Jätkusuutlikkuse tulevik: mis saab rohelisest tehnikast edasi?

Puhta energia maailm areneb kiiresti. Päikeseenergia rajatised USA-s kasvasid võrra 43 protsenti 2020. aastal ja päikeseenergia hind langes võrra ligi 90 protsenti aastatel 2010–2020. Samamoodi kasvas rekordiliselt tuulikute võimsus 14,2 gigavatti eelmisel aastal üksi. Peale selle on elektrisõidukite müük pidevalt kasvanud ja eeldatakse, et 2025. 10 protsenti kõigist müüdavatest sõidukitest on elektrisõidukid. Kõigi eelduste kohaselt on rohelise tehnoloogia revolutsioon hästi edenenud.

Kuid kuigi need on kindlasti paljulubavad arengud, ei piisa neist kliimamuutuse aeglustamiseks. Probleemi oluliseks vähendamiseks peame neid tehnoloogiaid suurendama ja täiustama. Kuidas siis rohelise energia tulevik välja näeb? Rääkisime keskkonnateadlase, autori, õppejõu ja ettevõtja Johnathan Koomeyga, et saada teadmisi.

Päikeseenergia

Koomey sõnul jätkavad päikeseenergia kulud lähiaastatel peaaegu kindlasti kahanemist, kuid võib-olla erineval viisil, kui ootame.

„Jõuame praegu kohta, kus päikesepaneelide maksumus ei ole suurim tegur maja kohta ja isegi suure päikesepatareipaigaldise puhul kõrbes või mujal,” ütleb Koomey. "Nüüd, kui päikesepaneelid on nii üliodavad, keskendutakse muudele kuludele ja püütakse neist lahti saada."

Need kulud võivad hõlmata tööjõukulusid, lubade saamise kulusid ja muid tegureid. Koomey sõnul peame oma puhta energia eesmärkide saavutamiseks lubade väljastamise kulusid märkimisväärselt vähendama.

Lisaks nendele kuludele näeme päikeseenergiatööstuses ka paljulubavaid uusi uuendusi. On tore, et päikesepaneelid on muutunud nii odavaks, kuid veelgi parem oleks, kui need oleksid ka tõhusamad, ja teadlased mõtlevad välja viise, kuidas see juhtuda.

Üks võimalus päikesepaneeli tõhusamaks muutmiseks on suurendada valguse hulka, mida see suudab püüda. Teadlastel on avastatud Viimastel aastatel saate paneelile kihtida erinevaid materjale ja jäädvustada laiemat valguse lainepikkuste vahemikku, mis tähendab, et see suudab püüda rohkem päikeseenergiat. See tähendab, et vajaliku energiakoguse genereerimiseks pole teil vaja nii palju paneele.

"Maale tuleb nii palju päikesekiirgust, et meid piirab lihtsalt meie nutikus," ütleb Koomey. "Meid ei piira päikeseenergia."

Tuul

Sarnaselt päikeseenergiaga ütleb Koomey, et tuuleenergia muutub ka odavamaks ja viisid, kuidas tuuleenergiale läheneda, hakkavad arenema.

"Ma arvan, et USA tuule jaoks on suurim areng avameretuule kui võimaluse avamine," ütleb Koomey.

Avamere tuul on tavaline Euroopas, ja tundub, et see võib USA-s peagi üsna tavaliseks muutuda. Bideni administratsioon on seda teinud otsustanud avada osa läänerannikust avameretuulele. Arvestades tohutul hulgal vaba ruumi ja suhteliselt ühtlast tuult, mis puhub sisse Vaikse ookeani avamere tuuleenergial on potentsiaali märkimisväärselt suurendada USA taastuvenergia kasutamist mahutavus.

Samuti areneb turbiinitehnoloogia. Lisaks tavalistele kolme labaga turbiinidele hakkavad insenerid uurima ja arendama uusi süsteeme, mis koguvad energiat tõhusamalt.

Üks selline idee on suuremahulised vertikaalteljelised tuuleturbiinid (VAWT). Need turbiinid moodustavad mingi vertikaalse jalgpalli kuju ja pöörlevad rootoril. Neid leiti püüdmiseks 15 protsenti rohkem võimsust kui traditsioonilised tuuleturbiinid ja neid on ka lihtsam hooldada. Väidetavalt on nende suurim eelis madalam raskuskese, mis võimaldab neid ehitada palju suuremaks kui horisontaalteljega tuuleturbiinid.

Ideid on ka tuuleenergia püüdmiseks ilma igasuguste turbiinideta. The Vortex Bladeless on sisuliselt tugisammas, mis vibreerib tuules energia tootmiseks, samas kui Google'i Makani Energy toodab elektrit lennukitaoline tuulelohe mida saab transportida kõikjale, kus tuul puhub.

Patareid

Mis puutub elektrisõidukite toiteks olevate akudesse, mida inimeste kodudes üha enam leidub, siis Koomey ütleb, et ka need kulud vähenevad oluliselt. Ta ütleb, et liitiumioonakud järgivad päikesepaneelide hinna languse trajektoori, mida oleme aastate jooksul näinud, kuid need on "nagu varasemas staadiumis".

«Elektriautode jaoks on aku suurim kuluprobleem. Nagu see alla tuleb, muudab see majandust mõjuval viisil, " soovitab ta.

Liitiumioonakud jäävad elektrisõidukite ja meie kasutatavate seadmete tööstusstandardiks, kuid me näeme paljutõotavad edusammud võrgu mastaabis energiasalvestuslahendustes, mis võimaldavad meil salvestada päikese- ja tuuleenergiat ning seda kasutada hiljem. VoolupatareidNäiteks on üha populaarsemad sellistes kohtades nagu California ja Texas, kus elektrinõudlus ületab sageli tootmisvõimsust. Muud tehnoloogiad, nt täiustatud suruõhuenergia salvestamine ja gravitatsiooni säilitamine on samuti võimust võtmas.

Infotehnoloogia

Lisaks tuule-, päikese- ja akutehnoloogia aluseks olevale füüsilisele infrastruktuurile on Koomey sõnul infotehnoloogia ka suur osa rohelise tehnoloogia tulevikust. Mida rohkem suudame oma kodude, büroohoonete, infrastruktuuri ja muu elektrisüsteeme digitaliseerida ja automatiseerida, seda energiatõhusamaks saame need asjad muuta.

"Infotehnoloogia võimaldab meil andmeid koguda ja see võimaldab meil andmetele reaalajas reageerida, et saaksime oma süsteeme optimeerida. See võimaldab meil osade asemel nutikaid osi, ”ütleb Koomey. "Seal toimub liikumine meie füüsilise infrastruktuuri virtualiseerimise suunas."

Näib, et tulevik on elektriline ja see liigub selles suunas kiiremini, kui keegi ennustas. Koomey viitab sellele, et kuna need tehnoloogiad muutuvad jätkuvalt odavamaks, ajendab nende kasutuselevõttu olukorra lihtne ökonoomika. Aastakümnete pärast võime irvitada idee üle, et põletasime kunagi oma kodude, autode ja kõige muu toiteks musta kütust.

Toimetajate soovitused

• Tootmise tulevik: pilk ette järgmisse asjade valmistamise ajastusse
• Liitiumioon on alles algus. Siin on pilk akude tulevikku
• See koletu, 826-tonnine lainepoi muudab karmi mere taastuvenergiaks