotovoltaïese konsentrators (PVC's), waarin lense die sonstrale fokus op 'n sel met 'n oppervlakte van minder as 1 mm.², en bestaan ​​uit verskeie onderling verbindde selle, wat saam byna al die energie van die spektrum van sonlig opvang. Voorheen, inkl. Sharp kon meer as 40% doeltreffendheid in sonselle behaal deur 'n soortgelyke tegniek te gebruik, en die panele toe te rus met Fresnel-lense wat die lig fokus wat die paneel tref.

Die son word in die groot stad “gevang”.

Nog 'n idee om sonpanele meer doeltreffend te maak, is om die sonlig te verdeel voordat dit die panele tref. Die feit is dat selle wat spesifiek ontwerp is vir die persepsie van individuele kleure van die spektrum meer effektief fotone kan "versamel". Wetenskaplikes van die Universiteit van Kalifornië se Instituut vir Tegnologie, wat aan hierdie oplossing werk, hoop om die 50 persent doeltreffendheidsdrempel vir sonpanele te oorskry.

Energie met 'n hoër koëffisiënt

In verband met die ontwikkeling van hernubare energiebronne word gewerk om die sg. slim energienetwerke -. Hernubare energiebronne is verspreide bronne, m.a.w. eenheidskrag is gewoonlik minder as 50 MW (maksimum 100), geïnstalleer naby die finale ontvanger van energie. Met 'n voldoende groot aantal bronne wat oor 'n klein area van die kragstelsel versprei is, en danksy die geleenthede wat netwerke bied, word dit egter voordelig om hierdie bronne in een operateur-beheerde stelsel te kombineer, wat "virtuele kragstasie ». Sy doelwit is om verspreide opwekking in een logies gekoppelde netwerk te konsentreer, wat die tegniese en ekonomiese doeltreffendheid van elektrisiteitsproduksie verhoog. Verspreide opwekking wat in die nabyheid van energieverbruikers geleë is, kan ook plaaslike brandstofbronne gebruik, insluitend biobrandstof en hernubare energie, en selfs munisipale afval.

Dit behoort 'n belangrike rol te speel in die skepping van virtuele kragsentrales. energieberging, waardeur kragopwekking aangepas kan word by daaglikse veranderinge in verbruikersvraag. Tipies is sulke reservoirs batterye of superkapasitors. Pompopgaarkragsentrales kan 'n soortgelyke rol speel. Intensiewe werk is aan die gang om nuwe tegnologieë te ontwikkel vir die berging van energie, byvoorbeeld in gesmelte sout of die gebruik van die elektrolitiese produksie van waterstof.

Interessant genoeg, Amerikaanse huishoudings verbruik vandag dieselfde hoeveelheid elektrisiteit as wat hulle in 2001 gedoen het. Dit is die data van plaaslike regerings wat vir energiebestuur verantwoordelik is, wat teen die draai van 2013 en 2014 gepubliseer is, berig die Associated Press. Volgens kenners wat deur die agentskap aangehaal is, is dit hoofsaaklik te wyte aan nuwe tegnologieë, besparings en die verbetering van die energiedoeltreffendheid van huishoudelike toestelle. Volgens die Home Appliance Manufacturers Association het die gemiddelde energieverbruik van lugversorgingstoestelle wat algemeen in die VSA gebruik word, sedert 2001 met soveel as 20% gedaal. Die kragverbruik van alle huishoudelike toestelle is tot dieselfde mate verminder, insluitend TV's met LCD- of LED-skerms wat tot 80% minder energie as ou toerusting verbruik!

Een van die Amerikaanse regeringsagentskappe het 'n ontleding voorberei waarin hulle verskeie scenario's vergelyk het vir die ontwikkeling van die energiebalans van die moderne beskawing. Hieruit, wat 'n hoë versadiging van die ekonomie met IT-tegnologie voorspel het, het dit gevolg dat dit teen 2030 slegs in die VSA moontlik was om energieverbruik te verminder met 'n hoeveelheid gelykstaande aan die elektrisiteit wat deur dertig 600 megawatt kragsentrales opgewek word. Of ons dit toeskryf aan besparings of, meer algemeen, aan die Aarde se omgewing en klimaat, die balans is redelik positief.