Die Zukunft der Nachhaltigkeit: Was kommt als nächstes in der grünen Technologie?

Die Welt der sauberen Energie entwickelt sich rasant weiter. Solarstrominstallationen in den USA stiegen um 43 Prozent im Jahr 2020, und der Preis für Solarenergie sank um fast 90 Prozent zwischen 2010 und 2020. Ebenso stieg die Kapazität der Windkraftanlagen um einen Rekordwert 14,2 Gigawatt Allein letztes Jahr. Darüber hinaus nehmen die Verkäufe von Elektrofahrzeugen stetig zu, und es wird erwartet, dass bis 2025 10 Prozent aller verkauften Fahrzeuge werden Elektrofahrzeuge sein. Allem Anschein nach ist die Green-Tech-Revolution in vollem Gange.

Doch obwohl dies sicherlich vielversprechende Entwicklungen sind, reichen sie kaum aus, um den Klimawandel zu bremsen. Um das Problem deutlich einzudämmen, müssen wir diese Technologien ausbauen und verbessern. Wie sieht also die Zukunft der grünen Energie aus? Wir haben mit dem Umweltforscher, Autor, Dozenten und Unternehmer Johnathan Koomey gesprochen, um einige Einblicke zu erhalten.

Solar

Laut Koomey werden die Solarkosten in den kommenden Jahren mit ziemlicher Sicherheit weiter sinken – aber vielleicht auf andere Weise, als wir vielleicht erwarten.

„Wir kommen jetzt an einen Punkt, an dem die Kosten für Solarmodule nicht mehr der größte Faktor sind, weder pro Haus noch bei einer großen Solaranlage in der Wüste oder wo auch immer“, sagt Koomey. „Jetzt, wo Solarmodule so supergünstig sind, konzentriert man sich mehr auf diese anderen Kosten und versucht, diese loszuwerden.“

Zu diesen Kosten können Arbeitskosten, Kosten für die Einholung von Genehmigungen und andere Faktoren gehören. Koomey sagt, dass wir die Genehmigungskosten erheblich senken müssen, um unsere Ziele für saubere Energie zu erreichen.

Abgesehen von diesen Kosten sehen wir auch vielversprechende neue Innovationen in der Solarbranche. Es ist toll, dass Solarmodule so günstig geworden sind, aber noch besser wäre es, wenn sie auch effektiver wären, und Forscher suchen nach Möglichkeiten, dies zu erreichen.

Eine Möglichkeit, die Effektivität eines Solarmoduls zu steigern, besteht darin, die Lichtmenge zu erhöhen, die es einfangen kann. Forscher haben entdeckt In den letzten Jahren hat sich gezeigt, dass man verschiedene Materialien auf das Panel schichten und einen breiteren Bereich an Lichtwellenlängen einfangen kann, was bedeutet, dass mehr Sonnenenergie eingefangen werden kann. Das bedeutet, dass Sie nicht so viele Module benötigen, um die benötigte Energiemenge zu erzeugen.

„Es fällt so viel Sonnenstrahlung auf die Erde, dass wir eigentlich nur durch unsere Klugheit eingeschränkt sind“, sagt Koomey. „Wir sind nicht auf die Solarenergie beschränkt.“

Wind

Ähnlich wie Solarenergie wird auch Windenergie laut Koomey billiger, und die Art und Weise, wie wir mit Windenergie umgehen, beginnt sich weiterzuentwickeln.

„Die größte Entwicklung in den USA im Bereich Wind ist meiner Meinung nach die Öffnung der Offshore-Windkraft als Möglichkeit“, sagt Koomey.

Offshore-Wind ist weit verbreitet in Europa, und es scheint, dass es in den USA bald weit verbreitet sein könnte. Die Biden-Regierung hat es getan entschieden Teile der Westküste für Offshore-Wind zu öffnen. Angesichts des riesigen verfügbaren Platzes und der relativ konstanten Windstärke, die von dort weht Offshore-Windenergie im Pazifischen Ozean hat das Potenzial, die erneuerbaren Energien in den USA dramatisch zu steigern Kapazität.

Auch die Turbinentechnik schreitet voran. Zusätzlich zu den üblichen Dreiblattturbinen beginnen Ingenieure mit der Erforschung und Entwicklung neuer Systeme, die Energie effizienter nutzen.

Eine solche Idee sind große Vertikalachsen-Windkraftanlagen (VAWTs). Diese Turbinen bilden eine Art vertikalen Fußball und drehen sich auf einem Rotor. Es wurde festgestellt, dass sie gefangen werden 15 Prozent mehr Leistung als herkömmliche Windkraftanlagen und sind zudem einfacher zu warten. Ihr größter Vorteil ist wohl ein niedrigerer Schwerpunkt, wodurch sie viel größer gebaut werden können als Windkraftanlagen mit horizontaler Achse.

Es gibt auch Ideen, Windenergie ganz ohne Turbinen zu nutzen. Der Vortex Bladeless ist im Wesentlichen eine Säule, die im Wind vibriert, um Strom zu erzeugen, während Googles Makani Energy damit Strom erzeugt ein flugzeugähnlicher Drachen das man überall hin transportieren kann, wo der Wind weht.

Batterien

Wenn es um die Batterien geht, die Elektrofahrzeuge antreiben und zunehmend in den Haushalten der Menschen zu finden sind, sinken die Kosten laut Koomey ebenfalls stark. Er sagt, dass Lithium-Ionen-Batterien dem Trend des Preisrückgangs bei Solarmodulen folgen, den wir im Laufe der Jahre beobachtet haben, aber sie befinden sich „irgendwie in einem früheren Stadium“.

„Bei Elektroautos ist die Batterie das größte Kostenproblem. Wenn sich das niederschlägt, wird das die Wirtschaft auf überzeugende Weise verändern“, schlägt er vor.

Lithium-Ionen-Batterien bleiben ein Industriestandard für Elektrofahrzeuge und die von uns verwendeten Geräte, aber wir sehen vielversprechende Fortschritte bei Energiespeicherlösungen im Netzmaßstab, die es uns ermöglichen, Solar- und Windenergie zu speichern und zu nutzen später. Flow-Batterienwerden beispielsweise in Ländern wie Kalifornien und Texas immer beliebter, wo der Strombedarf häufig die Produktionskapazität übersteigt. Andere Technologien, wie fortschrittliche Druckluft-Energiespeicherung Und Schwerkraftspeicherung sind ebenfalls auf dem Vormarsch.

Informationstechnologie

Neben der physischen Infrastruktur, die der Wind-, Solar- und Batterietechnologie zugrunde liegt, wird laut Koomey auch die Informationstechnologie ein großer Teil der Zukunft der grünen Technologie sein. Je mehr wir die elektrischen Systeme in unseren Häusern, Bürogebäuden, der Infrastruktur usw. digitalisieren und automatisieren können, desto energieeffizienter können wir diese Dinge gestalten.

„Die Informationstechnologie ermöglicht es uns, Daten zu sammeln und in Echtzeit auf die Daten zu reagieren, damit wir unsere Systeme optimieren können. Dadurch können wir Teile durch Smarts ersetzen“, sagt Koomey. „Es wird eine Bewegung hin zur Virtualisierung unserer physischen Infrastruktur geben.“

Es scheint, dass die Zukunft elektrisch ist, und sie bewegt sich schneller in diese Richtung, als irgendjemand vorhergesagt hat. Koomey geht davon aus, dass, da diese Technologien immer billiger werden, die einfache Wirtschaftlichkeit der Situation die Einführung dieser Technologien vorantreiben wird. In Jahrzehnten werden wir uns vielleicht über die Vorstellung lustig machen, dass wir jemals schmutzige Brennstoffe verbrannt haben, um unsere Häuser, Autos und alles andere anzutreiben.

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