อนาคตแห่งความยั่งยืน: มีอะไรต่อไปในเทคโนโลยีสีเขียว

โลกแห่งพลังงานสะอาดกำลังพัฒนาอย่างรวดเร็ว การติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์ในสหรัฐอเมริกาเพิ่มขึ้น 43 เปอร์เซ็นต์ ในปี 2563 และราคาพลังงานแสงอาทิตย์ลดลง เกือบ 90 เปอร์เซ็นต์ ระหว่างปี 2010 ถึง 2020 ในทำนองเดียวกัน กำลังการผลิตกังหันลมเพิ่มขึ้นเป็นประวัติการณ์ 14.2 กิกะวัตต์ ปีที่แล้วคนเดียว ยิ่งไปกว่านั้น ยอดขายรถยนต์ไฟฟ้ายังเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง และคาดว่าภายในปี 2568 10 เปอร์เซ็นต์ ของรถยนต์ทั้งหมดที่จำหน่ายจะเป็นรถยนต์ไฟฟ้า โดยรวมแล้ว การปฏิวัติเทคโนโลยีสีเขียวกำลังดำเนินไปด้วยดี

แม้ว่าสิ่งเหล่านี้จะเป็นการพัฒนาที่น่าหวัง แต่ก็แทบจะไม่เพียงพอที่จะชะลอการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศได้ เพื่อสร้างความเสียหายอย่างมีนัยสำคัญในปัญหา เราจะต้องขยายขนาดและปรับปรุงเทคโนโลยีเหล่านี้ แล้วอนาคตของพลังงานสีเขียวจะเป็นอย่างไร? เราได้พูดคุยกับนักวิจัยด้านสิ่งแวดล้อม นักเขียน วิทยากร และผู้ประกอบการ Johnathan Koomey เพื่อรับข้อมูลเชิงลึก

แสงอาทิตย์

จากข้อมูลของ Koomey ต้นทุนพลังงานแสงอาทิตย์จะยังคงลดลงอย่างต่อเนื่องในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า แต่อาจจะแตกต่างไปจากที่เราคาดไว้

“เรากำลังมาถึงจุดที่ต้นทุนของแผงโซลาร์เซลล์ไม่ใช่ปัจจัยที่ใหญ่ที่สุดต่อบ้าน และแม้แต่การติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์ขนาดใหญ่ในทะเลทรายหรือที่ใดก็ตาม” Koomey กล่าว “ตอนนี้แผงโซลาร์เซลล์มีราคาถูกมาก จึงมีการเปลี่ยนแปลงไปมุ่งเน้นไปที่ต้นทุนอื่นๆ เหล่านี้และพยายามกำจัดสิ่งเหล่านั้นออกไป”

ค่าใช้จ่ายเหล่านั้นอาจรวมถึงค่าแรง ค่าใบอนุญาต และปัจจัยอื่นๆ Koomey กล่าวว่าเราจำเป็นต้องลดต้นทุนการอนุญาตลงอย่างมากเพื่อให้บรรลุเป้าหมายพลังงานสะอาดของเรา

นอกเหนือจากต้นทุนเหล่านี้ เรายังเห็นนวัตกรรมใหม่ๆ ที่น่ามีแนวโน้มในอุตสาหกรรมพลังงานแสงอาทิตย์อีกด้วย เป็นเรื่องดีที่แผงโซลาร์เซลล์มีราคาถูกมาก แต่จะดีกว่านี้หากแผงโซลาร์เซลล์มีประสิทธิภาพมากกว่านี้ด้วย และนักวิจัยกำลังค้นหาวิธีที่จะทำให้สิ่งนั้นเกิดขึ้นได้

วิธีหนึ่งที่คุณสามารถทำให้แผงโซลาร์เซลล์มีประสิทธิภาพมากขึ้นคือการเพิ่มปริมาณแสงที่สามารถจับได้ นักวิจัยได้ ค้นพบ ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา คุณสามารถวางวัสดุต่างๆ ไว้บนแผงและจับช่วงความยาวคลื่นของแสงได้กว้างขึ้น ซึ่งหมายความว่าสามารถจับพลังงานแสงอาทิตย์ได้มากขึ้น นั่นหมายความว่าคุณไม่จำเป็นต้องมีแผงจำนวนมากเพื่อสร้างพลังงานเท่าที่คุณต้องการ

“มีการแผ่รังสีดวงอาทิตย์เข้ามายังโลกมากจนเราถูกจำกัดด้วยความฉลาดของเรา” Koomey กล่าว “เราไม่ได้ถูกจำกัดด้วยแสงอาทิตย์”

ลม

เช่นเดียวกับพลังงานแสงอาทิตย์ Koomey กล่าวว่าพลังงานลมก็มีราคาถูกลงเช่นกัน และวิธีการที่เราเข้าถึงพลังงานลมก็เริ่มมีการพัฒนา

“ผมคิดว่าการพัฒนาที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในสหรัฐอเมริกาสำหรับลมคือการเปิดลมนอกชายฝั่งให้เป็นไปได้” Koomey กล่าว

ลมนอกชายฝั่งเป็นเรื่องปกติ ในยุโรปและดูเหมือนว่าจะกลายเป็นเรื่องปกติในสหรัฐฯ ในไม่ช้า ซึ่งฝ่ายบริหารของไบเดนก็มี ตัดสินใจแล้ว เพื่อเปิดบางส่วนของชายฝั่งตะวันตกให้รับลมนอกชายฝั่ง เมื่อพิจารณาจากพื้นที่ว่างจำนวนมหาศาลและปริมาณลมที่พัดเข้ามาค่อนข้างคงที่ มหาสมุทรแปซิฟิก พลังงานลมนอกชายฝั่งมีศักยภาพในการเพิ่มพลังงานหมุนเวียนของสหรัฐอเมริกาได้อย่างมาก ความจุ.

เทคโนโลยีกังหันก็ก้าวหน้าเช่นกัน นอกเหนือจากกังหันสามใบพัดทั่วไปแล้ว วิศวกรยังเริ่มสำรวจและพัฒนาระบบใหม่ๆ ที่จับพลังงานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น

แนวคิดประการหนึ่งคือกังหันลมแกนตั้งขนาดใหญ่ (VAWT) กังหันเหล่านี้ก่อตัวเป็นรูปทรงฟุตบอลแนวตั้งและหมุนบนโรเตอร์ พวกเขาถูกพบว่าจับได้ 15 เปอร์เซ็นต์ มีกำลังมากกว่ากังหันลมแบบเดิม และยังดูแลรักษาง่ายกว่าอีกด้วย ประโยชน์ที่ใหญ่ที่สุดที่เป็นไปได้คือจุดศูนย์ถ่วงที่ต่ำกว่า ซึ่งช่วยให้สามารถสร้างกังหันลมที่มีขนาดใหญ่กว่ากังหันลมแกนแนวนอนได้มาก

นอกจากนี้ยังมีแนวคิดในการจับพลังงานลมโดยไม่ต้องใช้กังหันเลย ที่ วอร์เท็กซ์ไร้ใบพัด โดยพื้นฐานแล้วเป็นเสาหลักที่สั่นสะเทือนในสายลมเพื่อสร้างพลังงาน ในขณะที่ Makani Energy ของ Google สร้างพลังงานด้วย ว่าวเหมือนเครื่องบิน ที่สามารถขนย้ายไปได้ทุกที่ที่มีลมพัด

แบตเตอรี่

เมื่อพูดถึงแบตเตอรี่ที่ใช้กับยานพาหนะไฟฟ้าและพบมากขึ้นในบ้านเรือน Koomey กล่าวว่าค่าใช้จ่ายเหล่านั้นก็ลดลงอย่างมากเช่นกัน เขากล่าวว่าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนกำลังติดตามวิถีการลดราคาแผงโซลาร์เซลล์ที่เราพบเห็นในช่วงหลายปีที่ผ่านมา แต่พวกมัน "อยู่ในช่วงเริ่มต้น"

“สำหรับรถยนต์ไฟฟ้า แบตเตอรี่ถือเป็นปัญหาด้านต้นทุนที่ใหญ่ที่สุด เมื่อเป็นเช่นนั้น นั่นคือสิ่งที่จะเปลี่ยนเศรษฐศาสตร์ไปในทางที่น่าสนใจ” เขากล่าว

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนยังคงเป็นมาตรฐานอุตสาหกรรมสำหรับยานพาหนะไฟฟ้าและอุปกรณ์ที่เราใช้ แต่เราเห็นอยู่ ความก้าวหน้าที่มีแนวโน้มในโซลูชันการจัดเก็บพลังงานระดับกริดที่จะช่วยให้เราสามารถจัดเก็บพลังงานแสงอาทิตย์และพลังงานลมและนำไปใช้ได้ ภายหลัง. แบตเตอรี่ไหลตัวอย่างเช่น กำลังได้รับความนิยมเพิ่มมากขึ้นในสถานที่อย่างแคลิฟอร์เนียและเท็กซัส ซึ่งความต้องการไฟฟ้ามักจะเกินกว่ากำลังการผลิต เทคโนโลยีอื่นๆ เช่น การจัดเก็บพลังงานลมอัดขั้นสูง และ การจัดเก็บแรงโน้มถ่วง กำลังได้รับความนิยมเช่นกัน

เทคโนโลยีสารสนเทศ

นอกเหนือจากโครงสร้างพื้นฐานทางกายภาพที่เป็นรากฐานของเทคโนโลยีลม พลังงานแสงอาทิตย์ และแบตเตอรี่แล้ว Koomey ยังกล่าวอีกว่าเทคโนโลยีสารสนเทศจะเป็นส่วนสำคัญของอนาคตของเทคโนโลยีสีเขียวอีกด้วย ยิ่งเราแปลงระบบไฟฟ้าในบ้าน อาคารสำนักงาน โครงสร้างพื้นฐาน และอื่นๆ ให้เป็นระบบดิจิทัลและทำให้เป็นอัตโนมัติได้มากเท่าใด เราก็จะสามารถผลิตสิ่งเหล่านี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นเท่านั้น

“เทคโนโลยีสารสนเทศช่วยให้เรารวบรวมข้อมูล และช่วยให้เราตอบสนองต่อข้อมูลแบบเรียลไทม์ เพื่อให้เราสามารถเพิ่มประสิทธิภาพระบบของเราได้ ช่วยให้เราสามารถทดแทนชิ้นส่วนอย่างชาญฉลาดได้” Koomey กล่าว “จะมีการเคลื่อนตัวไปสู่การจำลองเสมือนของโครงสร้างพื้นฐานทางกายภาพของเรา”

ดูเหมือนว่าอนาคตจะเป็นกระแส และกำลังเคลื่อนไปในทิศทางนั้นเร็วเกินกว่าใครจะคาดเดาได้ Koomey แนะนำว่าในขณะที่เทคโนโลยีเหล่านี้ยังคงมีราคาถูกลง เศรษฐศาสตร์ที่เรียบง่ายของสถานการณ์จะผลักดันให้เกิดการยอมรับ ทศวรรษต่อจากนี้ เราอาจเยาะเย้ยความคิดที่ว่าเราเคยเผาเชื้อเพลิงสกปรกเพื่อใช้เป็นพลังงานให้กับบ้าน รถยนต์ และทุกสิ่งทุกอย่างของเรา

คำแนะนำของบรรณาธิการ

• อนาคตของการผลิต: มองไปข้างหน้าสู่ยุคถัดไปของการผลิตสิ่งต่างๆ
• ลิเธียมไอออนเป็นเพียงจุดเริ่มต้นเท่านั้น มาดูอนาคตของแบตเตอรี่กัน
• ทุ่นคลื่นยักษ์ขนาด 826 ตันนี้เปลี่ยนทะเลที่มีคลื่นลมแรงให้เป็นพลังงานหมุนเวียน