Local vs centralisé : à la place ou ensemble ?
Commençons par la production d'énergie. Deux se développent ici
Énergie nucléaire.Selon les prévisions du ministère de l'Énergie, la part de la production nucléaire dansle pays va croître jusqu'en 2050. Les centrales nucléaires sont compactes, efficaces et respectueuses de l'environnement en termes de production d'énergie. Et le fait qu'un kilogramme d'uranium puisse produire 90 000 fois plus d'énergie qu'un kilogramme de charbon parle de lui-même.
L'air des villes reculées et difficiles d'accès va bientôtva changer les petits réacteurs modulaires, selon le ministère de l'Énergie. Sur une centaine de projets, une dizaine sont en phase finale de développement et s'apprêtent à recevoir des licences. Au lieu du charbon, dont la combustion affecte la qualité de l’air, il y aura un atome pacifique : l’environnement s’améliorera.
Globalement, même eux-mêmes voient la situation différemmentscientifiques atomiques. L'AIEA prévoit que d'ici 2050, la capacité totale des centrales nucléaires augmentera de 82 % au maximum et que la production totale d'énergie à partir de toutes les sources doublera. Ainsi, la part des centrales nucléaires, aujourd'hui de 10,4 %, va diminuer progressivement, mais pas de manière critique.
Hydroélectricité.Mais avec le développement des centrales hydroélectriques, tout n’est plus ainsicertainement. Il n'est pas prévu de construire de nouvelles centrales hydroélectriques en Russie, mais il n'est pas non plus prévu de démolir celles existantes, car elles fournissent une électricité relativement bon marché et leur permettent de faire face aux pics de charge. Des scientifiques américains affirment qu'en raison du changement climatique, un certain nombre de projets en cours produiront moins d'électricité que prévu, citant en exemple deux barrages sur le fleuve Madère au Brésil. Et en Géorgie, cette année, des manifestations massives ont eu lieu contre une nouvelle centrale hydroélectrique. Plus l’influence des écologistes est forte, moins il y a de chances de développement de l’hydroélectricité.
Il y a un obstacle de plus au développement des centrales hydroélectriques -le développement de la majeure partie du potentiel hydroélectrique économiquement viable en Amérique du Nord (environ 70 %) et en Europe (75 %). Les experts prédisent que de nouvelles centrales hydroélectriques seront construites en Afrique, en Asie et en Amérique du Sud, car sur d'autres continents, partout où une grande centrale hydroélectrique peut être construite, elles sont déjà debout. Et le sujet de l'écologie dans les régions en développement n'est pas suivi de si près.
Le potentiel développé de l'hydroélectricité en Russie n'est que de 20 %, mais il n'y a aucun plan pour le développement de l'industrie dans le pays.
Énergie combustible.Elle est influencée par la popularité croissante des véhicules électriques.Ils compriment le marché pétrolier, ce qui fera du pétrole et du gaz des sources d’électricité bon marché et créera une demande supplémentaire d’énergie. Les experts prévoient que le prix du baril de pétrole tombera entre 10 et 18 dollars d’ici 2050. Selon l’Institut de recherche énergétique de l’Académie des sciences de Russie et le Centre énergétique de l’École de gestion de Moscou Skolkovo, d’ici 2025, les transports consommeront 17 % du pétrole. de toute l'énergie (en 2015, elle était de 16%) et conservera sa part grâce à l'électrification du transport ferroviaire et routier.
Il y a maintenant 200 bornes de recharge à Moscou pourvéhicules électriques, et d'ici 2023 ils seront plus de 600. Pour faire face à la charge supplémentaire sur le système d'alimentation, il est nécessaire de moderniser les réseaux. Cela peut être fait sans augmenter la production d'électricité et les sous-stations de transformation, grâce à un travail compétent avec les équipements existants. Par exemple, l'introduction de la technologie RUTAS 4K augmentera de 67 % la fiabilité des systèmes exploités par Rosseti, MOESK, DRSK, RES, EESK et d'autres sociétés de réseau électrique, et ajoutera également jusqu'à 20 % de puissance utile supplémentaire en minimisant l'effet de puissance réactive sur le système d'alimentation. Cela permettra de construire de nouvelles bornes de recharge électrique aux capacités existantes au moins dans chaque zone résidentielle ou cour.
Les bornes de recharge de jardin ne sont pas le seul moyendéveloppement. Par exemple, en Italie, la startup israélienne Electreon Wireless a amélioré la bande passante allouée avec la technologie Dynamic Wireless Power Transfer. Le système est situé sous l'asphalte et charge les véhicules à l'aide de bobines magnétiques pendant la conduite.
La fin imminente de l'ère pétrolière est également reconnue danspays dont le bien-être jusqu'à récemment dépendait entièrement des exportations d'énergie. Par exemple, les Émirats arabes unis investissent les pétrodollars reçus dans le développement de l'agriculture, de l'industrie et des ressources récréatives. Grâce aux zones franches économiques, Dubaï est devenue un centre d'affaires mondial : en 2020, le pétrole y représentait moins de 1% du PIB, et le port de Jabel Ali, grâce à sa position favorable, est entré dans le top dix des leaders mondiaux en termes de terminaux à conteneurs.
La part des centrales thermiques au charbon diminuera progressivement, mais en raison du faible coût d'obtention du combustible et de la possibilité de les utiliser dans des zones difficiles d'accès, elles seront demandées pendant des décennies.
Le charbon va manquer d'argent.Au cours de la période 2015-2018, 33 grandes banques du monde entier ont annoncé des restrictions sur le financement de projets et d'entreprises dans le domaine de l'extraction et de la production de charbon. Parmi eux figurent Barclays, Credit Suisse, Goldman Sachs, HSBC, Morgan Stanley et d'autres. Ce n'est pas la meilleure direction pour votre startup.
Énergie alternative.Ce type d'énergie devient plus accessible.Le département américain de l'Énergie prévoit de réduire le coût de l'électricité solaire de 60 % d'ici 2030 : de 4,6 centimes/kWh à 2 centimes/kWh. Les principaux espoirs sont liés à l'énergie solaire : la pétrothermie (l'énergie du noyau terrestre) n'est pas rentable, l'hydrothermie n'a un rendement élevé que dans les zones d'activité volcanique, et le vent s'accompagne d'un bourdonnement et de vibrations constants. Il ne deviendra pas un instrument local populaire «à la maison», en particulier dans les villes.
La solution dans les villes de demain sera probablementSolomon et pourra combiner une combinaison d'alimentation électrique centralisée (c'est économiquement et écologiquement avantageux) et locale (toits de voitures, maisons, façades - tout ce où des panneaux solaires peuvent être placés).
La croissance démographique conduira à un développement plus denseet l'urbanisation à l'avenir - l'alimentation électrique centrale est mieux adaptée aux immeubles de grande hauteur. Il y a une probabilité de l'émergence de limites sur la consommation d'énergie centralisée afin d'inciter les gens à produire eux-mêmes une partie de l'énergie. Malgré les technologies économes en énergie, les besoins humains augmentent. Selon l'ONU, les pays à revenu élevé ont une empreinte écologique par habitant 10 fois plus élevée que les pays à faible revenu.
Vous pouvez calculer votre éco-trace à l'aide d'un éco-calculateur spécial de l'ONU.
Renouvelable vs fossile
Le deuxième niveau de concurrence se situe entre les(fossile) et les énergies alternatives. La US Energy Information Administration s'attend à ce que les sources alternatives dans le pays dépassent bientôt les fossiles. En Écosse, les énergies renouvelables couvrent 97 % des besoins des ménages. Mais en Russie, l'énergie traditionnelle restera la principale pendant au moins 15 ans en raison de la nature des matières premières de l'économie.
Dans l'UE pour la mise en œuvre de l'Accord de Paris etMaintenir l'augmentation de la température moyenne mondiale en dessous de 2 ° C est également prévu pour réduire à zéro les émissions du secteur de l'énergie, ce qui signifie une transition vers les sources d'énergie renouvelables. Dans l'article Applied Energy: Is a 100% Renewable European Power System Feasible by 2050, les auteurs ont modélisé pour chaque pays de l'UE le rapport optimal entre les différents types de sources d'énergie renouvelables, en fonction de leurs caractéristiques climatiques et de la prévision d'une augmentation de l'énergie totale consommation d'ici 2050.
Il est très probable que pour l'exécution des obligationspour réduire les émissions de CO2 des différents pays, y compris dans les villes du futur, sera suivi par la « police du climat ». Le projet Climate TRACE est un système qui, à partir d'images satellitaires dans le spectre infrarouge, à l'aide de simulations informatiques, permet de trouver des sources de pollution autour de la planète et d'évaluer leurs effets néfastes. Dès 2021, les organisations environnementales devraient être en mesure de vérifier comment les gouvernements du monde entier se conforment aux engagements de réduction des émissions de gaz à effet de serre.
Les principaux défis de la décennie :apprendre à recycler efficacement les composants usagés des installations d'énergie solaire et éolienne et établir l'utilisation répétée des métaux des terres rares. Par exemple, d’ici 2050, le poids total des pales d’éoliennes usagées atteindra 40 millions de tonnes. La technologie européenne & La Plateforme d'innovation sur l'énergie éolienne propose de couper les pales puis de les broyer en miettes pour la production de matériaux de construction. Mais leur traitement n'est pas facile : il n'existe quasiment pas d'installations de cette taille et la logistique pour y accéder est complexe et coûteuse.
Une éolienne industrielle peut être construite en 7 à 10 jours. Sa durée de vie moyenne est de 20 à 30 ans et les lames se décomposent pendant des centaines d'années.
Les panneaux solaires sont également problématiques.Les panneaux photovoltaïques contiennent des impuretés de plomb, de cadmium et d'antimoine. Une fois démantelés, ils tombent dans le sol et l'empoisonnent, sont emportés par les pluies dans les aquifères. Ces dernières années, ces déchets ont été exportés illégalement vers les pays pauvres. Selon l'ONU, cela se fait avec 60 à 90 % de tous les panneaux qui ont servi. Certains États empruntent la voie la plus intelligente en vendant des panneaux usagés à faibles ressources aux pays du tiers monde.
Les défenseurs des énergies alternatives peuventpour objecter et rappeler les centrales au charbon, qui occupent 47% dans la région Asie-Pacifique, mais il y a aussi le nucléaire à partir de combustibles fossiles. Dans le contexte des problèmes de recyclage des installations solaires et éoliennes, cela s'annonce comme le summum du respect de l'environnement. Et dans cette confrontation il n'y a pas de vainqueur.
En route vers le consommateur
La production d'électricité n'est pas le seul élémentle système d'alimentation électrique, qui attend de grands changements. Les travaux semblent également prometteurs au niveau de la transmission et de l'utilisation de l'énergie. Les données RUTAS montrent qu'aujourd'hui, il est nécessaire de générer 20 à 40 % d'énergie en plus que ce dont le consommateur a réellement besoin. Cela est dû aux pertes techniques (jusqu'à 20 %) et à la consommation de puissance réactive des équipements ménagers et de bureau modernes (jusqu'à 30 %).
L'entreprise dispose d'une technologie qui couvretoutes les étapes du passage de l'électricité : de la production (haute tension) aux lignes de transport (moyenne tension) jusqu'aux consommateurs (basse tension). Mentionné ci-dessus dans le cadre de l'infrastructure pour véhicules électriques RUTAS 4K peut réduire les pertes techniques jusqu'à 7% de l'électricité fournie et éliminer presque complètement la consommation de puissance réactive par les équipements.
La solution réduit la quantité d'énergie nécessairepour générer, cela signifie moins de carburant est nécessaire. C'est-à-dire que les centrales thermiques de Sibérie, d'Extrême-Orient et de l'Oural pourront utiliser moins de charbon pour la production, émettre moins de CO2 et économiser les ressources. Il en va de même pour la production de gaz et tout autre.
Il convient de faire une analogie avec la construction d'une maison.La base de l'industrie de l'énergie électrique est la production, les câbles et les lignes aériennes, les transformateurs et les moteurs électriques. La fondation est un brouillon sur lequel une chape est requise. Sans cela, vous ne pouvez pas placer de meubles, d'appareils électroménagers et les attributs nécessaires à une vie civilisée. La technologie RUTAS 4K est la chape même qui permet d'exploiter l'énergie, de réduire de 67 % le nombre de perturbations entraînant des pannes de courant.
Le temps sans alimentation électrique est réduit de 55% pour les ménages dans les villes où la technologie RUTAS 4K a été appliquée.
La technologie aide également dans les solutions privées.En 2020, le magazine Time a sélectionné le système de gestion d'installations BrainBox AI comme l'une des 100 meilleures inventions de 2020. Le système basé sur l'intelligence artificielle utilise les rapports météorologiques, les précipitations et d'autres phénomènes environnementaux pour prédire les conditions thermiques dans un bâtiment, puis ajuste la puissance de la climatisation ou du chauffage. Lancée l'année dernière, la technologie surveille la température de plus de 3,6 millions de mètres carrés de bâtiments, contribuant ainsi à réduire les émissions de CO2 de 20 à 40 %. Et la batterie lithium-ion Powerwall, développée par Tesla, permet de répartir la charge sur le réseau et est utilisée comme source d'alimentation de secours dans les habitations privées : elle accumule l'énergie générée par les centrales électriques ou les sources d'énergie renouvelables pendant les périodes de faible consommation et la restitue. aux heures de pointe ou lors de pannes de courant.
La construction change l'énergie
Aujourd'hui, l'efficacité énergétique vient aprèsl'environnement et œuvrer pour le développement durable permet d'attirer du personnel et de trouver des investissements. La logique est simple : les bâtiments et les structures avec beaucoup de lumière naturelle dépensent moins de ressources en appareils d'éclairage, avec une bonne isolation thermique en chauffage, etc. Depuis 1990, il existe une méthode d'évaluation environnementale de l'efficacité des bâtiments (BREEAM) dans le monde, selon laquelle plus de 200 000 bâtiments et structures ont été certifiés.
En Russie, par exemple, presque tous les échangesLes centres MEGA ont passé la certification BREEAM in USE International avec une note très bonne. Cette année, Ingka Investments (comme MEGA, qui fait partie du groupe Ingka) a acquis 49 % des actions de huit centrales solaires dans le sud-ouest de la Russie. La capacité énergétique des projets sera de 160 MW : c'est suffisant pour alimenter en électricité une partie des centres commerciaux et tous les magasins IKEA en Russie.
Des changements s'appliquent également au logement et au bureauconstruction. Par exemple, le gratte-ciel Tower C à Shenzhen (Chine) de Zaha Khadid Architects sera construit en utilisant uniquement des matériaux recyclés, et une façade d'ombrage spéciale dans la structure des tours favorisera la ventilation et empêchera la surchauffe - moins d'énergie est nécessaire pour la climatisation.
Les nouveaux bâtiments en Russie sont 7 à 9 fois plus économes en énergie,que les Khrouchtchev. La consommation d'énergie de Khrouchtchev est de 350 à 450 kWh par mètre carré et par an, et le nouveau bâtiment le plus courant ne dépasse pas 90 kWh par mètre carré. Le calcul a été fait sur l'exemple de Moscou. Il s'avère qu'une vieille maison de cinq étages utilise la même quantité d'électricité qu'une nouvelle maison de 35 étages avec la même superficie de base.
La production de matériaux de construction évolue également, mêmeénergivores comme l'acier et le béton. Par exemple, un autre lauréat du magazine Time en 2020, Heliogen HelioHeat, présente 100 000 miroirs sur le terrain. Ils sont contrôlés par un ordinateur, concentrant le rayon de soleil réfléchi sur une tour de 40 mètres de haut. La température y atteint 1 100°C : de quoi faire fondre de l'acier et fabriquer du ciment. Vous pouvez vous passer de brûler des combustibles fossiles. Le fondateur d'Heliogen, Bill Gross, a déclaré que les futures versions utiliseraient également la technologie pour créer de l'hydrogène pour les véhicules à zéro émission.
Peut-être derrière un tel multifonctionnel,Les conceptions vertes et intelligentes sont l'avenir de l'industrie et des villes. Nous ne pouvons pas savoir exactement comment les mégalopoles nous rencontreront dans 10 ou 20 ans, mais grâce aux innovations dans le secteur de l'énergie, nous pouvons facilement faire des « moulages du futur ». Toutes ces technologies étonnantes confirment une fois de plus la phrase de l'écrivain de science-fiction William Gibson : « Le futur est déjà arrivé. C'est juste que ce n'est pas encore réparti uniformément."
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