Local vs centralizado: ¿en lugar de o juntos?
Empecemos por la generación de energía. Dos se estan desarrollando aqui
Energía nuclear.Según las previsiones del Ministerio de Energía, la participación de la generación nuclear enel país crecerá hasta el 2050. Las centrales nucleares son compactas, eficientes y respetuosas con el medio ambiente en términos de producción de energía. Y el hecho de que un kilogramo de uranio pueda producir 90.000 veces más energía que un kilogramo de carbón habla por sí solo.
El aire de ciudades remotas y de difícil acceso prontocambiará pequeños reactores modulares, según el Ministerio de Energía. De un centenar de proyectos, unos diez se encuentran en la fase final de desarrollo y se están preparando para recibir licencias. En lugar de carbón, cuya combustión afecta a la calidad del aire, habrá un átomo pacífico: el medio ambiente mejorará.
Globalmente, incluso ellos mismos ven la situación de manera diferentecientíficos atómicos. El OIEA predice que para 2050 la capacidad total de las centrales nucleares crecerá un máximo del 82% y la generación total de energía de todas las fuentes se duplicará. Por lo tanto, la proporción de centrales nucleares, que hoy es del 10,4%, disminuirá gradualmente, aunque no de manera crítica.
Energía hidroeléctrica.Pero con el desarrollo de las centrales hidroeléctricas, no todo es así.definitivamente. No hay planes para construir nuevas centrales hidroeléctricas en Rusia, pero tampoco hay planes para demoler las existentes, porque proporcionan electricidad relativamente barata y les permiten hacer frente a los picos de carga. Los científicos estadounidenses afirman que, debido al cambio climático, varios proyectos en curso generarán menos electricidad de lo previsto, y citan como ejemplo dos represas en el río Madeira, en Brasil. Y este año en Georgia hubo protestas masivas contra una nueva central hidroeléctrica. Cuanto más fuerte sea la influencia de los ambientalistas, menos posibilidades habrá de que se desarrolle la energía hidroeléctrica.
Hay un obstáculo más para el desarrollo de centrales hidroeléctricas:el desarrollo de la mayor parte del potencial hidroeléctrico económicamente viable en América del Norte (alrededor del 70%) y Europa (75%). Los expertos predicen que se construirán nuevas centrales hidroeléctricas en África, Asia y Sudamérica, ya que en otros continentes, dondequiera que se pueda construir una gran central hidroeléctrica, ya están en pie. Y el tema de la ecología en las regiones en desarrollo no se sigue tan de cerca.
El potencial desarrollado de la energía hidroeléctrica en Rusia es solo del 20%, pero no hay planes para el desarrollo de la industria en el país.
Energía combustible.Está influenciado por la creciente popularidad de los vehículos eléctricos.Exprimen el mercado del petróleo, lo que hará que el petróleo y el gas sean fuentes de electricidad baratas y crearán una demanda adicional de energía. Los expertos predicen que para 2050 el precio del barril de petróleo bajará a entre 10 y 18 dólares. Según el Instituto de Investigación Energética de la Academia de Ciencias de Rusia y el Centro de Energía de la Escuela de Administración de Moscú Skolkovo, para 2025 el transporte consumirá el 17%. de toda la energía (en 2015 fue el 16%) y mantendrá su cuota gracias a la electrificación del transporte ferroviario y por carretera.
Ahora hay 200 estaciones de carga en Moscú paravehículos eléctricos, y para 2023 habrá más de 600. Para hacer frente a la carga adicional en el sistema de suministro de energía, es necesario modernizar las redes. Esto se puede hacer sin aumentar la generación de energía y las subestaciones transformadoras, debido al trabajo competente con los equipos existentes. Por ejemplo, la introducción de la tecnología RUTAS 4K aumentará la confiabilidad de los sistemas operados por Rosseti, MOESK, DRSK, RES, EESK y otras compañías de redes eléctricas en un 67%, además de agregar hasta un 20% de energía útil adicional al minimizar el impacto. de potencia reactiva en el sistema de alimentación. Esto permitirá construir nuevas estaciones de carga eléctrica a las capacidades existentes al menos en cada área residencial o patio.
Las estaciones de carga de patio no son la única formadesarrollo. Por ejemplo, en Italia, la startup israelí Electreon Wireless actualizó el ancho de banda asignado con la tecnología Dynamic Wireless Power Transfer. El sistema está ubicado debajo del asfalto y carga los vehículos mediante bobinas magnéticas mientras se conduce.
El inminente fin de la era del petróleo también se reconoce enpaíses cuyo bienestar hasta hace poco dependía por completo de las exportaciones de energía. Por ejemplo, los Emiratos Árabes Unidos invierten los petrodólares recibidos en el desarrollo de la agricultura, la industria y los recursos recreativos. Gracias a las zonas económicas francas, Dubai se ha convertido en un centro de negocios global: en 2020, el petróleo representó allí menos del 1% del PIB, y el puerto de Jabel Ali, gracias a su posición favorable, entró en los diez primeros líderes mundiales en términos de terminales de contenedores.
La proporción de centrales térmicas de carbón disminuirá gradualmente, pero debido al bajo costo de obtener combustible y la posibilidad de usarlo en áreas de difícil acceso, estarán en demanda durante las próximas décadas.
El carbón se quedará sin dinero.Durante 2015-2018, 33 grandes bancos de todo el mundo anunciaron restricciones a la financiación de proyectos y empresas en el ámbito de la minería y la generación de carbón. Entre ellos se encuentran Barclays, Credit Suisse, Goldman Sachs, HSBC, Morgan Stanley y otros. Esta no es la mejor dirección para su puesta en marcha.
Energía alternativa.Este tipo de energía se vuelve más accesible.El Departamento de Energía de EE. UU. Planea reducir el costo de la electricidad solar en un 60% para 2030: de 4,6 centavos / kWh a 2 centavos / kWh. Las principales esperanzas están conectadas con la energía solar: la petrotermia (la energía del núcleo de la Tierra) no es rentable, la hidrotermal tiene una alta eficiencia solo en áreas con actividad volcánica y el viento va acompañado de constantes zumbidos y vibraciones. No se convertirá en un instrumento local popular "en casa", especialmente en las ciudades.
Es probable que la solución en las ciudades del futuro seaSolomon y podrá combinar una combinación de suministro de energía centralizado (es económica y ambientalmente beneficioso) y local (techos de automóviles, casas, fachadas, todo donde se puedan colocar paneles solares).
El crecimiento de la población conducirá a un desarrollo más densoy urbanización en el futuro: la fuente de alimentación central es más adecuada para edificios de gran altura. Existe la posibilidad de que surjan límites al consumo de energía centralizada para estimular a las personas a generar parte de la energía por sí mismas. A pesar de las tecnologías de ahorro de energía, las necesidades humanas están aumentando. Según la ONU, los países de altos ingresos tienen una huella ecológica per cápita 10 veces mayor que los países de bajos ingresos.
Puede calcular su rastro ecológico utilizando una calculadora ecológica especial de la ONU.
Renovable vs fósil
El segundo nivel de competencia es entre los tradicionales(fósil) y energías alternativas. La Administración de Información de Energía de EE. UU. Espera que las fuentes alternativas en el país superen pronto a los fósiles. En Escocia, las energías renovables cubren el 97% de las necesidades de los hogares. Pero en Rusia, la energía tradicional seguirá siendo la principal durante al menos otros 15 años debido a la naturaleza de la materia prima de la economía.
En la UE para la implementación del Acuerdo de París yTambién está previsto mantener el aumento de la temperatura media mundial por debajo de 2 ° C para reducir a cero las emisiones del sector energético, lo que significa una transición a fuentes de energía renovables. En el artículo Energía aplicada: es un sistema eléctrico europeo 100% renovable factible para 2050, los autores modelaron para cada país de la UE la relación óptima entre los diferentes tipos de fuentes de energía renovable, en función de sus características climáticas y la previsión de un aumento de la energía total. consumo para 2050.
Es muy probable que para el cumplimiento de obligacionespara reducir las emisiones de CO2 de diferentes países, incluso en las ciudades del futuro, será supervisado por la "policía climática". El proyecto Climate TRACE es un sistema que, a partir de imágenes de satélite en el espectro infrarrojo, mediante simulaciones informáticas, puede encontrar fuentes de contaminación alrededor del planeta y evaluar sus efectos nocivos. Ya en 2021, se prevé que las organizaciones ambientales puedan verificar cómo los gobiernos de todo el mundo están cumpliendo con los compromisos para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero.
Los principales desafíos de la década:aprender a reciclar eficazmente componentes usados de instalaciones de energía solar y eólica y establecer el uso repetido de metales de tierras raras. Por ejemplo, en 2050, el peso total de las palas de turbinas eólicas usadas será de 40 millones de toneladas. El programa europeo de tecnología y tecnología La Plataforma de Innovación sobre Energía Eólica propone cortar las palas y luego triturarlas para obtener materiales de construcción. Pero no es fácil procesarlos: casi no existen instalaciones de este tamaño y la logística para llegar hasta ellos es compleja y costosa.
Una turbina eólica industrial se puede construir en 7-10 días. Su vida útil promedio es de 20 a 30 años y las hojas se descomponen durante cientos de años.
Los paneles solares también son problemáticos.Los paneles fotovoltaicos contienen impurezas de plomo, cadmio y antimonio. Cuando se desmontan, caen al suelo y lo envenenan, son arrastrados por las lluvias a los acuíferos. En los últimos años, estos desechos se han exportado ilegalmente a países pobres. Según la ONU, esto se hace con el 60-90% de todos los paneles que han servido. Algunos estados están tomando la ruta más inteligente al vender paneles usados de bajos recursos a países del tercer mundo.
Los defensores de la energía alternativa puedenpara objetar y recordar sobre las centrales eléctricas de carbón, que ocupan el 47% en la región de Asia-Pacífico, pero también hay energía nuclear a partir de combustibles fósiles. En el contexto de los problemas con el procesamiento de instalaciones solares y eólicas, parece el colmo del respeto al medio ambiente. Y no hay ganador en este enfrentamiento.
De camino al consumidor
La producción de electricidad no es el único elemento enel sistema eléctrico, que espera grandes cambios. El trabajo también parece prometedor a nivel de transmisión y uso de energía. Los datos de RUTAS muestran que hoy en día es necesario generar entre un 20% y un 40% más de energía de la que realmente necesita el consumidor. Esto se debe a pérdidas técnicas (hasta un 20%) y al consumo de energía reactiva de los equipos domésticos y de oficina modernos (hasta un 30%).
La empresa cuenta con tecnología que cubretodas las etapas del paso de la electricidad: desde la generación (alta tensión) pasando por las líneas de transmisión (media tensión) hasta los consumidores (baja tensión). Lo mencionado anteriormente en el contexto de la infraestructura para vehículos eléctricos RUTAS 4K puede reducir las pérdidas técnicas hasta en un 7% de la electricidad suministrada y eliminar casi por completo el consumo de energía reactiva por parte de los equipos.
La solución reduce la cantidad de energía requeridapara generar, significa que se necesita menos combustible. Es decir, las centrales térmicas de Siberia, el Lejano Oriente y los Urales podrán utilizar menos carbón para la generación, emitir menos CO2 y ahorrar recursos. Lo mismo funciona para la generación de gas y cualquier otro.
Es apropiado establecer una analogía con la construcción de una casa.La base de la industria de la energía eléctrica es la generación, cables y líneas aéreas, transformadores y motores eléctricos. La base es un borrador, sobre el cual se requiere una regla de piso. Sin él, es imposible colocar muebles, electrodomésticos y los atributos necesarios para una vida civilizada. La tecnología RUTAS 4K es la regla que ayuda a aprovechar la energía, reducir en un 67% el número de interrupciones que provocan cortes de energía.
El tiempo sin suministro eléctrico se reduce en un 55% para los hogares de las ciudades donde se ha aplicado la tecnología RUTAS 4K.
La tecnología también ayuda en las soluciones privadas.En 2020, la revista Time seleccionó el sistema de gestión de instalaciones BrainBox AI como uno de los 100 mejores inventos de 2020. El sistema basado en inteligencia artificial utiliza informes meteorológicos, precipitaciones y otros fenómenos ambientales para predecir las condiciones térmicas en un edificio y luego ajusta la potencia del aire acondicionado o la calefacción. Lanzada el año pasado, la tecnología monitorea la temperatura de más de 3,6 millones de metros cuadrados de edificios, lo que ayuda a reducir las emisiones de CO2 entre un 20% y un 40%. Y la batería Powerwall de iones de litio, desarrollada por Tesla, ayuda a distribuir la carga en la red y se utiliza como fuente de energía de respaldo en hogares privados: acumula energía generada por centrales eléctricas o fuentes de energía renovables durante los períodos de bajo consumo y la libera. en horas punta o durante cortes de energía.
La construcción cambia la energía
Hoy en día, la eficiencia energética viene junto amedio ambiente, y trabajar por el desarrollo sostenible ayuda a atraer personal y encontrar inversiones. La lógica es sencilla: los edificios y estructuras con mucha luz natural gastan menos recursos en dispositivos de iluminación, con buen aislamiento térmico en calefacción, etc. Desde 1990, existe un método de evaluación ambiental de la efectividad de los edificios (BREEAM) en el mundo, según el cual se han certificado más de 200 mil edificios y estructuras.
En Rusia, por ejemplo, casi todo el comercioLos centros MEGA han superado la certificación BREEAM in USE International con una calificación Muy buena. Este año, Ingka Investments (como MEGA, parte del Grupo Ingka) adquirió el 49% de las acciones en ocho plantas de energía solar en el suroeste de Rusia. La capacidad energética de los proyectos será de 160 MW: esto es suficiente para proporcionar electricidad a una parte de los centros comerciales y todas las tiendas IKEA en Rusia.
Los cambios también se aplican a viviendas y oficinas.construcción. Por ejemplo, el rascacielos Tower C en Shenzhen (China) de Zaha Khadid Architects se construirá solo con materiales reciclados, y una fachada de sombreado especial en la estructura de las torres promoverá la ventilación y evitará el sobrecalentamiento; se requiere menos energía para el aire acondicionado.
Los nuevos edificios en Rusia son entre 7 y 9 veces más eficientes energéticamente,que los Jruschov. El consumo de energía de Khrushchev es de 350-450 kWh por metro cuadrado por año, y el edificio nuevo más común no supera los 90 kWh por metro cuadrado. El cálculo se realizó en el ejemplo de Moscú. Resulta que una casa vieja de cinco pisos usa la misma cantidad de electricidad que una casa nueva de 35 pisos con la misma superficie base.
La producción de materiales de construcción también está cambiando, inclusointensivos en energía como el acero y el hormigón. Por ejemplo, otro ganador de la revista Time en 2020, Heliogen HelioHeat, presenta 100.000 espejos en el campo. Están controlados por una computadora, concentrando el rayo de sol reflejado en una torre de 40 metros, la temperatura alcanza los 1.100 ° C: suficiente para fundir acero y hacer cemento. Puede prescindir de la quema de combustibles fósiles. El fundador de Heliogen, Bill Gross, dijo que las versiones futuras también utilizarán la tecnología para crear hidrógeno para vehículos de cero emisiones.
Quizás detrás de tan multifuncional,Los diseños ecológicos e inteligentes son el futuro de la industria y las ciudades. No podemos saber exactamente cómo nos encontrarán las megaciudades en 10 o 20 años, pero a través de las innovaciones en el sector energético podemos fácilmente hacer “moldes del futuro”. Todas estas asombrosas tecnologías confirman una vez más la frase del escritor de ciencia ficción William Gibson: “El futuro ya ha llegado. Es solo que aún no está distribuido de manera uniforme ".
Ver tambien
Explicó cómo se refleja el universo cerca de los agujeros negros.
Envenenamiento masivo y nuevas versiones de la muerte de la civilización: como cambió nuestro conocimiento sobre los mayas
Aparecieron fotos detalladas de las galaxias más cercanas a nosotros