Teplé klima pro inovace. Boj proti globálnímu oteplování rozvíjí technologie

Změna klimatu je jednou z nejčastěji uváděných globálních hrozeb. Můžeme s klidem říci, že v současnosti téměř vše, co se ve vyspělých zemích tvoří, staví, staví a plánuje, ve velkém zohledňuje problém globálního oteplování a emisí skleníkových plynů.

Asi nikdo nebude popírat, že publicita problému klimatických změn vedla mimo jiné k silnému impulsu k vývoji nových technologií. O dalším rekordu účinnosti solárních panelů, zdokonalování větrných turbín nebo hledání inteligentních způsobů skladování a distribuce energie z obnovitelných zdrojů jsme psali a psát budeme mnohokrát.

Podle opakovaně citovaného Mezivládního panelu pro změnu klimatu (IPCC) máme co do činění s oteplujícím se klimatickým systémem, který je způsoben především nárůstem emisí skleníkových plynů a nárůstem koncentrace skleníkových plynů v atmosféře. Modelové výsledky odhadované IPCC naznačují, že aby bylo možné omezit oteplování na méně než 2 °C, musí globální emise dosáhnout vrcholu před rokem 2020 a poté se do roku 50 udržet na 80–2050 %.

S nulovými emisemi v hlavě

Technologický pokrok poháněný – říkejme tomu šířeji – „uvědoměním si klimatu“ je za prvé důraz na účinnost výroby a spotřeby energieprotože snížení spotřeby energie může mít významný dopad na emise skleníkových plynů.

Druhým je podpora vysokého potenciálu, jako je kupř biopalivo i větrná energie.

Za třetí - výzkum a technologické inovacepotřebné k zajištění nízkouhlíkových opcí v budoucnu.

Prvním imperativem je rozvoj technologie s nulovými emisemi. Pokud technologie nemůže fungovat bez emisí, pak by alespoň vypouštěný odpad měl být surovinou pro další procesy (recyklace). To je technologické motto ekologické civilizace, na kterém stavíme náš boj proti globálnímu oteplování.

Světová ekonomika je dnes vlastně závislá na automobilovém průmyslu. Odborníci s tím spojují své ekologické naděje. I když se o nich nedá říci, že jsou bezemisní, rozhodně nevypouštějí výfukové plyny v místě, kde se pohybují. Kontrola emisí in situ je považována za jednodušší a levnější, i když jde o spalování fosilních paliv. To je důvod, proč bylo v posledních letech vynaloženo mnoho peněz na inovace a vývoj elektrických vozidel – také v Polsku.

Nejlepší je samozřejmě, aby byla bezemisní i druhá část systému – výroba elektřiny, kterou automobil využívá ze sítě. Tuto podmínku lze ale postupně splnit přepnutím energie na . Elektromobil cestující v Norsku, kde většina elektřiny pochází z vodních elektráren, se proto již blíží nule emisí.

Povědomí o klimatu však jde hlouběji, například v procesech a materiálech pro výrobu a recyklaci pneumatik, karoserií nebo baterií. V těchto oblastech je stále co zlepšovat, ale – jak čtenáři MT dobře vědí – autoři technologických a materiálových novinek, o kterých slýcháme téměř každý den, mají ekologické požadavky hluboce zakořeněné v hlavě.

Výstavba 30patrové modulární budovy v Číně

Jsou stejně důležité v ekonomických a energetických výpočtech jako vozidla. naše domy. Podle zpráv Globální hospodářské a klimatické komise (GCEC) budovy spotřebují 32 % světové energie a jsou zodpovědné za 19 % emisí skleníkových plynů. Stavební sektor navíc tvoří 30–40 % odpadu, který ve světě zůstává.

Můžete vidět, jak moc stavební průmysl potřebuje zelené inovace. Jednou z nich je například metoda modulární výstavby z prefabrikované prvky (i když, upřímně řečeno, jde o inovaci, která se vyvíjela desítky let). Metody, které umožnily Broad Group postavit 30patrový hotel v Číně za patnáct dní (2), optimalizovat výrobu a snížit dopad na životní prostředí. Například ve stavebnictví se používá téměř 100% recyklovaná ocel a výroba 122 modulů v továrně výrazně snížila množství stavebního odpadu.

Získejte více ze slunce

Jak ukázaly loňské analýzy britských vědců z Oxfordské univerzity, do roku 2027 může až 20 % elektřiny spotřebované na světě pocházet z fotovoltaických systémů (3). Technologický pokrok plus překonávání bariér masového využití znamenají, že náklady na takto vyrobenou elektřinu klesají tak rychle, že bude brzy levnější než energie z konvenčních zdrojů.

Od 80. let 10. století klesaly ceny fotovoltaických panelů zhruba o XNUMX % ročně. Výzkum stále pokračuje, aby se zlepšil účinnost buněk. Jednou z posledních zpráv v této oblasti je úspěch vědců z Univerzity George Washingtona, kterým se podařilo postavit solární panel s účinností 44,5 %. Zařízení využívá fotovoltaické koncentrátory (PVC), ve kterých čočky zaostřují sluneční paprsky na článek o ploše menší než 1 mm.², a skládá se z několika vzájemně propojených buněk, které společně zachycují téměř veškerou energii ze spektra slunečního záření. Dříve vč. Sharp dokázal dosáhnout více než 40% účinnosti solárních článků použitím podobné techniky, kdy panely vybavil Fresnelovými čočkami, které zaostřují světlo dopadající na panel.

Slunce je „chyceno“ ve velkoměstě

Dalším nápadem, jak zefektivnit solární panely, je rozdělit sluneční světlo dříve, než dopadne na panely. Buňky určené speciálně pro vnímání jednotlivých barev spektra by totiž mohly efektivněji „sbírat“ fotony. Vědci z University of California Institute of Technology, kteří na tomto řešení pracují, doufají, že překročí hranici účinnosti 50 procent pro solární panely.

Energie s vyšším koeficientem

V souvislosti s rozvojem obnovitelných zdrojů energie se pracuje na rozvoji tzv. chytré energetické sítě -. Obnovitelné zdroje energie jsou distribuované zdroje, tzn. jednotkový výkon je obvykle menší než 50 MW (maximálně 100), instalovaný v blízkosti konečného příjemce energie. Při dostatečně velkém počtu zdrojů rozptýlených na malé ploše elektrizační soustavy a díky možnostem, které nabízejí sítě, je však výhodné tyto zdroje sloučit do jednoho provozovatelem řízeného systému, čímž vzniká „virtuální elektrárna ». Jejím cílem je soustředit distribuovanou výrobu do jedné logicky propojené sítě zvyšující technickou a ekonomickou efektivitu výroby elektřiny. Distribuovaná výroba umístěná v těsné blízkosti spotřebitelů energie může také využívat místní zdroje paliv, včetně biopaliv a obnovitelné energie, a dokonce i komunální odpad.

To by mělo hrát důležitou roli při vytváření virtuálních elektráren. zásobárna energieumožňující přizpůsobení výroby energie každodenním změnám v poptávce spotřebitelů. Typickými zásobníky jsou baterie nebo superkondenzátory. Podobnou roli mohou hrát přečerpávací elektrárny. Intenzivně se pracuje na vývoji nových technologií pro skladování energie například v roztavené soli nebo s využitím elektrolytické výroby vodíku.

Zajímavé je, že americké domácnosti dnes spotřebovávají stejné množství elektřiny jako v roce 2001. To jsou data samospráv odpovědných za hospodaření s energií, zveřejněná na přelomu let 2013 a 2014, uvádí Associated Press. Podle odborníků citovaných agenturou za to mohou především nové technologie, úspory a zlepšení energetické účinnosti domácích spotřebičů. Podle Asociace výrobců domácích spotřebičů klesla průměrná spotřeba energie klimatizačních zařízení běžných v USA od roku 2001 až o 20 %. Spotřeba energie všech domácích spotřebičů byla snížena ve stejné míře, včetně televizorů s LCD nebo LED displeji, které spotřebují až o 80 % méně energie než stará zařízení!

Jedna z amerických vládních agentur připravila analýzu, ve které porovnávala různé scénáře vývoje energetické bilance moderní civilizace. Z toho, předpovídajíc vysoké nasycení ekonomiky IT technologiemi, vyplynulo, že do roku 2030 se pouze v USA podařilo snížit spotřebu energie o množství rovnající se elektřině vyrobené třiceti 600megawattovými elektrárnami. Ať už to přičítáme úsporám nebo obecněji životnímu prostředí a klimatu Země, bilance je vcelku pozitivní.