Viitorul durabilității: ce urmează în tehnologia verde

Lumea energiei curate evoluează rapid. Instalațiile de energie solară din SUA au crescut cu 43 la sută în 2020, iar prețul solar a scăzut cu aproape 90 la sută între 2010 și 2020. În mod similar, capacitatea turbinelor eoliene a crescut cu un record 14,2 gigawați numai anul trecut. În plus, vânzările de vehicule electrice au crescut constant și se așteaptă ca până în 2025, 10 la sută dintre toate vehiculele vândute vor fi vehicule electrice. Din toate punctele de vedere, revoluția tehnologiei ecologice este în plină desfășurare.

Dar, deși acestea sunt cu siguranță evoluții promițătoare, cu greu sunt suficiente pentru a încetini schimbările climatice. Pentru a face o adâncime semnificativă în problemă, va trebui să extindem și să îmbunătățim aceste tehnologii. Deci, cum arată viitorul energiei verzi? Am vorbit cu cercetătorul de mediu, autorul, lectorul și antreprenorul Johnathan Koomey pentru a obține câteva informații.

Solar

Potrivit lui Koomey, costurile solare vor continua aproape sigur să scadă în următorii ani – dar poate în moduri diferite decât ne-am putea aștepta.

„Ajungem acum într-un loc în care costul panourilor solare nu este cel mai mare factor, pe casă și chiar și pentru o instalație solară mare în deșert sau oriunde”, spune Koomey. „Acum, că panourile solare sunt atât de ieftine, există o schimbare de a ne concentra asupra acestor alte costuri și de a încerca să scăpăm de acestea.”

Aceste costuri pot include costul forței de muncă, costul obținerii permiselor și alți factori. Koomey spune că trebuie să reducem semnificativ costurile de autorizare pentru a ne îndeplini obiectivele de energie curată.

În afara acestor costuri, vedem și noi inovații promițătoare în industria solară. Este grozav că panourile solare au devenit atât de ieftine, dar ar fi și mai bine dacă ar fi și mai eficiente, iar cercetătorii găsesc modalități de a face acest lucru.

O modalitate prin care puteți face un panou solar mai eficient este prin creșterea cantității de lumină pe care o poate capta. Cercetătorii au descoperit în ultimii ani, puteți stratifica diferite materiale pe panou și puteți capta o gamă mai largă de lungimi de undă de lumină, ceea ce înseamnă că poate capta mai multă energie solară. Asta înseamnă că nu veți avea nevoie de atâtea panouri pentru a genera orice cantitate de energie de care aveți nevoie.

„Există atât de multă radiație solară care intră în Pământ, încât suntem într-adevăr limitați de inteligența noastră”, spune Koomey. „Nu suntem limitați de solar.”

Vânt

La fel ca energia solară, Koomey spune că și energia eoliană devine din ce în ce mai ieftină, iar modurile în care abordăm energia eoliană încep să evolueze.

„Cea mai mare dezvoltare, cred, din SUA pentru eolian este deschiderea eolianului offshore ca o posibilitate”, spune Koomey.

Eolianul offshore este obișnuit in Europa, și se pare că ar putea deveni în curând destul de comun în SUA, așa cum a făcut-o administrația Biden hotărât pentru a deschide părți ale Coastei de Vest către vântul offshore. Având în vedere cantitatea mare de spațiu disponibil și cantitatea relativ constantă de vânt care sufla dinspre Oceanul Pacific, energia eoliană offshore are potențialul de a crește dramatic energia regenerabilă din SUA capacitate.

Tehnologia turbinelor avansează și ea. Pe lângă turbinele obișnuite cu trei pale, inginerii încep să exploreze și să dezvolte noi sisteme care captează energia mai eficient.

O astfel de idee este turbinele eoliene cu axă verticală la scară largă (VAWT). Aceste turbine formează un fel de formă verticală de fotbal și se rotesc pe un rotor. S-au găsit că au capturat 15 la sută putere mai mare decât turbinele eoliene tradiționale și sunt, de asemenea, mai ușor de întreținut. Probabil cel mai mare beneficiu al lor este un centru de greutate mai scăzut, care le permite să fie construite mult mai mari decât turbinele eoliene cu axă orizontală.

Există, de asemenea, idei pentru captarea energiei eoliene fără nicio turbină. The Vortex fără lamă este în esență un pilon care vibrează în vânt pentru a genera energie, în timp ce Makani Energy de la Google generează energie cu un zmeu ca un avion care poate fi transportat oriunde bate vântul.

baterii

Când vine vorba de bateriile care alimentează vehiculele electrice și care se găsesc din ce în ce mai mult în casele oamenilor, Koomey spune că și aceste costuri sunt în scădere semnificativă. El spune că bateriile litiu-ion urmează traiectoria scăderii prețului panourilor solare pe care am văzut-o de-a lungul anilor, dar sunt „într-un stadiu mai devreme”.

„Pentru mașinile electrice, bateria este cea mai mare problemă de cost. Pe măsură ce se reduce, acesta este lucrul care va schimba economia într-un mod convingător”, sugerează el.

Bateriile litiu-ion rămân un standard industrial pentru vehiculele electrice și dispozitivele pe care le folosim, dar vedem progrese promițătoare în soluțiile de stocare a energiei la scară de rețea, care ne vor permite să stocăm energia solară și eoliană și să o utilizăm mai tarziu. Baterii de flux, de exemplu, sunt din ce în ce mai populare în locuri precum California și Texas, unde cererea de energie electrică depășește adesea capacitatea de producție. Alte tehnologii, cum ar fi stocare avansată de energie a aerului comprimat și depozitare gravitațională câștigă teren și ele.

Tehnologia de informație

Pe lângă infrastructura fizică care stă la baza tehnologiei eoliene, solare și a bateriilor, Koomey spune că tehnologia informației va fi, de asemenea, o mare parte a viitorului tehnologiei ecologice. Cu cât putem digitiza și automatiza mai mult sistemele electrice din casele noastre, clădirile de birouri, infrastructura și multe altele, cu atât putem face aceste lucruri mai eficiente din punct de vedere energetic.

„Tehnologia informației ne permite să colectăm date și ne permite să răspundem în timp real la date, astfel încât să ne putem optimiza sistemele. Ne permite să înlocuim piese cu inteligență”, spune Koomey. „Va fi o mișcare către virtualizarea infrastructurii noastre fizice.”

Se pare că viitorul este electric și se mișcă în această direcție mai rapid decât a prezis oricine. Koomey sugerează că, pe măsură ce aceste tehnologii continuă să devină mai ieftine, economia simplă a situației va determina adoptarea lor. Peste zeci de ani, s-ar putea să ne batjocorim ideea că am ars vreodată combustibili murdari pentru a ne alimenta casele, mașinile și orice altceva.

Recomandările editorilor

• Viitorul producției: o privire în perspectivă către următoarea eră a fabricării lucrurilor
• Litiu-ion este doar începutul. Iată o privire asupra viitorului bateriilor
• Această geamandură cu valuri monstruoasă de 826 de tone transformă mările agitate în energie regenerabilă