Warmes Klima für Innovation. Der Kampf gegen die globale Erwärmung entwickelt Technologie

Der Klimawandel ist eine der am häufigsten genannten globalen Bedrohungen. Wir können mit Sicherheit sagen, dass derzeit fast alles, was in entwickelten Ländern geschaffen, gebaut, gebaut und geplant wird, das Problem der globalen Erwärmung und der Treibhausgasemissionen in großem Umfang berücksichtigt.

Wahrscheinlich wird niemand leugnen, dass die öffentliche Aufmerksamkeit für das Problem des Klimawandels unter anderem zu starken Impulsen für die Entwicklung neuer Technologien geführt hat. Wir haben viele Male über den nächsten Effizienzrekord von Sonnenkollektoren, die Verbesserung von Windkraftanlagen oder die Suche nach intelligenten Methoden zur Speicherung und Verteilung von Energie aus erneuerbaren Quellen geschrieben und werden dies auch weiterhin tun.

Laut dem immer wieder zitierten Weltklimarat IPCC haben wir es mit einem sich erwärmenden Klimasystem zu tun, das vor allem durch einen Anstieg der Treibhausgasemissionen und eine Zunahme der Konzentration von Treibhausgasen in der Atmosphäre verursacht wird. Die vom IPCC geschätzten Modellergebnisse deuten darauf hin, dass die globalen Emissionen vor 2 ihren Höhepunkt erreichen und dann bis 2020 bei 50–80 % gehalten werden müssen, um die Erwärmung auf weniger als 2050 °C begrenzen zu können.

Mit null Emissionen im Kopf

Der Schwerpunkt liegt zunächst auf dem technologischen Fortschritt, der durch – nennen wir es allgemeiner – „Klimabewusstsein“ vorangetrieben wird Effizienz bei Energieerzeugung und -verbrauchDenn eine Reduzierung des Energieverbrauchs kann erhebliche Auswirkungen auf die Treibhausgasemissionen haben.

Die zweite ist die Unterstützung von High Potentials, wie z Biokraftstoffe i Windenergie.

Drittens - Forschung und technologische Innovationerforderlich, um in Zukunft kohlenstoffarme Optionen zu sichern.

Das erste Gebot ist Entwicklung emissionsfreie Technologien. Wenn die Technologie nicht ohne Emissionen funktionieren kann, dann sollte zumindest der emittierte Abfall ein Rohstoff für andere Prozesse (Recycling) sein. Dies ist das technologische Motto der ökologischen Zivilisation, auf dem wir unseren Kampf gegen die globale Erwärmung aufbauen.

Die Weltwirtschaft ist heute tatsächlich von der Automobilindustrie abhängig. Experten verknüpfen damit ihre Öko-Hoffnungen. Obwohl man nicht sagen kann, dass sie emissionsfrei sind, stoßen sie an dem Ort, an dem sie sich bewegen, keine Abgase aus. Die Kontrolle der Emissionen vor Ort gilt als einfacher und kostengünstiger, selbst wenn es um die Verbrennung fossiler Brennstoffe geht. Deshalb wurde in den letzten Jahren viel Geld in Innovationen und die Entwicklung von Elektrofahrzeugen gesteckt – auch in Polen.

Am besten ist es natürlich, wenn auch der zweite Teil des Systems emissionsfrei ist – die Produktion des Stroms, den das Auto aus dem Netz bezieht. Diese Bedingung kann jedoch schrittweise erfüllt werden, indem die Energie auf umgestellt wird. Daher fährt ein Elektroauto in Norwegen, wo der Großteil des Stroms aus Wasserkraftwerken stammt, bereits nahezu emissionsfrei.

Das Klimabewusstsein geht jedoch tiefer, etwa bei Prozessen und Materialien für die Herstellung und das Recycling von Reifen, Autokarosserien oder Batterien. In diesen Bereichen gibt es noch Raum für Verbesserungen, aber – wie MT-Leser sehr wohl wissen – haben die Autoren von Technologie- und Materialinnovationen, von denen wir fast täglich hören, Umweltanforderungen tief im Kopf verankert.

Bau eines 30-stöckigen Modulgebäudes in China

Sie sind für wirtschaftliche und energetische Berechnungen ebenso wichtig wie Fahrzeuge. unsere Häuser. Laut Berichten der Global Economic and Climate Commission (GCEC) verbrauchen Gebäude 32 % der weltweiten Energie und sind für 19 % der Treibhausgasemissionen verantwortlich. Darüber hinaus sind 30–40 % des weltweit verbleibenden Abfalls auf den Bausektor zurückzuführen.

Sie sehen, wie sehr die Baubranche grüne Innovationen braucht. Eine davon ist beispielsweise die Methode des Modulbaus z vorgefertigte Elemente (obwohl es sich, ehrlich gesagt, um eine Innovation handelt, die über Jahrzehnte hinweg entwickelt wurde). Die Methoden, die es der Broad Group ermöglichten, in fünfzehn Tagen ein 30-stöckiges Hotel in China zu bauen (2), die Produktion optimieren und die Umweltbelastung reduzieren. Beispielsweise wird im Bauwesen fast 100 % recycelter Stahl verwendet und durch die Produktion von 122 Modulen im Werk konnte die Menge an Bauschutt deutlich reduziert werden.

Holen Sie mehr aus der Sonne heraus

Wie letztjährige Analysen britischer Wissenschaftler der Universität Oxford zeigten, Bis 2027 könnten bis zu 20 % des weltweit verbrauchten Stroms aus Photovoltaikanlagen stammen (3). Der technologische Fortschritt und die Überwindung von Hemmnissen bei der Massennutzung führen dazu, dass die Kosten für so erzeugten Strom so schnell sinken, dass er bald günstiger sein wird als Strom aus konventionellen Quellen.

Seit den 80er Jahren sind die Preise für Photovoltaikmodule um etwa 10 % pro Jahr gesunken. Die Forschung zur Verbesserung ist noch im Gange Zelleffizienz. Einer der neuesten Berichte in diesem Bereich ist die Leistung von Wissenschaftlern der George Washington University, denen es gelungen ist, ein Solarpanel mit einem Wirkungsgrad von 44,5 % zu bauen. Das Gerät nutzt Photovoltaik-Konzentratoren (PVCs), bei denen Linsen die Sonnenstrahlen auf eine Zelle mit einer Fläche von weniger als 1 mm fokussieren.²und besteht aus mehreren miteinander verbundenen Zellen, die zusammen fast die gesamte Energie aus dem Spektrum des Sonnenlichts einfangen. Bisher inkl. Sharp konnte mit einer ähnlichen Technik einen Wirkungsgrad von über 40 % bei Solarzellen erreichen – indem es die Panels mit Fresnel-Linsen ausstattet, die das auf das Panel treffende Licht bündeln.

Die Sonne ist in der Großstadt „eingefangen“.

Eine weitere Idee, Solarmodule effizienter zu machen, besteht darin, das Sonnenlicht aufzuspalten, bevor es auf die Module trifft. Tatsache ist, dass Zellen, die speziell für die Wahrnehmung einzelner Farben des Spektrums entwickelt wurden, Photonen effektiver „sammeln“ könnten. Wissenschaftler des University of California Institute of Technology, die an dieser Lösung arbeiten, hoffen, die Effizienzschwelle von 50 Prozent für Solarmodule zu überschreiten.

Energie mit einem höheren Koeffizienten

Im Zusammenhang mit der Entwicklung erneuerbarer Energiequellen wird an der Entwicklung der sogenannten gearbeitet. Intelligente Energienetze -. Erneuerbare Energiequellen sind dezentrale Energiequellen, d. h. Die Leistung der Einheit beträgt in der Regel weniger als 50 MW (maximal 100) und wird in der Nähe des Endenergieempfängers installiert. Bei einer ausreichend großen Anzahl von Quellen, die über einen kleinen Bereich des Stromnetzes verteilt sind, und dank der Möglichkeiten, die Netze bieten, ist es jedoch von Vorteil, diese Quellen in einem betreibergesteuerten System zu kombinieren und so „virtuelles Kraftwerk ». Ziel ist es, die dezentrale Erzeugung in einem logisch verbundenen Netzwerk zu konzentrieren und so die technische und wirtschaftliche Effizienz der Stromerzeugung zu steigern. Durch die dezentrale Erzeugung in unmittelbarer Nähe der Energieverbraucher können auch lokale Brennstoffressourcen, einschließlich Biokraftstoffe und erneuerbare Energien, und sogar Siedlungsabfälle genutzt werden.

Dies soll bei der Entstehung virtueller Kraftwerke eine wichtige Rolle spielen. EnergiespeicherDadurch kann die Stromerzeugung an die täglichen Veränderungen der Verbrauchernachfrage angepasst werden. Typischerweise handelt es sich bei solchen Speichern um Batterien oder Superkondensatoren. Pumpspeicherkraftwerke können eine ähnliche Rolle spielen. Es wird intensiv an der Entwicklung neuer Technologien zur Speicherung von Energie gearbeitet, beispielsweise in geschmolzenem Salz oder durch die elektrolytische Herstellung von Wasserstoff.

Interessanterweise verbrauchen amerikanische Haushalte heute genauso viel Strom wie im Jahr 2001. Dies sind die Daten der für das Energiemanagement zuständigen Kommunalverwaltungen, die zum Jahreswechsel 2013 und 2014 veröffentlicht wurden, berichtet Associated Press. Nach Ansicht der von der Agentur zitierten Experten ist dies vor allem auf neue Technologien, Einsparungen und die Verbesserung der Energieeffizienz von Haushaltsgeräten zurückzuführen. Nach Angaben der Home Appliance Manufacturers Association ist der durchschnittliche Energieverbrauch der in den USA üblichen Klimaanlagen seit 2001 um bis zu 20 % gesunken. Der Stromverbrauch aller Haushaltsgeräte wurde gleichermaßen gesenkt, auch Fernseher mit LCD- oder LED-Display, die bis zu 80 % weniger Energie verbrauchen als Altgeräte!

Eine der US-Regierungsbehörden hat eine Analyse erstellt, in der sie verschiedene Szenarien zur Entwicklung der Energiebilanz der modernen Zivilisation verglichen. Basierend auf der Prognose einer hohen Sättigung der Wirtschaft mit IT-Technologien konnte bis 2030 nur in den USA der Energieverbrauch um den Betrag gesenkt werden, der der Stromerzeugung von dreißig 600-Megawatt-Kraftwerken entspricht. Ob wir es auf Einsparungen oder allgemeiner auf die Umwelt und das Klima der Erde zurückführen, die Bilanz ist durchaus positiv.