Varmt klimat för innovation. Kampen mot den globala uppvärmningen utvecklar teknik
Klimatförändringar är ett av de mest citerade globala hoten. Vi kan lugnt säga att för närvarande tar nästan allt som skapas, byggs, byggs och planeras i utvecklade länder hänsyn till problemet med global uppvärmning och utsläpp av växthusgaser i stor skala.
Förmodligen kommer ingen att förneka att publiciteten om problemet med klimatförändringar bland annat har lett till en stark drivkraft för utvecklingen av ny teknik. Vi har skrivit och kommer att skriva många gånger om nästa rekord av effektivitet för solpaneler, förbättring av vindkraftverk eller sökandet efter intelligenta metoder för att lagra och distribuera energi från förnybara källor.
Enligt den flera gånger citerade Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) har vi att göra med ett värmande klimatsystem, som främst orsakas av ökade utsläpp av växthusgaser och en ökning av koncentrationen av växthusgaser i atmosfären. Modellresultat som uppskattats av IPCC tyder på att för att ha en chans att begränsa uppvärmningen till mindre än 2°C måste de globala utsläppen nå en topp före 2020 och sedan hållas på 50-80 % till 2050.
Med noll utsläpp i huvudet
Teknologiska framsteg som drivs av – låt oss kalla det mer allmänt – "klimatmedvetenhet" är för det första tonvikten på energiproduktion och förbrukningseffektivitetför att minska energianvändningen kan ha en betydande inverkan på utsläppen av växthusgaser.
Det andra är stöd för hög potential, som t.ex biobränsle i vindkraft.
Tredje - forskning och teknisk innovationbehövs för att säkra alternativ med låga koldioxidutsläpp i framtiden.
Det första kravet är utveckling nollutsläppsteknik. Om tekniken inte kan fungera utan utsläpp bör åtminstone det avfall som släpps ut vara en råvara för andra processer (återvinning). Detta är det tekniska mottot för den ekologiska civilisationen på vilken vi bygger vår kamp mot den globala uppvärmningen.
Idag är världsekonomin faktiskt beroende av fordonsindustrin. Experter kopplar sina ekoförhoppningar till detta. Även om man inte kan säga att de är utsläppsfria så avger de absolut inte avgaser på den plats där de rör sig. Att kontrollera utsläppen på plats anses vara lättare och billigare, även när det gäller förbränning av fossila bränslen. Det är därför mycket pengar de senaste åren har lagts på innovation och utveckling av elfordon – även i Polen.
Det bästa är förstås att även den andra delen av systemet är utsläppsfri – produktionen av el som bilen använder från nätet. Detta villkor kan dock gradvis uppfyllas genom att växla energin till . Därför är en elbil som färdas i Norge, där det mesta av elen kommer från vattenkraftverk, redan nära noll utsläpp.
Men klimatmedvetenheten går djupare, till exempel i processer och material för tillverkning och återvinning av däck, karosser eller batterier. Det finns fortfarande utrymme för förbättringar inom dessa områden, men – som MT:s läsare är väl medvetna om – har författarna till tekniska och materiella innovationer som vi hör om nästan varje dag miljökrav djupt rotade i sina huvuden.
Konstruktion av en 30-våningars modulbyggnad i Kina
De är lika viktiga i ekonomiska och energiberäkningar som fordon. våra hus. Byggnader förbrukar 32 % av världens energi och står för 19 % av växthusgasutsläppen, enligt rapporter från Global Economic and Climate Commission (GCEC). Dessutom står byggsektorn för 30-40 % av det avfall som finns kvar i världen.
Du kan se hur mycket byggbranschen behöver grön innovation. En av dem är till exempel metoden för modulär konstruktion z prefabricerade element (även om detta ärligt talat är en innovation som har utvecklats i decennier). Metoderna som gjorde det möjligt för Broad Group att bygga ett 30-våningshotell i Kina på femton dagar (2), optimera produktionen och minska miljöpåverkan. Till exempel används nästan 100 % återvunnet stål i byggandet och produktionen av 122 moduler på fabriken har minskat mängden byggavfall avsevärt.
Få ut mer av solen
Som förra årets analyser av brittiska forskare från University of Oxford visade, år 2027 kan upp till 20 % av den el som förbrukas i världen komma från solcellssystem (3). Teknologiska framsteg plus att man övervinner hinder för massanvändning gör att kostnaden för el som produceras på detta sätt sjunker så snabbt att den snart blir billigare än energi från konventionella källor.
Sedan 80-talet har priserna på solcellspaneler sjunkit med cirka 10 % per år. Forskning pågår fortfarande för att förbättras celleffektivitet. En av de senaste rapporterna på detta område är framgången av forskare från George Washington University, som lyckades bygga en solpanel med en verkningsgrad på 44,5%. Enheten använder fotovoltaiska koncentratorer (PVC), där linser fokuserar solens strålar på en cell med en yta på mindre än 1 mm.2, och består av flera sammankopplade celler, som tillsammans fångar nästan all energi från solljusets spektrum. Tidigare har inkl. Sharp har kunnat uppnå över 40 % verkningsgrad i solceller genom att använda en liknande teknik – att utrusta panelerna med Fresnel-linser som fokuserar ljuset som träffar panelen.
Solen är "fångad" i storstaden
En annan idé för att göra solpaneler mer effektiva är att dela upp solljuset innan det träffar panelerna. Faktum är att celler designade specifikt för uppfattningen av individuella färger i spektrumet mer effektivt kan "samla" fotoner. Forskare vid University of California Institute of Technology som arbetar med denna lösning hoppas kunna överskrida 50-procentig effektivitetströskel för solpaneler.
Energi med högre koefficient
I samband med utvecklingen av förnybara energikällor pågår ett arbete med att utveckla den sk. smarta energinät -. Förnybara energikällor är distribuerade källor, d.v.s. enhetseffekt är vanligtvis mindre än 50 MW (maximalt 100), installerad nära den slutliga mottagaren av energi. Men med ett tillräckligt stort antal källor spridda över ett litet område av kraftsystemet, och tack vare de möjligheter som erbjuds av nätverk, blir det fördelaktigt att kombinera dessa källor till ett operatörsstyrt system, vilket skapar "virtuellt kraftverk ». Dess mål är att koncentrera distribuerad produktion till ett logiskt sammankopplat nät, vilket ökar den tekniska och ekonomiska effektiviteten av elproduktion. Distribuerad produktion som ligger i närheten av energikonsumenterna kan också använda lokala bränsleresurser, inklusive biobränslen och förnybar energi, och även kommunalt avfall.
Detta bör spela en viktig roll i skapandet av virtuella kraftverk. energilagring, vilket gör att elproduktionen kan anpassas till dagliga förändringar i konsumenternas efterfrågan. Typiskt är sådana behållare batterier eller superkondensatorer. Pumpkraftverk kan spela en liknande roll. Ett intensivt arbete pågår för att utveckla ny teknik för att lagra energi, till exempel i smält salt eller användande av elektrolytisk produktion av väte.
Intressant nog förbrukar amerikanska hushåll samma mängd el idag som de gjorde 2001. Dessa är uppgifterna från lokala myndigheter som ansvarar för energiförvaltning, publicerade vid årsskiftet 2013 och 2014, rapporterar Associated Press. Enligt experter som nämns av byrån beror detta främst på ny teknik, besparingar och förbättrad energieffektivitet för hushållsapparater. Enligt Home Appliance Manufacturers Association har den genomsnittliga energiförbrukningen för luftkonditioneringsapparater som är vanliga i USA sjunkit med så mycket som 2001% sedan 20. Strömförbrukningen för alla hushållsapparater har minskat i samma utsträckning, inklusive TV-apparater med LCD- eller LED-skärmar som förbrukar upp till 80 % mindre energi än gammal utrustning!
En av de amerikanska myndigheterna utarbetade en analys där de jämförde olika scenarier för utvecklingen av den moderna civilisationens energibalans. Genom att förutspå en hög mättnad av ekonomin med IT-teknik, följde det att 2030 endast i USA var det möjligt att minska energiförbrukningen med en mängd lika med den el som genererades av trettio 600 megawatt kraftverk. Oavsett om vi hänför det till besparingar eller mer generellt till jordens miljö och klimat är balansen ganska positiv.
