Clima cálido para la innovación. La lucha contra el calentamiento global desarrolla tecnología

El cambio climático es una de las amenazas globales citadas con más frecuencia. Podemos decir con seguridad que en la actualidad, casi todo lo que se está creando, construyendo, construyendo y planificando en los países desarrollados tiene en cuenta el problema del calentamiento global y las emisiones de gases de efecto invernadero a gran escala.

Probablemente, nadie negará que la publicidad del problema del cambio climático ha supuesto, entre otras cosas, un fuerte impulso al desarrollo de nuevas tecnologías. Hemos escrito y escribiremos muchas veces sobre el próximo récord de eficiencia de los paneles solares, la mejora de los aerogeneradores o la búsqueda de métodos inteligentes de almacenamiento y distribución de energía procedente de fuentes renovables.

Según el Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático (IPCC), citado en repetidas ocasiones, estamos ante un sistema climático en proceso de calentamiento, que se debe principalmente a un aumento de las emisiones de gases de efecto invernadero y a un aumento de la concentración de gases de efecto invernadero en la atmósfera. Los resultados del modelo estimados por el IPCC sugieren que para tener la posibilidad de limitar el calentamiento a menos de 2 °C, las emisiones globales deben alcanzar su punto máximo antes de 2020 y luego mantenerse en un 50-80 % para 2050.

Con cero emisiones en mi cabeza

Los avances tecnológicos impulsados ​​por, llamémoslo más ampliamente, "conciencia climática" son, en primer lugar, el énfasis en Eficiencia en la producción y el consumo de energíaporque reducir el uso de energía puede tener un impacto significativo en las emisiones de gases de efecto invernadero.

El segundo es el apoyo de alto potencial, como biocombustible i energía eólica.

En tercer lugar - investigación e innovación tecnológicanecesarias para asegurar opciones bajas en carbono en el futuro.

El primer imperativo es el desarrollo. tecnología de cero emisiones. Si la tecnología no puede funcionar sin emisiones, entonces al menos los residuos emitidos deben ser materia prima para otros procesos (reciclaje). Este es el lema tecnológico de la civilización ecológica sobre el que construimos nuestra lucha contra el calentamiento global.

Hoy en día, la economía mundial depende en realidad de la industria automotriz. Los expertos vinculan sus eco-esperanzas con esto. Aunque no se puede decir que estén libres de emisiones, ciertamente no emiten gases de escape en el lugar donde se mueven. Controlar las emisiones in situ se considera más fácil y económico, incluso cuando se trata de quemar combustibles fósiles. Esta es la razón por la que se ha gastado mucho dinero en los últimos años en innovación y desarrollo de vehículos eléctricos, también en Polonia.

Por supuesto, lo mejor es que la segunda parte del sistema también esté libre de emisiones: la producción de electricidad que usa el automóvil de la red. Sin embargo, esta condición puede cumplirse gradualmente cambiando la energía a . Por tanto, un coche eléctrico que circule por Noruega, donde la mayor parte de la electricidad procede de centrales hidroeléctricas, ya está próximo a las cero emisiones.

Sin embargo, la conciencia climática es más profunda, por ejemplo, en los procesos y materiales para la producción y el reciclaje de neumáticos, carrocerías o baterías. Todavía hay margen de mejora en estas áreas, pero, como bien saben los lectores de MT, los autores de innovaciones tecnológicas y materiales de las que escuchamos casi todos los días tienen requisitos ambientales profundamente arraigados en sus cabezas.

Construcción de un edificio modular de 30 pisos en China

Son tan importantes en los cálculos económicos y energéticos como los vehículos. nuestras casas. Según los informes de la Comisión sobre la Economía y el Clima Globales (GCEC), los edificios consumen el 32 % de la energía mundial y son responsables del 19 % de las emisiones de gases de efecto invernadero. Además, el sector de la construcción representa el 30-40% de los residuos que quedan en el mundo.

Puede ver cuánto necesita la industria de la construcción la innovación verde. Uno de ellos es, por ejemplo, el método de construcción modular z elementos prefabricados (aunque, francamente, esta es una innovación que se ha desarrollado durante décadas). Los métodos que permitieron a Broad Group construir un hotel de 30 pisos en China en quince días (2), optimizar la producción y reducir el impacto ambiental. Por ejemplo, en la construcción se utiliza casi un 100 % de acero reciclado, y la producción de 122 módulos en la fábrica ha reducido significativamente la cantidad de residuos de la construcción.

Saca más partido al sol

Como mostraron los análisis del año pasado de científicos británicos de la Universidad de Oxford, para 2027, hasta el 20% de la electricidad consumida en el mundo podrá provenir de sistemas fotovoltaicos (3). Los avances tecnológicos más la superación de las barreras al uso masivo hacen que el costo de la electricidad generada de esta manera esté cayendo tan rápidamente que pronto será más barata que la energía de fuentes convencionales.

Desde la década de 80, los precios de los paneles fotovoltaicos han caído alrededor de un 10 % anual. La investigación aún está en curso para mejorar eficiencia celular. Uno de los últimos reportes en esta área es el logro de científicos de la Universidad George Washington, quienes lograron construir un panel solar con una eficiencia del 44,5%. El dispositivo utiliza concentradores fotovoltaicos (PVC), en los que las lentes enfocan los rayos del sol en una celda con un área de menos de 1 mm.², y consta de varias celdas interconectadas, que juntas capturan casi toda la energía del espectro de la luz solar. Anteriormente, incluido. Sharp ha logrado una eficiencia de más del 40 % en las células solares utilizando una técnica similar, equipando los paneles con lentes de Fresnel que enfocan la luz que incide en el panel.

El sol está "atrapado" en la gran ciudad

Otra idea para hacer que los paneles solares sean más eficientes es dividir la luz del sol antes de que llegue a los paneles. El hecho es que las células diseñadas específicamente para la percepción de colores individuales del espectro podrían "recolectar" fotones de manera más efectiva. Los científicos del Instituto de Tecnología de la Universidad de California, que están trabajando en esta solución, esperan superar el umbral de eficiencia del 50 por ciento para los paneles solares.

Energía con un coeficiente más alto

En relación con el desarrollo de fuentes de energía renovables, se está trabajando para desarrollar el llamado. redes de energía inteligente -. Las fuentes de energía renovables son fuentes distribuidas, es decir, la potencia unitaria suele ser inferior a 50 MW (máximo 100), instalada cerca del receptor final de energía. Sin embargo, con una cantidad suficientemente grande de fuentes dispersas en un área pequeña del sistema de energía, y gracias a las oportunidades que ofrecen las redes, se vuelve ventajoso combinar estas fuentes en un sistema controlado por el operador, creando "planta de energía virtual ». Su objetivo es concentrar la generación distribuida en una red lógicamente conectada, aumentando la eficiencia técnica y económica de la generación de electricidad. La generación distribuida ubicada muy cerca de los consumidores de energía también puede utilizar los recursos de combustible locales, incluidos los biocombustibles y las energías renovables, e incluso los desechos municipales.

Esto debería desempeñar un papel importante en la creación de centrales eléctricas virtuales. almacen de energia, lo que permite adaptar la generación de energía a los cambios diarios en la demanda de los consumidores. Por lo general, tales depósitos son baterías o supercondensadores. Las centrales eléctricas de almacenamiento por bombeo pueden desempeñar un papel similar. Se está trabajando intensamente para desarrollar nuevas tecnologías para almacenar energía, por ejemplo, en sales fundidas o utilizando la producción electrolítica de hidrógeno.

Curiosamente, los hogares estadounidenses consumen la misma cantidad de electricidad hoy que en 2001. Estos son los datos de los gobiernos locales responsables de la gestión energética, publicados entre 2013 y 2014, informa Associated Press. Según expertos citados por el organismo, esto se debe principalmente a las nuevas tecnologías, al ahorro ya la mejora de la eficiencia energética de los electrodomésticos. Según la Asociación de Fabricantes de Electrodomésticos, el consumo promedio de energía de los aparatos de aire acondicionado comunes en los EE. UU. se ha reducido hasta en un 2001 % desde 20. El consumo de energía de todos los electrodomésticos se ha reducido en la misma medida, incluidos los televisores con pantallas LCD o LED que consumen hasta un 80% menos de energía que los equipos antiguos.

Una de las agencias del gobierno de los EE. UU. preparó un análisis en el que compararon varios escenarios para el desarrollo del balance energético de la civilización moderna. De esto, pronosticando una alta saturación de la economía con las tecnologías de la información, se deduce que para 2030 solo en los EE. UU. fue posible reducir el consumo de energía en una cantidad equivalente a la electricidad generada por treinta centrales eléctricas de 600 megavatios. Ya sea que lo atribuyamos al ahorro o, de manera más general, al medio ambiente y al clima de la Tierra, el balance es bastante positivo.