Budúcnosť udržateľnosti: Čo bude ďalej v zelených technológiách

Svet čistej energie sa rýchlo vyvíja. Počet inštalácií solárnej energie v USA vzrástol o 43 percent v roku 2020 a cena solárnej energie klesla o takmer 90 percent medzi rokmi 2010 a 2020. Podobne rekordne vzrástla kapacita veterných turbín 14,2 gigawattov len minulý rok. Okrem toho predaj elektrických vozidiel neustále rastie a očakáva sa, že do roku 2025 10 percent zo všetkých predaných vozidiel budú elektromobily. Podľa všetkého, zelená technologická revolúcia je v plnom prúde.

Ale hoci ide o sľubný vývoj, sotva stačí na spomalenie zmeny klímy. Na to, aby sme tento problém výrazne narušili, musíme tieto technológie zväčšiť a vylepšiť. Ako teda vyzerá budúcnosť zelenej energie? Hovorili sme s environmentálnym výskumníkom, autorom, lektorom a podnikateľom Johnathanom Koomeym, aby sme získali nejaké poznatky.

Solárne

Podľa Koomeyho budú náklady na solárnu energiu v nadchádzajúcich rokoch takmer určite naďalej klesať – ale možno iným spôsobom, ako by sme mohli očakávať.

"Teraz sa dostávame na miesto, kde náklady na solárne panely nie sú tým najväčším faktorom, na dom a dokonca aj na veľkú solárnu inštaláciu v púšti alebo kdekoľvek inde," hovorí Koomey. "Teraz, keď sú solárne panely také super lacné, nastal posun k zameraniu sa na tieto ďalšie náklady a snahe sa ich zbaviť."

Tieto náklady môžu zahŕňať náklady na prácu, náklady na získanie povolení a ďalšie faktory. Koomey hovorí, že musíme výrazne znížiť náklady na povolenia, aby sme splnili naše ciele v oblasti čistej energie.

Okrem týchto nákladov vidíme aj sľubné nové inovácie v solárnom priemysle. Je skvelé, že solárne panely sú také lacné, ale bolo by ešte lepšie, keby boli aj efektívnejšie, a výskumníci hľadajú spôsoby, ako to dosiahnuť.

Jedným zo spôsobov, ako zefektívniť solárny panel, je zvýšiť množstvo svetla, ktoré dokáže zachytiť. Výskumníci majú objavil V posledných rokoch môžete na panel navrstviť rôzne materiály a zachytiť širší rozsah vlnových dĺžok svetla, čo znamená, že dokáže zachytiť viac slnečnej energie. To znamená, že by ste nepotrebovali toľko panelov na generovanie akéhokoľvek množstva energie, ktoré potrebujete.

"Na Zem prichádza toľko slnečného žiarenia, že sme skutočne obmedzení našou šikovnosťou," hovorí Koomey. "Nie sme obmedzení solárnou energiou."

Vietor

Podobne ako solárna energia, Koomey hovorí, že aj veterná energia je stále lacnejšia a spôsoby, akými pristupujeme k veternej energii, sa začínajú vyvíjať.

"Myslím si, že najväčší rozvoj veternej energie v USA je otvorenie pobrežného vetra ako možnosti," hovorí Koomey.

Pobrežný vietor je bežný v Európea zdá sa, že by sa to čoskoro mohlo stať v USA celkom bežným, ako má Bidenova administratíva rozhodol sprístupniť časti západného pobrežia pobrežným vetrom. Vzhľadom k obrovskému množstvu dostupného priestoru a relatívne stabilnému množstvu vetra, ktorý z neho fúka Tichý oceán, veterná energia na mori má potenciál dramaticky zvýšiť obnoviteľnú energiu v USA kapacita.

Turbínová technológia tiež napreduje. Okrem bežných trojlopatkových turbín inžinieri začínajú skúmať a vyvíjať nové systémy, ktoré efektívnejšie zachytávajú energiu.

Jedným z takýchto nápadov sú veľké veterné turbíny s vertikálnou osou (VAWT). Tieto turbíny tvoria akýsi zvislý futbalový tvar a otáčajú sa na rotore. Zistilo sa, že ich zachytávajú 15 percent väčší výkon ako tradičné veterné turbíny a tiež sa ľahšie udržiavajú. Pravdepodobne ich najväčšou výhodou je nižšie ťažisko, čo im umožňuje postaviť oveľa väčšie ako veterné turbíny s horizontálnou osou.

Existujú aj nápady na zachytenie veternej energie bez akýchkoľvek turbín. The Vortex Bladeless je v podstate stĺp, ktorý vibruje vo vetre, aby generoval energiu, zatiaľ čo Makani Energy od Google generuje energiu pomocou šarkan podobný lietadlu ktoré je možné prepraviť všade tam, kde fúka vietor.

Batérie

Pokiaľ ide o batérie, ktoré poháňajú elektrické vozidlá a ktoré sa čoraz častejšie nachádzajú v domácnostiach ľudí, Koomey hovorí, že tieto náklady tiež výrazne klesajú. Hovorí, že lítium-iónové batérie sledujú trajektóriu znižovania cien solárnych panelov, ktoré sme v priebehu rokov videli, ale sú „tak trochu v skoršom štádiu“.

„Pre elektromobily je batéria najväčším problémom s cenou. Ako to príde, je to vec, ktorá presvedčivým spôsobom posunie ekonomiku,“ navrhuje.

Lítium-iónové batérie zostávajú priemyselným štandardom pre elektrické vozidlá a zariadenia, ktoré používame, ale vidíme to sľubné pokroky v riešeniach skladovania energie na úrovni siete, ktoré nám umožnia skladovať slnečnú a veternú energiu a využívať ju neskôr. Prietokové batérie, sú napríklad čoraz populárnejšie na miestach ako Kalifornia a Texas, kde dopyt po elektrine často prevyšuje výrobnú kapacitu. Iné technológie, napr pokročilé skladovanie energie stlačeného vzduchu a gravitačné skladovanie sa tiež presadzujú.

Informačné technológie

Okrem fyzickej infraštruktúry, ktorá podporuje veterné, solárne a batériové technológie, Koomey hovorí, že informačné technológie budú tiež veľkou súčasťou budúcnosti zelených technológií. Čím viac dokážeme digitalizovať a automatizovať elektrické systémy v našich domácnostiach, kancelárskych budovách, infraštruktúre a ďalších, tým energeticky účinnejšie dokážeme tieto veci urobiť.

„Informačné technológie nám umožňujú zhromažďovať údaje a umožňujú nám reagovať na údaje v reálnom čase, aby sme mohli optimalizovať naše systémy. Umožňuje nám to nahradiť súčiastky inteligentnosťou,“ hovorí Koomey. "Nastane pohyb smerom k virtualizácii našej fyzickej infraštruktúry."

Zdá sa, že budúcnosť je elektrická a pohybuje sa týmto smerom rýchlejšie, než ktokoľvek predpovedal. Koomey naznačuje, že keďže tieto technológie budú stále lacnejšie, jednoduchá ekonomická situácia bude viesť k ich prijatiu. O niekoľko desaťročí sa môžeme posmievať myšlienke, že sme niekedy spaľovali špinavé palivá na pohon našich domovov, áut a všetkého ostatného.

Odporúčania redaktorov

• Budúcnosť výroby: Pohľad dopredu na ďalšiu éru výroby vecí
• Lítium-ión je len začiatok. Tu je pohľad do budúcnosti batérií
• Táto príšerná, 826-tonová vlnová bója premieňa rozbúrené more na obnoviteľnú energiu