مناخ دافئ للابتكار. مكافحة الاحتباس الحراري تطور التكنولوجيا
يعد تغير المناخ أحد أكثر التهديدات العالمية التي يتم الاستشهاد بها بشكل متكرر. يمكننا أن نقول بأمان أنه في الوقت الحالي ، كل شيء تقريبًا يتم إنشاؤه وبنائه وبناؤه وتخطيطه في البلدان المتقدمة يأخذ في الاعتبار مشكلة الاحتباس الحراري وانبعاثات غازات الاحتباس الحراري على نطاق واسع.
ربما لن ينكر أحد أن الدعاية لمشكلة تغير المناخ قد أدت ، من بين أمور أخرى ، إلى زخم قوي لتطوير تكنولوجيات جديدة. لقد كتبنا وسنكتب عدة مرات عن السجل التالي لكفاءة الألواح الشمسية ، وتحسين توربينات الرياح أو البحث عن طرق ذكية لتخزين وتوزيع الطاقة من المصادر المتجددة.
وفقًا للهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ (IPCC) التي تم الاستشهاد بها مرارًا وتكرارًا ، فإننا نتعامل مع نظام مناخي دافئ ، والذي ينتج بشكل أساسي عن زيادة انبعاثات غازات الاحتباس الحراري وزيادة تركيز غازات الاحتباس الحراري في الغلاف الجوي. تشير نتائج النموذج المقدرة من قبل الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ إلى أنه للحصول على فرصة للحد من الاحترار إلى أقل من 2 درجة مئوية ، يجب أن تبلغ الانبعاثات العالمية ذروتها قبل عام 2020 ثم الحفاظ عليها عند 50-80٪ بحلول عام 2050.
مع صفر انبعاثات في رأسي
التقدم التكنولوجي المدفوع - دعنا نطلق عليه على نطاق أوسع - "الوعي بالمناخ" هو ، أولاً ، التركيز على إنتاج الطاقة وكفاءة استهلاكهالأن تقليل استخدام الطاقة يمكن أن يكون له تأثير كبير على انبعاثات غازات الاحتباس الحراري.
والثاني هو دعم الإمكانات العالية ، مثل وقود حيوي i طاقة الرياح.
ثالثا - البحث والابتكار التكنولوجياللازمة لتأمين خيارات منخفضة الكربون في المستقبل.
الضرورة الأولى هي التنمية تكنولوجيا الانبعاثات الصفرية. إذا لم تتمكن التقنية من العمل بدون انبعاثات ، فيجب أن تكون المخلفات المنبعثة على الأقل مادة خام لعمليات أخرى (إعادة التدوير). هذا هو الشعار التكنولوجي للحضارة البيئية التي نبني عليها كفاحنا ضد الاحتباس الحراري.
اليوم ، يعتمد الاقتصاد العالمي في الواقع على صناعة السيارات. يربط الخبراء آمالهم البيئية بهذا. على الرغم من أنه لا يمكن القول أنها خالية من الانبعاثات ، إلا أنها بالتأكيد لا تنبعث منها غازات العادم في المكان الذي تتحرك فيه. يعتبر التحكم في الانبعاثات في الموقع أسهل وأرخص تكلفة ، حتى عندما يتعلق الأمر بحرق الوقود الأحفوري. هذا هو سبب إنفاق الكثير من الأموال في السنوات الأخيرة على الابتكار وتطوير السيارات الكهربائية - أيضًا في بولندا.
بالطبع ، من الأفضل أن يكون الجزء الثاني من النظام أيضًا خاليًا من الانبعاثات - وهو إنتاج الكهرباء التي تستخدمها السيارة من الشبكة. ومع ذلك ، يمكن تحقيق هذا الشرط تدريجيًا عن طريق تحويل الطاقة إلى. لذلك ، فإن السيارة الكهربائية التي تسافر في النرويج ، حيث تأتي معظم الكهرباء من محطات الطاقة الكهرومائية ، تقترب بالفعل من الصفر.
ومع ذلك ، فإن الوعي بالمناخ يتعمق ، على سبيل المثال في العمليات والمواد اللازمة لإنتاج وإعادة تدوير الإطارات أو هياكل السيارات أو البطاريات. لا يزال هناك مجال للتحسين في هذه المجالات ، ولكن - كما يدرك قراء الترجمة الآلية جيدًا - فإن مؤلفي الابتكارات التكنولوجية والمادية التي نسمع عنها كل يوم تقريبًا لديهم متطلبات بيئية متجذرة بعمق في رؤوسهم.
تشييد مبنى مكون من 30 طابقًا في الصين
فهي لا تقل أهمية عن المركبات في حسابات الاقتصاد والطاقة. منازلنا. تستهلك المباني 32٪ من طاقة العالم وهي مسؤولة عن 19٪ من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري ، وفقًا لتقارير لجنة الاقتصاد العالمي والمناخ (GCEC). بالإضافة إلى ذلك ، يمثل قطاع البناء 30-40٪ من النفايات المتبقية في العالم.
يمكنك أن ترى مدى حاجة صناعة البناء إلى الابتكار الأخضر. واحد منهم ، على سبيل المثال ، طريقة البناء المعياري z العناصر الجاهزة (على الرغم من أنه ، بصراحة ، هذا ابتكار تم تطويره منذ عقود). الأساليب التي مكنت مجموعة Broad Group من بناء فندق من 30 طابقًا في الصين في خمسة عشر يومًا (2) ، وتحسين الإنتاج وتقليل الأثر البيئي. على سبيل المثال ، يتم استخدام ما يقرب من 100٪ من الفولاذ المعاد تدويره في البناء ، وقد أدى إنتاج 122 وحدة في المصنع إلى تقليل كمية نفايات البناء بشكل كبير.
احصل على المزيد من الشمس
كما أظهرت تحليلات العام الماضي لعلماء بريطانيين من جامعة أكسفورد ، بحلول عام 2027 ، قد يأتي ما يصل إلى 20٪ من الكهرباء المستهلكة في العالم من الأنظمة الكهروضوئية (3). إن التقدم التكنولوجي بالإضافة إلى التغلب على العوائق التي تحول دون الاستخدام الشامل يعني أن تكلفة الكهرباء المولدة بهذه الطريقة تنخفض بسرعة كبيرة بحيث تصبح قريبًا أرخص من الطاقة من المصادر التقليدية.
منذ الثمانينيات ، انخفضت أسعار الألواح الكهروضوئية بنحو 80٪ سنويًا. لا يزال البحث جاريًا لتحسينه كفاءة الخلية. من أحدث التقارير في هذا المجال إنجازات علماء من جامعة جورج واشنطن ، الذين تمكنوا من بناء لوح شمسي بكفاءة بلغت 44,5٪. يستخدم الجهاز المكثفات الكهروضوئية (PVCs) ، حيث تقوم العدسات بتركيز أشعة الشمس على خلية بمساحة أقل من 1 مم.2، ويتكون من عدة خلايا مترابطة ، والتي تلتقط معًا تقريبًا كل الطاقة من طيف ضوء الشمس. سابقا ، بما في ذلك. تمكنت Sharp من تحقيق كفاءة تزيد عن 40٪ في الخلايا الشمسية باستخدام تقنية مماثلة - وهي تزويد الألواح بعدسات Fresnel التي تركز الضوء الذي يسقط على اللوحة.
"اشتعلت" الشمس في المدينة الكبيرة
فكرة أخرى لجعل الألواح الشمسية أكثر كفاءة هي تقسيم ضوء الشمس قبل أن يضرب الألواح. الحقيقة هي أن الخلايا المصممة خصيصًا لإدراك الألوان الفردية للطيف يمكنها "جمع" الفوتونات بشكل أكثر فعالية. يأمل العلماء في معهد التكنولوجيا بجامعة كاليفورنيا والذين يعملون على هذا الحل في تجاوز حد الكفاءة البالغ 50 بالمائة للألواح الشمسية.
طاقة ذات معامل أعلى
فيما يتعلق بتطوير مصادر الطاقة المتجددة ، يجري العمل على تطوير ما يسمى ب. شبكات الطاقة الذكية -. مصادر الطاقة المتجددة هي مصادر موزعة ، أي عادة ما تكون طاقة الوحدة أقل من 50 ميجاوات (100 كحد أقصى) ، مثبتة بالقرب من المتلقي النهائي للطاقة. ومع ذلك ، مع وجود عدد كبير بدرجة كافية من المصادر موزعة على مساحة صغيرة من نظام الطاقة ، وبفضل الفرص التي توفرها الشبكات ، يصبح من المفيد دمج هذه المصادر في نظام واحد يتحكم فيه المشغل ، مما يؤدي إلى إنشاء "محطة طاقة افتراضية ». هدفها هو تركيز التوليد الموزع في شبكة واحدة متصلة منطقيًا ، وزيادة الكفاءة التقنية والاقتصادية لتوليد الكهرباء. يمكن أيضًا أن يستخدم التوليد الموزع الموجود على مقربة من مستهلكي الطاقة موارد الوقود المحلية ، بما في ذلك الوقود الحيوي والطاقة المتجددة ، وحتى النفايات البلدية.
يجب أن يلعب هذا دورًا مهمًا في إنشاء محطات طاقة افتراضية. تخزين الطاقة، مما يسمح بتكييف توليد الطاقة مع التغيرات اليومية في طلب المستهلكين. عادةً ما تكون هذه الخزانات عبارة عن بطاريات أو مكثفات فائقة. يمكن أن تلعب محطات توليد الطاقة التي يتم ضخها بالضخ دورًا مماثلاً. يجري العمل المكثف على تطوير تقنيات جديدة لتخزين الطاقة ، على سبيل المثال ، في الملح المصهور أو باستخدام الإنتاج الكهربائي للهيدروجين.
ومن المثير للاهتمام أن الأسر الأمريكية تستهلك اليوم نفس الكمية من الكهرباء كما كانت في عام 2001. هذه هي بيانات الحكومات المحلية المسؤولة عن إدارة الطاقة ، والتي نُشرت في مطلع 2013 و 2014 ، وفقًا لوكالة أسوشيتيد برس. وفقًا للخبراء الذين استشهدت بهم الوكالة ، فإن هذا يرجع أساسًا إلى التقنيات الجديدة والادخار وتحسين كفاءة استخدام الطاقة للأجهزة المنزلية. وفقًا لجمعية مصنعي الأجهزة المنزلية ، انخفض متوسط استهلاك الطاقة لأجهزة تكييف الهواء الشائعة في الولايات المتحدة بنسبة تصل إلى 2001٪ منذ عام 20. تم تقليل استهلاك الطاقة لجميع الأجهزة المنزلية إلى الحد نفسه ، بما في ذلك أجهزة التلفزيون المزودة بشاشات LCD أو شاشات LED التي تستهلك طاقة أقل بنسبة تصل إلى 80٪ من الأجهزة القديمة!
أعدت إحدى الوكالات الحكومية الأمريكية تحليلاً قارنوا فيه السيناريوهات المختلفة لتنمية ميزان الطاقة للحضارة الحديثة. مع توقع تشبع عالٍ للاقتصاد بتقنيات تكنولوجيا المعلومات ، تبع ذلك أنه بحلول عام 2030 فقط في الولايات المتحدة الأمريكية ، كان من الممكن تقليل استهلاك الطاقة بمقدار مساوٍ للكهرباء المولدة من ثلاثين محطة طاقة بقدرة 600 ميغاواط. سواء كنا نعزوها إلى المدخرات أو ، بشكل عام ، إلى بيئة الأرض ومناخها ، فإن التوازن إيجابي تمامًا.
