Climat chaud pour l'innovation. La lutte contre le réchauffement climatique développe les technologies

Le changement climatique est l'une des menaces mondiales les plus fréquemment citées. Nous pouvons dire avec certitude qu'à l'heure actuelle, presque tout ce qui est créé, construit, construit et planifié dans les pays développés prend en compte le problème du réchauffement climatique et des émissions de gaz à effet de serre à grande échelle.

Probablement, personne ne niera que la publicité du problème du changement climatique a conduit, entre autres, à une forte impulsion au développement de nouvelles technologies. Nous avons écrit et écrirons de nombreuses fois sur le prochain record d'efficacité des panneaux solaires, l'amélioration des éoliennes ou la recherche de méthodes intelligentes de stockage et de distribution d'énergie à partir de sources renouvelables.

Selon le Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC), cité à plusieurs reprises, nous avons affaire à un réchauffement du système climatique, qui est principalement causé par une augmentation des émissions de gaz à effet de serre et une augmentation de la concentration de gaz à effet de serre dans l'atmosphère. Les résultats du modèle estimés par le GIEC suggèrent que pour avoir une chance de limiter le réchauffement à moins de 2°C, les émissions mondiales doivent culminer avant 2020 puis se maintenir à 50-80% d'ici 2050.

Avec zéro émission dans ma tête

Les avancées technologiques motivées par – appelons-le plus largement – ​​la « conscience climatique » sont, premièrement, l’accent mis sur efficacité de la production et de la consommation d'énergieparce que la réduction de la consommation d'énergie peut avoir un impact significatif sur les émissions de gaz à effet de serre.

Le second est l'accompagnement des hauts potentiels, comme biocarburant i l'énergie éolienne.

Troisième - recherche et innovation technologiquenécessaires pour garantir des options à faible émission de carbone à l'avenir.

Le premier impératif est le développement technologies zéro émission. Si la technologie ne peut pas fonctionner sans émission, alors au moins les déchets émis doivent être une matière première pour d'autres processus (recyclage). C'est la devise technologique de la civilisation écologique sur laquelle nous bâtissons notre lutte contre le réchauffement climatique.

Aujourd'hui, l'économie mondiale est en fait dépendante de l'industrie automobile. Les experts y associent leurs espoirs écologiques. Bien qu'on ne puisse pas dire qu'ils sont sans émission, ils n'émettent certainement pas de gaz d'échappement à l'endroit où ils se déplacent. Le contrôle des émissions in situ est considéré comme plus facile et moins cher, même lorsqu'il s'agit de brûler des combustibles fossiles. C'est pourquoi beaucoup d'argent a été dépensé ces dernières années pour l'innovation et le développement de véhicules électriques – également en Pologne.

Bien sûr, il est préférable que la deuxième partie du système soit également sans émission - la production d'électricité que la voiture utilise à partir du réseau. Cependant, cette condition peut être remplie progressivement en commutant l'énergie sur . Par conséquent, une voiture électrique circulant en Norvège, où la majeure partie de l'électricité provient de centrales hydroélectriques, est déjà proche de zéro émission.

Cependant, la sensibilisation au climat va plus loin, par exemple dans les processus et les matériaux de production et de recyclage des pneus, des carrosseries ou des batteries. Il y a encore place à l'amélioration dans ces domaines, mais - comme les lecteurs de MT le savent bien - les auteurs d'innovations technologiques et matérielles dont nous entendons parler presque tous les jours ont des exigences environnementales profondément ancrées dans leur tête.

Construction d'un bâtiment modulaire de 30 étages en Chine

Ils sont tout aussi importants dans les calculs économiques et énergétiques que les véhicules. nos maisons. Les bâtiments consomment 32 % de l'énergie mondiale et sont responsables de 19 % des émissions de gaz à effet de serre, selon les rapports de la Commission économique et climatique mondiale (GCEC). De plus, le secteur de la construction représente 30 à 40 % des déchets laissés dans le monde.

Vous pouvez voir à quel point l'industrie de la construction a besoin d'innovation verte. L'un d'eux est, par exemple, la méthode de construction modulaire z éléments préfabriqués (même si, franchement, c'est une innovation qui a été développée pendant des décennies). Les méthodes qui ont permis au groupe Broad de construire un hôtel de 30 étages en Chine en quinze jours (2), optimiser la production et réduire l'impact environnemental. Par exemple, près de 100 % d'acier recyclé est utilisé dans la construction, et la production de 122 modules à l'usine a considérablement réduit la quantité de déchets de construction.

Tirez le meilleur parti du soleil

Comme l'ont montré les analyses de scientifiques britanniques de l'Université d'Oxford de l'année dernière, d'ici 2027, jusqu'à 20% de l'électricité consommée dans le monde pourrait provenir de systèmes photovoltaïques (3). Les progrès technologiques et le dépassement des obstacles à l'utilisation de masse signifient que le coût de l'électricité ainsi produite baisse si rapidement qu'elle sera bientôt moins chère que l'énergie provenant de sources conventionnelles.

Depuis les années 80, les prix des panneaux photovoltaïques ont baissé d'environ 10 % par an. Des recherches sont toujours en cours pour améliorer efficacité des cellules. L'un des derniers rapports dans ce domaine est la réalisation de scientifiques de l'Université George Washington, qui ont réussi à construire un panneau solaire avec une efficacité de 44,5%. L'appareil utilise des concentrateurs photovoltaïques (PVC), dans lesquels des lentilles focalisent les rayons du soleil sur une cellule d'une surface inférieure à 1 mm.², et se compose de plusieurs cellules interconnectées qui, ensemble, captent presque toute l'énergie du spectre de la lumière solaire. Auparavant, incl. Sharp a pu atteindre plus de 40 % d'efficacité dans les cellules solaires en utilisant une technique similaire, en équipant les panneaux de lentilles de Fresnel qui concentrent la lumière qui frappe le panneau.

Le soleil est "pris" dans la grande ville

Une autre idée pour rendre les panneaux solaires plus efficaces consiste à diviser la lumière du soleil avant qu'elle n'atteigne les panneaux. Le fait est que les cellules conçues spécifiquement pour la perception des couleurs individuelles du spectre pourraient "collecter" plus efficacement les photons. Les scientifiques de l'Institut de technologie de l'Université de Californie, qui travaillent sur cette solution, espèrent dépasser le seuil d'efficacité de 50 % pour les panneaux solaires.

Énergie avec un coefficient plus élevé

Dans le cadre du développement des sources d'énergie renouvelables, des travaux sont en cours pour développer le soi-disant. réseaux énergétiques intelligents -. Les sources d'énergie renouvelables sont des sources distribuées, c'est-à-dire la puissance unitaire est généralement inférieure à 50 MW (maximum 100), installée à proximité du destinataire final de l'énergie. Cependant, avec un nombre suffisamment important de sources dispersées sur une petite zone du système électrique, et grâce aux opportunités offertes par les réseaux, il devient avantageux de combiner ces sources en un seul système contrôlé par l'opérateur, créant "centrale électrique virtuelle ». Son objectif est de concentrer la production distribuée dans un réseau logiquement connecté, augmentant ainsi l'efficacité technique et économique de la production d'électricité. La production distribuée située à proximité des consommateurs d'énergie peut également utiliser les ressources énergétiques locales, y compris les biocarburants et les énergies renouvelables, voire les déchets municipaux.

Cela devrait jouer un rôle important dans la création de centrales électriques virtuelles. stockage d'Energie, permettant d'adapter la production d'électricité aux évolutions quotidiennes de la demande des consommateurs. Typiquement, de tels réservoirs sont des batteries ou des supercondensateurs. Les centrales électriques à accumulation par pompage peuvent jouer un rôle similaire. Des travaux intensifs sont en cours pour développer de nouvelles technologies de stockage de l'énergie, par exemple en sel fondu ou en utilisant la production électrolytique d'hydrogène.

Fait intéressant, les ménages américains consomment aujourd'hui la même quantité d'électricité qu'en 2001. Ce sont les données des gouvernements locaux chargés de la gestion de l'énergie, publiées au tournant de 2013 et 2014, rapporte l'Associated Press. Selon les experts cités par l'agence, cela est principalement dû aux nouvelles technologies, aux économies et à l'amélioration de l'efficacité énergétique des appareils électroménagers. Selon la Home Appliance Manufacturers Association, la consommation moyenne d'énergie des appareils de climatisation courants aux États-Unis a chuté de 2001 % depuis 20. La consommation électrique de tous les appareils électroménagers a été réduite dans la même mesure, y compris les téléviseurs à écran LCD ou LED qui consomment jusqu'à 80 % d'énergie en moins que les anciens équipements !

L'une des agences gouvernementales américaines a préparé une analyse dans laquelle elle a comparé divers scénarios pour l'évolution du bilan énergétique de la civilisation moderne. De là, prédisant une forte saturation de l'économie avec les technologies informatiques, il s'ensuit qu'en 2030, seuls aux États-Unis, il était possible de réduire la consommation d'énergie d'un montant égal à l'électricité produite par trente centrales électriques de 600 mégawatts. Qu'on l'attribue aux économies ou, plus généralement, à l'environnement et au climat de la Terre, le bilan est plutôt positif.