Warm klimaat voor innovatie. De strijd tegen de opwarming van de aarde ontwikkelt technologie

Klimaatverandering is een van de meest genoemde mondiale bedreigingen. We kunnen gerust zeggen dat op dit moment bijna alles wat wordt gemaakt, gebouwd, gebouwd en gepland in ontwikkelde landen rekening houdt met het probleem van de opwarming van de aarde en de uitstoot van broeikasgassen op grote schaal.

Waarschijnlijk zal niemand ontkennen dat de publiciteit over de problematiek van de klimaatverandering onder meer heeft geleid tot een sterke impuls aan de ontwikkeling van nieuwe technologieën. We hebben geschreven en zullen vele malen schrijven over het volgende record van efficiëntie van zonnepanelen, de verbetering van windmolens of het zoeken naar intelligente methoden voor het opslaan en distribueren van energie uit hernieuwbare bronnen.

Volgens het herhaaldelijk aangehaalde Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) hebben we te maken met een opwarmend klimaatsysteem, dat vooral wordt veroorzaakt door een toename van de uitstoot van broeikasgassen en een toename van de concentratie van broeikasgassen in de atmosfeer. Modelresultaten geschat door het IPCC suggereren dat om een ​​kans te hebben om de opwarming tot minder dan 2°C te beperken, de wereldwijde emissies vóór 2020 moeten pieken en vervolgens tegen 50 op 80-2050% moeten worden gehouden.

Met nul uitstoot in mijn hoofd

Technologische vooruitgang gedreven door – laten we het breder noemen – ‘klimaatbewustzijn’ ligt in de eerste plaats efficiëntie van energieproductie en -verbruikomdat het verminderen van het energieverbruik een aanzienlijke impact kan hebben op de uitstoot van broeikasgassen.

De tweede is de ondersteuning van een hoog potentieel, zoals biobrandstof i windenergie.

derde - onderzoek en technologische innovatienodig om in de toekomst koolstofarme opties veilig te stellen.

De eerste noodzaak is ontwikkeling emissievrije technologieën. Als de technologie niet kan werken zonder emissies, dan moet het afval dat vrijkomt in ieder geval een grondstof zijn voor andere processen (recycling). Dit is het technologische motto van de ecologische beschaving waarop we onze strijd tegen de opwarming van de aarde bouwen.

Tegenwoordig is de wereldeconomie eigenlijk afhankelijk van de auto-industrie. Experts koppelen hun eco-hoop hieraan. Hoewel niet gezegd kan worden dat ze emissievrij zijn, stoten ze zeker geen uitlaatgassen uit op de plek waar ze zich verplaatsen. Emissies in situ beheersen wordt als eenvoudiger en goedkoper beschouwd, zelfs als het gaat om het verbranden van fossiele brandstoffen. Daarom is er de afgelopen jaren veel geld uitgegeven aan innovatie en de ontwikkeling van elektrische voertuigen – ook in Polen.

Het beste is natuurlijk dat ook het tweede deel van het systeem emissievrij is: de productie van elektriciteit die de auto van het net gebruikt. Aan deze voorwaarde kan echter geleidelijk worden voldaan door de energie over te schakelen naar . Daarom is een elektrische auto die door Noorwegen reist, waar de meeste elektriciteit afkomstig is van waterkrachtcentrales, al bijna emissievrij.

Klimaatbewustzijn gaat echter dieper, bijvoorbeeld in processen en materialen voor de productie en recycling van banden, carrosserieën of batterijen. Op deze gebieden is nog ruimte voor verbetering, maar - zoals MT-lezers weten - de auteurs van technologische en materiële innovaties waarover we bijna dagelijks horen, hebben milieueisen diep in hun hoofd geworteld.

Bouw van een modulair gebouw van 30 verdiepingen in China

Ze zijn net zo belangrijk in economische en energieberekeningen als voertuigen. onze huizen. Volgens de rapporten van de Global Economic and Climate Commission (GCEC) verbruiken gebouwen 32% van de energie in de wereld en zijn ze verantwoordelijk voor 19% van de uitstoot van broeikasgassen. Bovendien is de bouwsector verantwoordelijk voor 30-40% van het afval dat in de wereld achterblijft.

Je ziet hoezeer de bouwsector behoefte heeft aan groene innovatie. Een daarvan is bijvoorbeeld de methode van modulair bouwen z geprefabriceerde elementen (hoewel dit eerlijk gezegd een innovatie is die al tientallen jaren is ontwikkeld). De methoden waarmee de Broad Group in vijftien dagen een hotel van 30 verdiepingen in China kon bouwen (2), optimaliseer de productie en verminder de impact op het milieu. Zo wordt in de bouw bijna 100% gerecycled staal gebruikt en heeft de productie van 122 modules in de fabriek de hoeveelheid bouwafval aanzienlijk verminderd.

Haal meer uit de zon

Zoals de analyses van vorig jaar van Britse wetenschappers van de Universiteit van Oxford hebben aangetoond, tegen 2027 kan tot 20% van het elektriciteitsverbruik in de wereld afkomstig zijn van fotovoltaïsche systemen (3). Technologische vooruitgang en het overwinnen van belemmeringen voor massaal gebruik zorgen ervoor dat de kosten van op deze manier opgewekte elektriciteit zo snel dalen dat het binnenkort goedkoper zal zijn dan energie uit conventionele bronnen.

Sinds de jaren tachtig zijn de prijzen van fotovoltaïsche panelen met ongeveer 80% per jaar gedaald. Onderzoek is nog gaande om te verbeteren cel efficiëntie. Een van de laatste rapporten op dit gebied is de prestatie van wetenschappers van de George Washington University, die erin slaagden een zonnepaneel te bouwen met een rendement van 44,5%. Het apparaat maakt gebruik van fotovoltaïsche concentratoren (pvc's), waarbij lenzen de zonnestralen op een cel met een oppervlakte van minder dan 1 mm richten.², en bestaat uit verschillende onderling verbonden cellen, die samen bijna alle energie uit het spectrum van zonlicht opvangen. Voorheen incl. Sharp is erin geslaagd om meer dan 40% efficiëntie in zonnecellen te bereiken door een vergelijkbare techniek te gebruiken: de panelen uitrusten met Fresnel-lenzen die het licht dat op het paneel valt, bundelen.

De zon is "gevangen" in de grote stad

Een ander idee om zonnepanelen efficiënter te maken, is door het zonlicht te splitsen voordat het de panelen raakt. Het feit is dat cellen die speciaal zijn ontworpen voor de perceptie van individuele kleuren van het spectrum, fotonen effectiever kunnen "verzamelen". Wetenschappers van het University of California Institute of Technology die aan deze oplossing werken, hopen de efficiëntiedrempel van 50 procent voor zonnepanelen te overschrijden.

Energie met een hogere coëfficiënt

In verband met de ontwikkeling van hernieuwbare energiebronnen wordt gewerkt aan de ontwikkeling van de zogenaamde. slimme energienetwerken -. Hernieuwbare energiebronnen zijn gedistribueerde bronnen, d.w.z. het vermogen van een eenheid is meestal minder dan 50 MW (maximaal 100), geïnstalleerd in de buurt van de uiteindelijke ontvanger van energie. Met een voldoende groot aantal bronnen verspreid over een klein deel van het elektriciteitssysteem en dankzij de mogelijkheden die netwerken bieden, wordt het echter voordelig om deze bronnen te combineren tot één door de operator bestuurd systeem, waardoor "virtuele energiecentrale ». Het doel is om gedistribueerde opwekking te concentreren in één logisch verbonden netwerk, waardoor de technische en economische efficiëntie van elektriciteitsopwekking wordt verhoogd. Gedistribueerde opwekking in de nabijheid van energieverbruikers kan ook gebruik maken van lokale brandstofbronnen, waaronder biobrandstoffen en hernieuwbare energie, en zelfs gemeentelijk afval.

Dit zou een belangrijke rol moeten spelen bij de totstandkoming van virtuele energiecentrales. energie opslag, waardoor de elektriciteitsopwekking kan worden aangepast aan de dagelijkse veranderingen in de vraag van de consument. Meestal zijn dergelijke reservoirs batterijen of supercondensatoren. Pompaccumulatiecentrales kunnen een vergelijkbare rol spelen. Er wordt intensief gewerkt aan de ontwikkeling van nieuwe technologieën om energie op te slaan, bijvoorbeeld in gesmolten zout of door elektrolytische productie van waterstof.

Interessant is dat Amerikaanse huishoudens vandaag dezelfde hoeveelheid elektriciteit verbruiken als in 2001. Dat zijn de gegevens van lokale overheden die verantwoordelijk zijn voor energiebeheer, gepubliceerd rond de jaarwisseling van 2013 en 2014, meldt Associated Press. Volgens door het bureau aangehaalde experts is dat vooral te danken aan nieuwe technologieën, besparingen en het verbeteren van de energie-efficiëntie van huishoudelijke apparaten. Volgens de Home Appliance Manufacturers Association is het gemiddelde energieverbruik van in de VS gangbare airconditioningapparaten sinds 2001 met maar liefst 20% gedaald. Het stroomverbruik van alle huishoudelijke apparaten is in dezelfde mate teruggebracht, ook tv's met lcd- of led-schermen die tot 80% minder energie verbruiken dan oude apparatuur!

Een van de Amerikaanse overheidsinstanties maakte een analyse waarin ze verschillende scenario's voor de ontwikkeling van de energiebalans van de moderne beschaving met elkaar vergeleken. Voorspelling van een hoge verzadiging van de economie met IT-technologieën, volgde daaruit dat het in 2030 alleen in de VS mogelijk was om het energieverbruik te verminderen met een hoeveelheid die gelijk is aan de elektriciteit die wordt opgewekt door dertig energiecentrales van 600 megawatt. Of we het nu toeschrijven aan besparingen of, meer in het algemeen, aan het milieu en klimaat van de aarde, de balans is vrij positief.