Przyszłość zrównoważonego rozwoju: co dalej w Green Tech

Świat czystej energii dynamicznie się rozwija. Liczba instalacji fotowoltaicznych w USA wzrosła o ok 43 procent w 2020 roku, a cena fotowoltaiki spadła o prawie 90 proc pomiędzy 2010 a 2020 rokiem. Rekordowo wzrosła także moc turbin wiatrowych 14,2 gigawatów tylko w zeszłym roku. Co więcej, sprzedaż pojazdów elektrycznych stale rośnie i oczekuje się, że do 2025 r. 10 procent wszystkich sprzedanych pojazdów będzie pojazdami elektrycznymi. Wszystko wskazuje na to, że zielona rewolucja technologiczna jest już w zaawansowanym stadium.

Chociaż są to z pewnością obiecujące osiągnięcia, nie wystarczą, aby spowolnić zmiany klimatyczne. Aby znacząco rozwiązać problem, musimy zwiększyć skalę i ulepszyć te technologie. Jak zatem wygląda przyszłość zielonej energii? Aby uzyskać pewne spostrzeżenia, rozmawialiśmy z badaczem środowiska, autorem, wykładowcą i przedsiębiorcą Johnathanem Koomeyem.

Słoneczny

Według Koomeya koszty energii słonecznej prawie na pewno będą nadal spadać w nadchodzących latach – ale być może w inny sposób, niż moglibyśmy się spodziewać.

„Dochodzimy teraz do punktu, w którym koszt paneli słonecznych nie jest najważniejszym czynnikiem, w przeliczeniu na dom, a nawet w przypadku dużej instalacji fotowoltaicznej na pustyni czy gdziekolwiek indziej” – mówi Koomey. „Teraz, gdy panele słoneczne są tak super tanie, należy skupić się na innych kosztach i próbować się ich pozbyć”.

Koszty te mogą obejmować koszt robocizny, koszt uzyskania pozwoleń i inne czynniki. Koomey twierdzi, że musimy znacznie obniżyć koszty pozwoleń, aby osiągnąć nasze cele w zakresie czystej energii.

Oprócz tych kosztów widzimy także obiecujące nowe innowacje w branży fotowoltaicznej. To wspaniale, że panele słoneczne stały się tak tanie, ale byłoby jeszcze lepiej, gdyby były również bardziej skuteczne, a badacze zastanawiają się, jak to osiągnąć.

Jednym ze sposobów zwiększenia efektywności panelu słonecznego jest zwiększenie ilości światła, które może przechwycić. Naukowcy tak mają odkryty w ostatnich latach można nakładać na panel różne materiały i wychwytywać szerszy zakres długości fal światła, co oznacza, że ​​może on wychwytywać więcej energii słonecznej. Oznacza to, że nie potrzebujesz tylu paneli, aby wygenerować potrzebną ilość energii.

„Na Ziemię dociera tak dużo promieniowania słonecznego, że tak naprawdę ogranicza nas tylko nasz spryt” – mówi Koomey. „Nie ogranicza nas energia słoneczna”.

Wiatr

Koomey twierdzi, że podobnie jak energia słoneczna, energia wiatrowa również staje się tańsza, a sposoby, w jakie podchodzimy do energii wiatrowej, zaczynają ewoluować.

„Uważam, że największym osiągnięciem w dziedzinie energetyki wiatrowej w USA jest umożliwienie wykorzystania morskiej energii wiatrowej” – mówi Koomey.

Wiatr morski jest powszechny w Europiei wydaje się, że wkrótce może stać się to dość powszechne w USA. Administracja Bidena już to zrobiła zdecydowany otwarcie części zachodniego wybrzeża dla morskiej energii wiatrowej. Biorąc pod uwagę ogromną ilość dostępnej przestrzeni i stosunkowo stałą siłę wiatru wiejącego zza oceanu Na Pacyfiku morska energia wiatrowa może radykalnie zwiększyć wykorzystanie energii odnawialnej w USA pojemność.

Technologia turbin również się rozwija. Oprócz powszechnych turbin trójłopatkowych inżynierowie zaczynają badać i opracowywać nowe systemy, które wydajniej wychwytują energię.

Jednym z takich pomysłów są wielkoskalowe turbiny wiatrowe o osi pionowej (VAWT). Turbiny te tworzą rodzaj pionowej piłki nożnej i obracają się na wirniku. Stwierdzono, że można je schwytać 15 procent więcej mocy niż tradycyjne turbiny wiatrowe, a także są łatwiejsze w utrzymaniu. Prawdopodobnie ich największą zaletą jest niższy środek ciężkości, co pozwala na budowanie ich znacznie większych niż turbiny wiatrowe o osi poziomej.

Pojawiają się także pomysły na pozyskiwanie energii wiatrowej bez użycia turbin. The Bezostrzowy wir to zasadniczo filar, który wibruje na wietrze, aby generować energię, podczas gdy Makani Energy firmy Google generuje energię latawiec przypominający samolot które można przenieść tam, gdzie wieje wiatr.

Baterie

Jeśli chodzi o akumulatory zasilające pojazdy elektryczne, które coraz częściej można znaleźć w domach, Koomey twierdzi, że koszty te również znacznie spadają. Mówi, że akumulatory litowo-jonowe podążają ścieżką spadku cen paneli słonecznych, którą obserwowaliśmy przez lata, ale są „w pewnym sensie na wcześniejszym etapie”.

„W przypadku samochodów elektrycznych akumulator stanowi największy problem kosztowy. W ostatecznym rozrachunku właśnie to w przekonujący sposób zmieni gospodarkę” – sugeruje.

Baterie litowo-jonowe pozostają standardem branżowym w pojazdach elektrycznych i urządzeniach, których używamy, ale widzimy to obiecujący postęp w rozwiązaniach w zakresie magazynowania energii na skalę sieciową, które pozwolą nam magazynować i wykorzystywać energię słoneczną i wiatrową później. Baterie przepływowena przykład są coraz bardziej popularne w takich miejscach jak Kalifornia i Teksas, gdzie zapotrzebowanie na energię elektryczną często przewyższa możliwości produkcyjne. Inne technologie, np zaawansowane magazynowanie energii sprężonym powietrzem I magazynowanie grawitacyjne również zyskują na popularności.

Technologia informacyjna

Koomey twierdzi, że oprócz infrastruktury fizycznej stanowiącej podstawę technologii wiatrowej, słonecznej i akumulatorów technologie informacyjne będą również stanowić dużą część przyszłości zielonych technologii. Im bardziej możemy zdigitalizować i zautomatyzować systemy elektryczne w naszych domach, budynkach biurowych, infrastrukturze i nie tylko, tym bardziej energooszczędne możemy te rzeczy.

„Technologia informatyczna pozwala nam gromadzić dane i reagować na nie w czasie rzeczywistym, dzięki czemu możemy optymalizować nasze systemy. Dzięki temu możemy zastąpić spryt częściami” – mówi Koomey. „Nastąpi ruch w kierunku wirtualizacji naszej infrastruktury fizycznej”.

Wydaje się, że przyszłość jest elektryczna i zmierza w tym kierunku szybciej, niż ktokolwiek przewidywał. Koomey sugeruje, że w miarę jak technologie te będą coraz tańsze, do ich przyjęcia przyczynią się proste względy ekonomiczne. Za kilka dekad możemy wyśmiewać pomysł, że kiedykolwiek spalaliśmy brudne paliwo, aby zasilać nasze domy, samochody i wszystko inne.

Zalecenia redaktorów

• Przyszłość produkcji: spojrzenie w przyszłość na następną erę wytwarzania rzeczy
• Litowo-jonowy to dopiero początek. Oto rzut oka na przyszłość baterii
• Ta potworna boja falowa o masie 826 ton zamienia wzburzone morze w energię odnawialną