Майбутнє сталого розвитку: що далі в зелених технологіях

Світ чистої енергії стрімко розвивається. Кількість сонячних електростанцій у США зросла на 43 відсотки у 2020 році, і ціна сонячної енергії знизилася на майже 90 відсотків між 2010 і 2020 роками. Так само рекордно зросла потужність вітрових турбін 14,2 гігават лише минулого року. Крім того, продажі електромобілів постійно зростають, і очікується, що до 2025 р. 10 відсотків з усіх проданих автомобілів будуть електромобілі. Судячи з усього, зелена технологічна революція йде повним ходом.

Але хоча це, безумовно, перспективні розробки, їх навряд чи достатньо, щоб уповільнити зміну клімату. Щоб суттєво розв’язати проблему, нам потрібно буде розширити й удосконалити ці технології. Отже, як виглядає майбутнє зеленої енергетики? Ми поспілкувалися з дослідником навколишнього середовища, письменником, лектором і підприємцем Джонатаном Кумі, щоб дізнатися про це.

Сонячна

За словами Кумі, витрати на сонячну енергію майже напевно продовжуватимуть зменшуватися в найближчі роки — але, можливо, інакше, ніж ми могли б очікувати.

«Зараз ми підходимо до місця, де вартість сонячних панелей не є найважливішим фактором, навіть для великої сонячної установки в пустелі чи де завгодно», — каже Кумі. «Тепер, коли сонячні батареї такі супердешеві, ми почали зосереджуватися на цих інших витратах і намагатися їх позбутися».

Ці витрати можуть включати вартість робочої сили, вартість отримання дозволів та інші фактори. Кумі каже, що нам потрібно значно скоротити витрати на отримання дозволів, щоб досягти наших цілей у сфері чистої енергії.

Окрім цих витрат, ми також бачимо багатообіцяючі нові інновації в сонячній промисловості. Чудово, що сонячні батареї стали такими дешевими, але було б ще краще, якби вони також були ефективнішими, і дослідники знаходять способи, як це зробити.

Один із способів зробити сонячну панель більш ефективною – це збільшити кількість світла, яке вона може вловити. Дослідники мають виявлено Останніми роками ви можете наносити різні матеріали на панелі та вловлювати ширший діапазон довжин хвиль світла, що означає, що можна вловлювати більше сонячної енергії. Це означає, що вам не знадобиться стільки панелей, щоб генерувати необхідну кількість енергії.

«На Землю надходить стільки сонячної радіації, що ми насправді обмежені своєю кмітливістю», — каже Кумі. «Ми не обмежені сонячною енергією».

Вітер

Так само, як і сонячна енергія, Кумі каже, що вітрова енергія також стає дешевшою, і підходи до вітрової енергії починають розвиватися.

«Я вважаю, що найбільшою подією для вітру в США є відкриття офшорної вітряки як можливості», — каже Кумі.

Морський вітер поширений в Європі, і, схоже, незабаром це може стати досить поширеним явищем у США, як це зробила адміністрація Байдена вирішив щоб відкрити частини західного узбережжя для морського вітру. Враховуючи величезний обсяг доступного простору та відносно постійний вітер, який дме з Офшорна вітроенергетика Тихого океану може значно збільшити відновлювану енергію в США місткість.

Технологія турбін також розвивається. На додаток до звичайних трилопатевих турбін, інженери починають досліджувати та розробляти нові системи, які вловлюють енергію більш ефективно.

Однією з таких ідей є великомасштабні вітрові турбіни з вертикальною віссю (VAWT). Ці турбіни утворюють щось на зразок вертикальної футбольної форми та обертаються на роторі. Їх знайшли захопити 15 відсотків більша потужність, ніж традиційні вітряні турбіни, а також прості в обслуговуванні. Можливо, їх найбільшою перевагою є нижчий центр ваги, що дозволяє будувати їх набагато більші, ніж вітрові турбіни з горизонтальною віссю.

Є також ідеї для захоплення енергії вітру взагалі без будь-яких турбін. The Vortex Bladeless це, по суті, стовп, який вібрує на вітрі, щоб виробляти енергію, тоді як Makani Energy від Google виробляє енергію з повітряний змій, схожий на літак які можна транспортувати туди, куди дме вітер.

Акумулятори

Що стосується акумуляторів, які живлять електромобілі та які все частіше зустрічаються в будинках людей, Кумі каже, що ці витрати також значно зменшуються. Він каже, що літій-іонні батареї слідують траєкторії зниження цін на сонячні батареї, яке ми спостерігали протягом багатьох років, але вони «начебто на більш ранній стадії».

«Для електромобілів батарея є найбільшою проблемою витрат. Коли це станеться, це те, що змінить економіку переконливим чином», – припускає він.

Літій-іонні акумулятори залишаються промисловим стандартом для електромобілів і пристроїв, які ми використовуємо, але ми бачимо багатообіцяючі досягнення в мережевих рішеннях для накопичення енергії, які дозволять нам зберігати сонячну та вітрову енергію та використовувати її пізніше. Проточні батареї, наприклад, стають все більш популярними в таких місцях, як Каліфорнія та Техас, де попит на електроенергію часто перевищує виробничі потужності. Інші технології, наприклад передове накопичення енергії стисненого повітря і гравітаційне зберігання також набувають поширення.

Інформаційні технології

На додаток до фізичної інфраструктури, яка лежить в основі вітрових, сонячних і акумуляторних технологій, Кумі каже, що інформаційні технології також будуть значною частиною майбутнього зелених технологій. Чим більше ми зможемо оцифрувати та автоматизувати електричні системи в наших будинках, офісних будівлях, інфраструктурі тощо, тим енергоефективнішими ми зможемо зробити ці речі.

«Інформаційні технології дозволяють нам збирати дані, і вони дозволяють нам реагувати на дані в реальному часі, щоб ми могли оптимізувати наші системи. Це дозволяє нам замінити розумні деталі», — каже Кумі. «Буде рух до віртуалізації нашої фізичної інфраструктури».

Здається, майбутнє за електрикою, і воно рухається в цьому напрямку швидше, ніж хтось передбачав. Кумі припускає, що оскільки ці технології продовжують дешевшати, проста економіка ситуації спонукатиме до їх впровадження. Через кілька десятиліть ми можемо насміхатися над думкою, що ми колись спалювали брудне паливо для живлення наших будинків, автомобілів і всього іншого.

Рекомендації редакції

• Майбутнє виробництва: погляд уперед до наступної ери створення речей
• Літій-іонний – це лише початок. Ось погляд на майбутнє акумуляторів
• Цей жахливий хвильовий буй вагою 826 тонн перетворює бурхливе море на відновлювану енергію