革新のための温暖な気候。 地球温暖化との戦いがテクノロジーを発展させる
気候変動は、最も頻繁に引用される世界的な脅威の XNUMX つです。 現在、先進国で創造、建設、建設、計画されているほぼすべてのものが、地球温暖化と温室効果ガス排出の問題を大規模に考慮していると言っても過言ではありません。
おそらく、気候変動問題の周知が、とりわけ新技術の開発に強い推進力をもたらしたことを否定する人はいないだろう。 私たちは、ソーラーパネルの効率の次の記録、風力タービンの改善、または再生可能資源からのエネルギーを貯蔵および分配するインテリジェントな方法の探索について何度も書いてきましたし、これからも書くつもりです。
繰り返し引用される気候変動に関する政府間パネル (IPCC) によると、私たちは温暖化気候システムに取り組んでおり、その主な原因は温室効果ガス排出量の増加と大気中の温室効果ガス濃度の増加です。 IPCC が推定したモデル結果は、温暖化を 2℃未満に抑える可能性を得るには、世界の排出量が 2020 年までにピークに達し、その後 50 年までに 80 ～ 2050% に維持される必要があることを示唆しています。
頭の中ではゼロエミッションで
「気候意識」によって推進される技術の進歩 – もっと広義に呼びましょう – は、まず、次のことに重点を置いています。 エネルギー生産と消費効率なぜなら、エネルギー使用量の削減は温室効果ガス排出量に大きな影響を与える可能性があるからです。
XNUMXつ目は、次のような高いポテンシャルのサポートです。 バイオ燃料 i 風力エネルギー.
三番目 - 研究と技術革新将来の低炭素オプションを確保するために必要です。
最初の必須事項は開発です ゼロエミッション技術。 技術が排出物なしでは機能しないのであれば、少なくとも排出された廃棄物は他のプロセスの原料（リサイクル）となるべきです。 これは、私たちが地球温暖化との戦いを構築する環境文明の技術的モットーです。
今日、世界経済は実際に自動車産業に依存しています。 専門家は、エコへの期待をこれと結び付けています。 排出ガスが無いとは言えませんが、移動する場所では確実に排気ガスを排出しません。 化石燃料を燃やす場合でも、その場で排出を制御することはより簡単で安価であると考えられています。 近年、ポーランドでもイノベーションと電気自動車の開発に多額の資金が費やされているのはこのためです。
もちろん、システムの XNUMX 番目の部分、つまり自動車がグリッドから使用する電力を生成する部分も排出ガスが発生しないことが最善です。 ただし、この条件は、エネルギーを に切り替えることで徐々に満たすことができます。 したがって、電力の大部分が水力発電所から供給されているノルウェーを走行する電気自動車は、すでにゼロエミッションに近づいています。
しかし、気候への意識は、たとえばタイヤ、車体、バッテリーの製造およびリサイクルのためのプロセスや材料において、より深く浸透しています。 これらの分野にはまだ改善の余地がありますが、MT 読者の皆さんはよくご存知のように、私たちがほぼ毎日耳にする技術革新や材料革新の作者たちは、環境要件を頭の中に深く根付いています。
中国で30階建てモジュール式ビルを建設
これらは、経済性やエネルギーの計算において車両と同様に重要です。 私たちの家. 世界経済気候委員会 (GCEC) の報告書によると、建物は世界のエネルギーの 32% を消費し、温室効果ガス排出量の 19% を占めています。 さらに、建設部門は世界に残された廃棄物の 30 ～ 40% を占めています。
建設業界がグリーンイノベーションをいかに必要としているかがわかります。 そのうちの XNUMX つは、たとえばモジュール構造の方法です。 プレハブ要素 (ただし、率直に言って、これは何十年もかけて開発されたイノベーションです)。 ブロード グループが 30 日間で中国に XNUMX 階建てのホテルを建設することを可能にした方法 (2）、生産を最適化し、環境への影響を削減します。 たとえば、建設にはほぼ 100% リサイクルされた鋼材が使用されており、工場で 122 個のモジュールを生産することで、建設廃棄物の量が大幅に削減されました。
もっと太陽の光を浴びましょう
オックスフォード大学のイギリスの科学者による昨年の分析が示したように、 2027 年までに、世界で消費される電力の最大 20% が太陽光発電システムから供給される可能性があります (3）。 技術の進歩に加えて大量利用の障壁が克服されたことにより、この方法で生成された電気のコストが急速に低下しており、まもなく従来の電源からのエネルギーよりも安くなるでしょう。
80 年代以降、太陽光発電パネルの価格は毎年約 10% 下落しました。 改良のための研究は現在も続いています セル効率。 この分野に関する最新の報告の 44,5 つは、効率 1% のソーラー パネルの構築に成功したジョージ ワシントン大学の科学者の成果です。 このデバイスは太陽光集光器 (PVC) を使用しており、レンズが太陽光線を XNUMX mm 未満の面積のセルに集光します。2、相互接続されたいくつかのセルで構成され、それらが一緒になって太陽光のスペクトルからほぼすべてのエネルギーを捕捉します。 以前は、 シャープは、パネルに当たる光を集束させるフレネルレンズをパネルに装備するという同様の技術を使用して、太陽電池の効率40％以上を達成することに成功した。
太陽は大都会に「捉えられる」
ソーラーパネルをより効率的にするためのもう50つのアイデアは、太陽光がパネルに当たる前に分割することです。 実際、スペクトルの個々の色を認識するために特別に設計されたセルは、より効果的に光子を「収集」できるということです。 このソリューションに取り組んでいるカリフォルニア工科大学の科学者たちは、ソーラーパネルの効率しきい値である XNUMX% を超えることを望んでいます。
より高い係数のエネルギー
再生可能エネルギー源の開発に関連して、いわゆる再生可能エネルギー源の開発作業が進行中です。 スマートエネルギーネットワーク -。 再生可能エネルギー源は分散型電源です。 ユニット電力は通常 50 MW (最大 100) 未満で、エネルギーの最終受信者の近くに設置されます。 ただし、十分な数の電源が電力システムの狭いエリアに分散しており、ネットワークによって提供される機会のおかげで、これらの電源を XNUMX つのオペレータ制御システムに統合して、「仮想発電所 »。 その目標は、分散型発電を論理的に接続された XNUMX つのネットワークに集中させ、電力生産の技術的および経済的効率を高めることです。 エネルギー消費者の近くに設置された分散型発電では、バイオ燃料や再生可能エネルギー、さらには都市廃棄物などの地元の燃料資源も利用できます。
これは仮想発電所の作成において重要な役割を果たすはずです。 エネルギー貯蔵、消費者の需要の日々の変化に発電を適応させることができます。 通常、そのようなリザーバはバッテリーまたはスーパーキャパシタです。 揚水発電所も同様の役割を果たすことができます。 たとえば、溶融塩や電解による水素の生成など、エネルギーを貯蔵するための新しい技術を開発するための集中的な研究が進行中です。
興味深いことに、アメリカの家庭は現在、2001 年と同じ量の電力を消費しています。 これらは、2013 年と 2014 年の変わり目に発表された、エネルギー管理を担当する地方自治体のデータであると AP 通信が報じています。 同庁が引用した専門家らによると、これは主に新技術、節約、家庭用電化製品のエネルギー効率の向上によるものであるという。 家電製造者協会によると、米国で一般的な空調機器の平均エネルギー消費量は 2001 年以来 20% も減少しました。 LCD または LED ディスプレイを備えたテレビを含め、すべての家庭用電化製品の消費電力は同じ程度に削減されており、古い機器と比べてエネルギー消費量が最大 80% 削減されています。
米国政府機関の2030つは、現代文明のエネルギーバランスの発展に関するさまざまなシナリオを比較した分析を作成しました。 IT テクノロジーによる経済の高度な飽和を予測し、600 年までに米国だけで XNUMX メガワットの発電所 XNUMX 基で生成される電力に等しい量のエネルギー消費を削減することが可能であることがわかりました。 それが貯蓄によるものであっても、より一般的には地球環境や気候によるものであっても、バランスは非常にプラスです。
