Бъдещето на устойчивостта: Какво следва в зелените технологии

Светът на чистата енергия се развива бързо. Инсталациите за слънчева енергия в САЩ се увеличиха с 43 процента през 2020 г., а цената на слънчевата енергия намаля с близо 90 процента между 2010 и 2020 г. По същия начин капацитетът на вятърните турбини се увеличи рекордно 14,2 гигавата само миналата година. Освен това продажбите на електрически превозни средства непрекъснато нарастват и се очаква до 2025 г. 10 процента от всички продадени превозни средства ще бъдат електрически превозни средства. По всичко личи, че зелената технологична революция е в ход.

Но въпреки че това със сигурност са обещаващи развития, те едва ли са достатъчни, за да забавят изменението на климата. За да направим значителен удар по проблема, ще трябва да увеличим и подобрим тези технологии. И така, как изглежда бъдещето на зелената енергия? Разговаряхме с екологичния изследовател, автор, лектор и предприемач Джонатан Куми, за да получим някои прозрения.

Слънчева

Според Koomey разходите за слънчева енергия почти сигурно ще продължат да намаляват през следващите години - но може би по различни начини, отколкото бихме могли да очакваме.

„Сега стигаме до място, където цената на слънчевите панели не е най-големият фактор за къща и дори за голяма слънчева инсталация в пустинята или където и да е“, казва Куми. „Сега, когато слънчевите панели са толкова супер евтини, има промяна към фокусиране върху тези други разходи и опит да се отървем от тях.“

Тези разходи могат да включват разходите за труд, разходите за получаване на разрешителни и други фактори. Koomey казва, че трябва значително да намалим разходите за разрешителни, за да постигнем целите си за чиста енергия.

Извън тези разходи виждаме и обещаващи нови иновации в соларната индустрия. Страхотно е, че слънчевите панели станаха толкова евтини, но би било още по-добре, ако бяха и по-ефективни и изследователите измислят начини това да се случи.

Един от начините да направите слънчевия панел по-ефективен е като увеличите количеството светлина, което може да улови. Изследователите имат открити през последните години можете да наслоявате различни материали върху панела и да улавяте по-широк диапазон от дължини на вълните на светлината, което означава, че може да улавя повече слънчева енергия. Това означава, че няма да имате нужда от толкова много панели, за да генерирате необходимото количество енергия.

„Има толкова много слънчева радиация, която навлиза в Земята, че наистина сме ограничени от нашата интелигентност“, казва Куми. „Не сме ограничени от слънчевата енергия.“

Вятър

Подобно на слънчевата енергия, Куми казва, че вятърната енергия също става по-евтина и начините, по които подхождаме към вятърната енергия, започват да се развиват.

„Мисля, че най-голямото развитие на вятъра в САЩ е отварянето на офшорна вятърна енергия като възможност“, казва Куми.

Офшорният вятър е често срещан в Европа, и изглежда, че скоро може да стане доста обичайно в САЩ, което администрацията на Байдън има реши за отваряне на части от Западния бряг за офшорни ветрове. Като се има предвид огромното количество налично пространство и сравнително постоянното количество вятър, който духа от Офшорната вятърна енергия в Тихия океан има потенциала драстично да увеличи възобновяемата енергия в САЩ капацитет.

Турбинната технология също напредва. В допълнение към обикновените турбини с три перки, инженерите започват да изследват и разработват нови системи, които улавят енергията по-ефективно.

Една такава идея са широкомащабните вятърни турбини с вертикална ос (VAWT). Тези турбини образуват нещо като вертикална футболна форма и се въртят на ротор. Те са намерени за улавяне 15 процента повече мощност от традиционните вятърни турбини и също така са по-лесни за поддръжка. Вероятно най-голямото им предимство е по-нисък център на тежестта, което им позволява да бъдат построени много по-големи от вятърните турбини с хоризонтална ос.

Има и идеи за улавяне на вятърна енергия без никакви турбини. The Vortex Bladeless е по същество стълб, който вибрира във вятъра, за да генерира енергия, докато Makani Energy на Google генерира енергия с подобно на самолет хвърчило които могат да бъдат транспортирани навсякъде, където духа вятър.

Батерии

Що се отнася до батериите, които захранват електрическите превозни средства и се намират все по-често в домовете на хората, Куми казва, че тези разходи също значително намаляват. Той казва, че литиево-йонните батерии следват траекторията на намаляването на цените на слънчевите панели, което сме виждали през годините, но те са „донякъде на по-ранен етап“.

„За електрическите автомобили батерията е най-големият проблем с разходите. Тъй като това се случва, това е нещото, което ще промени икономиката по завладяващ начин“, предполага той.

Литиево-йонните батерии остават индустриален стандарт за електрически превозни средства и устройствата, които използваме, но виждаме обещаващ напредък в решенията за съхранение на енергия в мрежов мащаб, които ще ни позволят да съхраняваме слънчева и вятърна енергия и да я използваме по късно. Проточни батерии, например, са все по-популярни на места като Калифорния и Тексас, където търсенето на електроенергия често надхвърля производствения капацитет. Други технологии, като усъвършенствано съхранение на енергия със сгъстен въздух и гравитационно съхранение също се налагат.

Информационни технологии

В допълнение към физическата инфраструктура, която е в основата на вятърните, слънчевите и батерийните технологии, Куми казва, че информационните технологии също ще бъдат голяма част от бъдещето на зелените технологии. Колкото повече можем да дигитализираме и автоматизираме електрическите системи в нашите домове, офис сгради, инфраструктура и други, толкова по-енергийно ефективни можем да направим тези неща.

„Информационната технология ни позволява да събираме данни и ни позволява да реагираме в реално време на данните, за да можем да оптимизираме нашите системи. Позволява ни да заменим интелигентността с части“, казва Куми. „Ще има движение към виртуализация на нашата физическа инфраструктура.“

Изглежда, че бъдещето е електрическо и се движи в тази посока по-бързо, отколкото някой е предвидил. Koomey предполага, че тъй като тези технологии продължават да стават по-евтини, простата икономика на ситуацията ще стимулира приемането им. След десетилетия може да се присмиваме на идеята, че някога сме изгаряли мръсни горива, за да захранваме домовете, колите си и всичко останало.

Препоръки на редакторите

• Бъдещето на производството: Поглед напред към следващата ера на правене на неща
• Литиево-йонните са само началото. Ето един поглед към бъдещето на батериите
• Този чудовищен, 826-тонен шамандура с вълни превръща бурното море във възобновяема енергия