Будущее устойчивого развития: что дальше в сфере зеленых технологий

Мир чистой энергетики стремительно развивается. Количество солнечных электростанций в США увеличилось на 43 процента в 2020 году, а цена на солнечную энергию снизилась на почти 90 процентов между 2010 и 2020 годами. Аналогичным образом, мощность ветряных турбин увеличилась рекордно. 14,2 гигаватт только в прошлом году. Кроме того, продажи электромобилей неуклонно растут, и ожидается, что к 2025 году 10 процентов всех проданных автомобилей будут электромобили. Судя по всему, революция «зеленых» технологий идет полным ходом.

Но хотя это, безусловно, многообещающие события, их вряд ли достаточно, чтобы замедлить изменение климата. Чтобы существенно решить эту проблему, нам необходимо масштабировать и совершенствовать эти технологии. Так как же выглядит будущее зеленой энергетики? Мы поговорили с исследователем окружающей среды, писателем, лектором и предпринимателем Джонатаном Куми, чтобы получить некоторые идеи.

Солнечная

По словам Куми, затраты на солнечную энергию почти наверняка будут продолжать снижаться в ближайшие годы, но, возможно, не так, как мы могли бы ожидать.

«Сейчас мы приближаемся к тому моменту, когда стоимость солнечных панелей не является самым важным фактором, как в расчете на дом, так и даже в случае большой солнечной установки в пустыне или где-то еще», — говорит Куми. «Теперь, когда солнечные панели стали настолько дешевыми, нужно сосредоточиться на других расходах и попытаться избавиться от них».

Эти затраты могут включать стоимость рабочей силы, стоимость получения разрешений и другие факторы. Куми говорит, что нам необходимо значительно сократить затраты на получение разрешений для достижения наших целей в области чистой энергетики.

Помимо этих затрат, мы также видим многообещающие инновации в солнечной промышленности. Замечательно, что солнечные панели стали такими дешевыми, но было бы еще лучше, если бы они были еще и более эффективными, и исследователи ищут способы добиться этого.

Один из способов сделать солнечную панель более эффективной — увеличить количество света, которое она может улавливать. Исследователи имеют обнаруженный В последние годы вы можете накладывать на панель различные материалы и улавливать более широкий диапазон длин волн света, а это значит, что она может улавливать больше солнечной энергии. Это означает, что вам не понадобится столько панелей, чтобы генерировать необходимое количество энергии.

«На Землю поступает так много солнечной радиации, что мы просто ограничены своим умом», — говорит Куми. «Мы не ограничены солнечной энергией».

Ветер

Как и солнечная энергия, Куми говорит, что энергия ветра также дешевеет, и подходы к использованию ветровой энергии начинают меняться.

«Я думаю, что самым большим достижением в ветроэнергетике в США является открытие возможности использования морской ветроэнергетики», — говорит Куми.

Морской ветер – обычное явление в Европе, и похоже, что вскоре это может стать довольно распространенным явлением в США. Администрация Байдена решенный открыть части западного побережья для прибрежных ветров. Учитывая огромное количество доступного пространства и относительно постоянную силу ветра, дующего со стороны Морская ветроэнергетика в Тихом океане может значительно увеличить производство возобновляемой энергии в США. емкость.

Турбинная технология также развивается. В дополнение к обычным трехлопастным турбинам инженеры начинают исследовать и разрабатывать новые системы, которые более эффективно улавливают энергию.

Одной из таких идей являются крупномасштабные ветряные турбины с вертикальной осью (VAWT). Эти турбины образуют своего рода вертикальный футбольный мяч и вращаются на роторе. Было обнаружено, что они захватывают 15 процентов больше мощности, чем традиционные ветряные турбины, а также их легче обслуживать. Возможно, их самым большим преимуществом является более низкий центр тяжести, что позволяет создавать их намного больше, чем ветряные турбины с горизонтальной осью.

Есть также идеи по улавливанию энергии ветра вообще без каких-либо турбин. Вихрь без лезвия по сути, это столб, который вибрирует на ветру для выработки энергии, тогда как Makani Energy от Google генерирует энергию с помощью воздушный змей, похожий на самолет который можно перевезти туда, куда дует ветер.

Батареи

Что касается аккумуляторов, которые питают электромобили и которые все чаще встречаются в домах людей, Куми говорит, что их стоимость также значительно снижается. Он говорит, что литий-ионные батареи следуют траектории снижения цен на солнечные панели, которую мы наблюдали на протяжении многих лет, но они «находятся на более ранней стадии».

«Для электромобилей аккумулятор является самой большой проблемой затрат. Когда это произойдет, это то, что приведет к убедительным изменениям в экономике», — предполагает он.

Литий-ионные аккумуляторы остаются отраслевым стандартом для электромобилей и устройств, которые мы используем, но мы видим, что многообещающие достижения в области сетевых решений по хранению энергии, которые позволят нам хранить солнечную и ветровую энергию и использовать ее позже. Проточные батареиНапример, они становятся все более популярными в таких местах, как Калифорния и Техас, где спрос на электроэнергию часто превышает производственные мощности. Другие технологии, такие как усовершенствованное хранилище энергии сжатого воздуха и гравитационное хранилище также набирают силу.

Информационные технологии

В дополнение к физической инфраструктуре, которая лежит в основе ветровых, солнечных и аккумуляторных технологий, Куми говорит, что информационные технологии также будут важной частью будущего зеленых технологий. Чем больше мы сможем оцифровать и автоматизировать электрические системы в наших домах, офисных зданиях, инфраструктуре и т. д., тем более энергоэффективными мы сможем сделать эти вещи.

«Информационные технологии позволяют нам собирать данные и реагировать на них в режиме реального времени, чтобы мы могли оптимизировать наши системы. Это позволяет нам заменять детали «умными устройствами», — говорит Куми. «Будет движение к виртуализации нашей физической инфраструктуры».

Похоже, будущее за электричеством, и оно движется в этом направлении быстрее, чем кто-либо предсказывал. Куми предполагает, что, поскольку эти технологии продолжают дешеветь, простая экономическая ситуация будет стимулировать их внедрение. Спустя десятилетия мы можем посмеяться над мыслью о том, что мы когда-либо сжигали грязное топливо для питания наших домов, автомобилей и всего остального.

Рекомендации редакции

• Будущее производства: взгляд в следующую эпоху производства вещей
• Литий-ионная технология — это только начало. Вот взгляд на будущее аккумуляторов
• Этот чудовищный волновой буй весом 826 тонн превращает бурное море в возобновляемую энергию.