Tvarumo ateitis: kas toliau žaliųjų technologijų srityje

Švarios energijos pasaulis sparčiai vystosi. Saulės energijos įrenginių skaičius JAV išaugo 43 proc 2020 m., o saulės energijos kaina sumažėjo beveik 90 proc tarp 2010 ir 2020 m. Panašiai rekordiškai išaugo vėjo turbinų galia 14,2 gigavato vien pernai. Be to, elektromobilių pardavimas nuolat auga, todėl tikimasi, kad iki 2025 m. 10 proc visų parduotų transporto priemonių bus elektromobiliai. Apskritai žaliųjų technologijų revoliucija įsibėgėja.

Tačiau nors tai tikrai daug žadantys pokyčiai, vargu ar jų pakanka, kad sulėtintų klimato kaitą. Norėdami gerokai sumažinti problemą, turėsime išplėsti ir tobulinti šias technologijas. Taigi, kaip atrodo žaliosios energijos ateitis? Kalbėjomės su aplinkos tyrinėtoju, autoriumi, dėstytoju ir verslininku Johnathanu Koomey, kad gautume įžvalgų.

Saulės

Koomey teigimu, saulės energijos sąnaudos artimiausiais metais beveik neabejotinai ir toliau mažės, bet galbūt skirtingais būdais, nei galėtume tikėtis.

„Dabar pasiekiame vietą, kur saulės kolektorių kaina nėra didžiausias veiksnys vienam namui ir net dideliam saulės energijos įrenginiui dykumoje ar bet kur“, – sako Koomey. „Dabar, kai saulės baterijos yra tokios itin pigios, reikia sutelkti dėmesį į šias kitas išlaidas ir bandyti jų atsikratyti.

Šios išlaidos gali apimti darbo sąnaudas, leidimų gavimo išlaidas ir kitus veiksnius. Koomey teigia, kad turime žymiai sumažinti leidimų išdavimo išlaidas, kad pasiektume švarios energijos tikslus.

Be šių išlaidų, saulės energijos pramonėje taip pat matome daug žadančių naujovių. Puiku, kad saulės baterijos tapo tokios pigios, tačiau būtų dar geriau, jei jos būtų ir efektyvesnės, o mokslininkai ieško būdų, kaip tai padaryti.

Vienas iš būdų, kaip padidinti saulės kolektorių efektyvumą, yra padidinti šviesos kiekį, kurį jis gali užfiksuoti. Tyrėjai turi atrado Pastaraisiais metais ant skydelio galite sluoksniuoti įvairias medžiagas ir užfiksuoti platesnį šviesos bangos ilgių diapazoną, o tai reiškia, kad jis gali užfiksuoti daugiau saulės energijos. Tai reiškia, kad jums nereikės tiek daug plokščių, kad sukurtumėte bet kokį reikalingą energijos kiekį.

„Į Žemę patenka tiek daug saulės spinduliuotės, kad mus iš tikrųjų riboja mūsų sumanumas“, - sako Koomey. „Mūsų neriboja saulės energija“.

Vėjas

Panašiai kaip saulės energija, Koomey sako, kad vėjo energija taip pat pigėja, o būdai, kuriais mes kreipiamės į vėjo energiją, pradeda vystytis.

„Manau, kad didžiausias vėjo patobulinimas JAV yra atvira jūros vėjo galimybė“, - sako Koomey.

Jūros vėjas yra dažnas Europoje, ir panašu, kad netrukus tai gali tapti gana įprasta JAV. Bideno administracija nusprendė atverti dalį Vakarų pakrantės jūros vėjui. Atsižvelgiant į didžiulę laisvos erdvės kiekį ir santykinai pastovų vėjo kiekį, kuris pučia iš Ramusis vandenynas, vėjo energija jūroje gali smarkiai padidinti JAV atsinaujinančios energijos kiekį talpa.

Tobulėja ir turbinų technologija. Be įprastų trijų menčių turbinų, inžinieriai pradeda tyrinėti ir kurti naujas sistemas, kurios efektyviau sugauna energiją.

Viena iš tokių idėjų yra didelės apimties vertikalios ašies vėjo turbinos (VAWT). Šios turbinos sudaro savotišką vertikalią futbolo formą ir sukasi ant rotoriaus. Buvo rasta, kad jie būtų užfiksuoti 15 proc daugiau galios nei tradicinės vėjo turbinos, be to, jas lengviau prižiūrėti. Neabejotinai didžiausias jų privalumas yra žemesnis svorio centras, kuris leidžia jas statyti daug didesnes nei horizontalios ašies vėjo jėgaines.

Taip pat yra idėjų, kaip užfiksuoti vėjo energiją visiškai be jokių turbinų. The Vortex Bladeless iš esmės yra ramstis, vibruojantis vėjyje ir generuojantis energiją, o „Google Makani Energy“ gamina energiją į lėktuvą panašus aitvaras kuriuos galima gabenti ten, kur pučia vėjas.

Baterijos

Kalbant apie baterijas, kuriomis maitinamos elektra varomos transporto priemonės ir kurių vis dažniau randama žmonių namuose, Koomey teigia, kad šios išlaidos taip pat labai mažėja. Jis sako, kad ličio jonų baterijos seka saulės baterijų kainų mažėjimo trajektoriją, kurią matėme bėgant metams, tačiau jos yra „kaip ankstesnėje stadijoje“.

„Elektromobiliams akumuliatorius yra didžiausia išlaidų problema. Kai tai atsitiks, tai yra dalykas, kuris įtikinamai pakeis ekonomiką“, – siūlo jis.

Ličio jonų akumuliatoriai tebėra pramonės standartas elektrinėms transporto priemonėms ir mūsų naudojamiems įrenginiams, bet mes matome daug žadanti tinklo masto energijos kaupimo sprendimų pažanga, kuri leis mums kaupti saulės ir vėjo energiją ir ją naudoti vėliau. Srauto baterijosPavyzdžiui, yra vis populiaresni tokiose vietose kaip Kalifornija ir Teksasas, kur elektros paklausa dažnai viršija gamybos pajėgumus. Kitos technologijos, pvz pažangus suspausto oro energijos kaupimas ir gravitacijos saugykla taip pat įsitvirtina.

Informacinės technologijos

Be fizinės infrastruktūros, kuria grindžiamos vėjo, saulės ir baterijų technologijos, Koomey teigia, kad informacinės technologijos taip pat bus didelė žaliųjų technologijų ateities dalis. Kuo daugiau galime skaitmeninti ir automatizuoti elektros sistemas savo namuose, biurų pastatuose, infrastruktūroje ir kt., tuo efektyviau galime tai padaryti.

„Informacinės technologijos leidžia rinkti duomenis ir reaguoti į duomenis realiu laiku, kad galėtume optimizuoti savo sistemas. Tai leidžia mums pakeisti išmaniąsias dalis“, – sako Koomey. „Bus judėjimas link mūsų fizinės infrastruktūros virtualizavimo.

Atrodo, kad ateitis yra elektrinė, ir ji juda ta kryptimi greičiau, nei kas nors prognozavo. Koomey teigia, kad šioms technologijoms ir toliau pigstant, paprastas situacijos ekonominis aspektas paskatins jas pritaikyti. Po dešimtmečių galime šaipytis iš minties, kad kada nors deginome nešvarų kurą, kad aprūpintume namus, automobilius ir visa kita.

Redaktorių rekomendacijos

• Gamybos ateitis: žvilgsnis į kitą dalykų kūrimo erą
• Ličio jonai yra tik pradžia. Štai žvilgsnis į baterijų ateitį
• Šis siaubingas 826 tonas sveriantis bangų plūduras jūrą paverčia atsinaujinančia energija