De toekomst van duurzaamheid: wat is de volgende stap in groene technologie

De wereld van schone energie evolueert snel. Het aantal zonne-energie-installaties in de VS is met 43 procent in 2020, en de prijs van zonne-energie daalde met bijna 90 procent tussen 2010 en 2020. Op dezelfde manier is de capaciteit van de windturbines met een record toegenomen 14,2 gigawatt vorig jaar alleen al. Bovendien is de verkoop van elektrische voertuigen gestaag toegenomen, en de verwachting is dat tegen 2025 10 procent van alle verkochte voertuigen zullen elektrische voertuigen zijn. In alle opzichten is de groene technologierevolutie in volle gang.

Maar hoewel dit zeker veelbelovende ontwikkelingen zijn, zijn ze nauwelijks voldoende om de klimaatverandering te vertragen. Om het probleem aanzienlijk aan te pakken, moeten we deze technologieën opschalen en verbeteren. Hoe ziet de toekomst van groene energie eruit? We spraken met milieuonderzoeker, auteur, docent en ondernemer Johnathan Koomey om wat inzichten te krijgen.

Zonne

Volgens Koomey zullen de kosten voor zonne-energie de komende jaren vrijwel zeker blijven dalen, maar misschien op andere manieren dan we zouden verwachten.

“We komen nu op een punt waar de kosten van zonnepanelen niet de grootste factor zijn, per huis, en zelfs niet voor een grote zonne-installatie in de woestijn of waar dan ook”, zegt Koomey. “Nu zonnepanelen zo supergoedkoop zijn, vindt er een verschuiving plaats naar de focus op deze andere kosten en het proberen deze kwijt te raken.”

Deze kosten kunnen onder meer de arbeidskosten, de kosten voor het verkrijgen van vergunningen en andere factoren omvatten. Koomey zegt dat we de vergunningskosten aanzienlijk moeten verlagen om onze doelstellingen op het gebied van schone energie te bereiken.

Naast deze kosten zien we ook veelbelovende nieuwe innovaties in de zonne-energie-industrie. Het is geweldig dat zonnepanelen zo goedkoop zijn geworden, maar het zou nog beter zijn als ze ook effectiever zouden zijn, en onderzoekers bedenken manieren om dat mogelijk te maken.

Eén manier waarop u een zonnepaneel effectiever kunt maken, is door de hoeveelheid licht die het kan opvangen te vergroten. Onderzoekers hebben ontdekt de afgelopen jaren kun je verschillende materialen op het paneel aanbrengen en een breder bereik aan golflengten van licht opvangen, wat betekent dat het meer zonne-energie kan opvangen. Dat betekent dat je niet zoveel panelen nodig hebt om de hoeveelheid energie op te wekken die je nodig hebt.

“Er komt zoveel zonnestraling de aarde binnen dat we eigenlijk alleen maar beperkt worden door onze slimheid”, zegt Koomey. “We worden niet beperkt door zonne-energie.”

Wind

Net als zonne-energie zegt Koomey dat windenergie ook goedkoper wordt, en dat de manieren waarop we windenergie benaderen beginnen te evolueren.

“De grootste ontwikkeling, denk ik, in de VS op het gebied van windenergie is het openstellen van offshore windenergie als mogelijkheid”, zegt Koomey.

Wind op zee is gebruikelijk in Europa, en het lijkt erop dat het binnenkort heel gebruikelijk zou kunnen worden in de VS. De regering-Biden heeft dat ook gedaan besloten om delen van de westkust open te stellen voor offshore windenergie. Gezien de enorme hoeveelheid beschikbare ruimte en de relatief constante hoeveelheid wind die vanuit de In de Stille Oceaan heeft offshore windenergie het potentieel om de hernieuwbare energie in de VS dramatisch te vergroten capaciteit.

Ook de turbinetechnologie gaat vooruit. Naast de gebruikelijke driebladige turbines beginnen ingenieurs nieuwe systemen te onderzoeken en te ontwikkelen die energie efficiënter opvangen.

Een voorbeeld van zo'n idee zijn grootschalige windturbines met verticale as (VAWT's). Deze turbines vormen een soort verticale voetbalvorm en draaien op een rotor. Er is vastgesteld dat ze gevangen zijn genomen 15 procent meer vermogen dan traditionele windturbines, en zijn ook gemakkelijker te onderhouden. Hun grootste voordeel is ongetwijfeld een lager zwaartepunt, waardoor ze veel groter kunnen worden gebouwd dan windturbines met horizontale as.

Er zijn ook ideeën om windenergie op te vangen zonder enige turbines. De Vortex zonder blad is in wezen een pilaar die trilt in de wind om stroom op te wekken, terwijl Makani Energy van Google stroom opwekt een vliegtuigachtige vlieger die kan worden getransporteerd naar waar de wind ook waait.

Batterijen

Als het gaat om de batterijen die elektrische voertuigen aandrijven en die steeds vaker bij mensen thuis worden aangetroffen, zegt Koomey dat die kosten ook sterk dalen. Hij zegt dat lithium-ionbatterijen het traject volgen van de prijsdaling van zonnepanelen die we door de jaren heen hebben gezien, maar dat ze zich ‘in een eerder stadium bevinden’.

“Voor elektrische auto’s is de batterij het grootste kostenprobleem. Als dat eenmaal zover is, zal dat de economie op een overtuigende manier veranderen”, suggereert hij.

Lithium-ionbatterijen blijven een industriestandaard voor elektrische voertuigen en de apparaten die we gebruiken, maar we zien het wel veelbelovende vooruitgang op het gebied van energieopslagoplossingen op netschaal waarmee we zonne- en windenergie kunnen opslaan en gebruiken later. Stroombatterijenworden bijvoorbeeld steeds populairder in plaatsen als Californië en Texas, waar de vraag naar elektriciteit vaak groter is dan de productiecapaciteit. Andere technologieën, zoals geavanceerde perslucht-energieopslag En zwaartekracht opslag winnen ook terrein.

Informatie Technologie

Naast de fysieke infrastructuur die ten grondslag ligt aan wind-, zonne- en batterijtechnologie, zegt Koomey dat informatietechnologie ook een groot deel zal uitmaken van de toekomst van groene technologie. Hoe meer we de elektrische systemen in onze huizen, kantoorgebouwen, infrastructuur en meer kunnen digitaliseren en automatiseren, hoe energiezuiniger we deze dingen kunnen maken.

“Informatietechnologie stelt ons in staat gegevens te verzamelen en stelt ons in staat om in realtime op de gegevens te reageren, zodat we onze systemen kunnen optimaliseren. Het stelt ons in staat om slimme onderdelen te vervangen”, zegt Koomey. “Er zal een beweging plaatsvinden in de richting van de virtualisatie van onze fysieke infrastructuur.”

Het lijkt erop dat de toekomst elektrisch is, en dat deze zich sneller in die richting beweegt dan iemand had voorspeld. Koomey suggereert dat, naarmate deze technologieën steeds goedkoper worden, de eenvoudige economische aspecten van de situatie de adoptie ervan zullen stimuleren. Over tientallen jaren zullen we misschien spotten met het idee dat we ooit vuile brandstoffen hebben verbrand om onze huizen, auto's en al het andere van stroom te voorzien.

Aanbevelingen van de redactie

• De toekomst van de productie: een vooruitblik op het volgende tijdperk van het maken van dingen
• Lithium-ion is nog maar het begin. Hier is een kijkje in de toekomst van batterijen
• Deze monsterlijke golfboei van 826 ton zet ruwe zeeën om in hernieuwbare energie