Lokalno vs centralizirano: umjesto ili zajedno?
Počnimo s proizvodnjom energije. Ovdje se razvijaju dvije
Nuklearna energija.Prema predviđanjima Ministarstva energetike, udio proizvodnje nuklearne energije uzemlja će rasti do 2050. godine. Nuklearne elektrane kompaktne su, učinkovite i ekološki prihvatljive u pogledu proizvodnje energije. A činjenica da kilogram urana može proizvesti 90.000 puta više energije od kilograma ugljena govori sama za sebe.
Uskoro će zrak udaljenih i teško dostupnih gradovapromijenit će male modularne reaktore, kažu u Ministarstvu energetike. Od stotinjak projekata, desetak je u završnoj fazi razvoja i pripremaju se za dobivanje licenci. Umjesto ugljena, čije izgaranje utječe na kvalitetu zraka, bit će mirni atom: poboljšat će se okoliš.
U globalu, čak i oni sami drugačije vide situacijuatomski znanstvenici. IAEA predviđa da će do 2050. ukupni kapacitet nuklearnih elektrana narasti za najviše 82%, a ukupna proizvodnja energije iz svih izvora udvostručit će se. Dakle, udio nuklearnih elektrana, danas je 10,4%, postupno će se smanjivati, iako ne kritično.
Hidroenergija.Ali s razvojem hidroelektrana sve nije takodefinitivno. U Rusiji se ne planiraju graditi nove hidroelektrane, ali ni rušenje postojećih, jer one daju relativno jeftinu struju i mogu se nositi s vršnim opterećenjem. Američki znanstvenici kažu da će zbog klimatskih promjena niz projekata koji su u tijeku proizvoditi manje električne energije od planiranog, navodeći kao primjer dvije brane na rijeci Madeiri u Brazilu. I u Gruziji su ove godine bili masovni prosvjedi protiv nove hidroelektrane. Što je jači utjecaj ekologa, to su manje šanse za razvoj hidroenergije.
Postoji još jedna prepreka za razvoj hidroelektrana -razvoj većine ekonomski održivog hidropotencijala u Sjevernoj Americi (oko 70%) i Europi (75%). Stručnjaci predviđaju da će se nove hidroelektrane graditi u Africi, Aziji i Južnoj Americi, jer na drugim kontinentima, gdje god se može izgraditi velika hidroelektrana, one već stoje. A tema ekologije u regijama u razvoju ne prati se tako pomno.
Razvijeni potencijal hidroenergije u Rusiji iznosi samo 20%, ali ne postoje planovi za razvoj industrije u zemlji.
Energija goriva.Na to utječe sve veća popularnost električnih vozila.Oni istiskuju tržište nafte, što će naftu i plin učiniti jeftinim izvorima električne energije i stvoriti dodatnu potražnju za energijom. Stručnjaci predviđaju da će do 2050. cijena barela nafte pasti na 10–18 dolara. Prema podacima Instituta za energetska istraživanja Ruske akademije znanosti i Energetskog centra Moskovske škole menadžmenta Skolkovo, do 2025. godine transport će trošiti 17%. ukupne energije (u 2015. iznosio je 16%) te će zadržati svoj udio zbog elektrifikacije željezničkog i cestovnog prometa.
U Moskvi sada postoji 200 punionica zaelektrična vozila, a do 2023. bit će ih više od 600. Da bi se nosilo s dodatnim opterećenjem sustava napajanja, potrebno je modernizirati mreže. To se može učiniti bez povećanja trafostanica za proizvodnju električne energije i transformatora, zahvaljujući kompetentnom radu s postojećom opremom. Na primjer, uvođenje tehnologije RUTAS 4K povećati će pouzdanost sustava kojima upravljaju Rosseti, MOESK, DRSK, RES, EESK i druge elektroenergetske tvrtke za 67%, kao i dodati do 20% dodatne korisne snage umanjujući utjecaj jalove snage na sustavu napajanja. To će omogućiti izgradnju novih električnih stanica za punjenje na postojećim kapacitetima barem u svakom stambenom naselju ili dvorištu.
Stanice za punjenje dvorišta nisu jedini načinrazvoj. Na primjer, u Italiji je izraelski startup Electreon Wireless nadogradio dodijeljenu širinu pojasa tehnologijom Dynamic Wireless Power Transfer. Sustav se nalazi ispod asfalta i tijekom vožnje puni vozila pomoću magnetskih zavojnica.
Skorašnji kraj naftne ere prepoznat je i uzemlje čija je dobrobit donedavno bila potpuno ovisna o izvozu energije. Primjerice, UAE dobivene petrodolare ulažu u razvoj poljoprivrede, industrije i rekreacijskih resursa. Zahvaljujući slobodnim ekonomskim zonama, Dubai je postao globalno poslovno središte: tamo je nafta 2020. godine činila manje od 1% BDP-a, a luka Jabel Ali, zahvaljujući povoljnom položaju, ušla je u top deset svjetskih lidera u pogledu kontejnerski terminali.
Udio termoelektrana na ugljen postupno će se smanjivati, ali zbog niskih troškova dobivanja goriva i mogućnosti njihove upotrebe u teško dostupnim područjima, one će biti tražene desetljećima koja dolaze.
Ugljen će ostati bez novca.Tijekom 2015.-2018., 33 velike banke širom svijeta najavile su ograničenja za financiranje projekata i tvrtki u području vađenja ugljena i proizvodnje ugljena. Među njima su Barclays, Credit Suisse, Goldman Sachs, HSBC, Morgan Stanley i drugi. Ovo nije najbolji smjer za vaš startup.
Alternativna energija.Ova vrsta energije postaje pristupačniji.Američko Ministarstvo energetike planira smanjiti troškove solarne električne energije za 60% do 2030. godine: s 4,6 centa / kWh na 2 centa / kWh. Glavne nade povezane su sa sunčevom energijom: petrotermalna (energija Zemljine jezgre) je neisplativa, hidrotermalna ima visoku učinkovitost samo u područjima s vulkanskom aktivnošću, a vjetar prati konstantno brujanje i vibracije. Neće postati popularan lokalni instrument "kod kuće", posebno u gradovima.
Rješenje u gradovima budućnosti vjerojatno će bitiSolomon i moći će kombinirati kombinaciju centraliziranog (ekonomski je i ekološki korisnog) i lokalnog (krovovi automobila, kuće, fasade - sve gdje se mogu postaviti solarni paneli) napajanja.
Rast stanovništva dovest će do gušćeg razvojai urbanizacija u budućnosti - centralna opskrba električnom energijom više je pogodna za visoke zgrade. Postoji vjerojatnost pojave ograničenja na potrošnju centralizirane energije kako bi se stimulirali ljudi da sami proizvode dio energije. Unatoč tehnologijama uštede energije, ljudske potrebe rastu. Prema UN-u, zemlje s visokim dohotkom imaju ekološki otisak po glavi stanovnika 10 puta veći od zemalja s niskim dohotkom.
Svoj ekološki trag možete izračunati pomoću posebnog eko-kalkulatora iz UN-a.
Obnovljivi vs fosilni
Druga je razina natjecanja između tradicionalne(fosilna) i alternativna energija. Američka uprava za energetske informacije očekuje da će alternativni izvori u zemlji uskoro nadmašiti fosile. U Škotskoj obnovljivi izvori pokrivaju 97% potreba kućanstava. Ali u Rusiji će tradicionalna energija ostati glavna još najmanje 15 godina zbog sirovinske prirode gospodarstva.
U EU za provedbu Pariškog sporazuma iOdržavanjem globalnog porasta prosječne temperature ispod 2 ° C planirano je i smanjenje emisija iz energetskog sektora na nulu, što znači prelazak na obnovljive izvore energije. U članku Primijenjena energija: Je li 100% obnovljivi europski elektroenergetski sustav izvediv do 2050. godine, autori su za svaku državu EU modelirali optimalni omjer između različitih vrsta obnovljivih izvora energije, na temelju njihovih klimatskih karakteristika i prognoze povećanja ukupne energije potrošnja do 2050. godine.
Vrlo je vjerojatno da za ispunjenje obvezasmanjenje klimatskih emisija iz različitih zemalja, uključujući i gradove budućnosti, nadgledat će "klimatska policija". Projekt Climate TRACE sustav je koji na temelju satelitskih snimaka u infracrvenom spektru, koristeći računalne simulacije, može pronaći izvore zagađenja širom planeta i procijeniti njihove štetne učinke. Već 2021. godine predviđa se da će organizacije za zaštitu okoliša moći provjeriti na koji se način vlade širom svijeta pridržavaju obveza smanjenja emisija stakleničkih plinova.
Glavni izazovi desetljeća:naučiti učinkovito reciklirati rabljene komponente solarnih i vjetroelektrana i uspostaviti opetovanu upotrebu metala rijetkih zemalja. Primjerice, do 2050. ukupna težina iskorištenih lopatica vjetroturbina bit će 40 milijuna tona. Europska tehnologija & Inovacijska platforma za energiju vjetra predlaže rezanje lopatica i njihovo drobljenje u mrvice za proizvodnju građevinskog materijala. No, nije ih lako obraditi - ovakvih instalacija gotovo da i nema, a logistika dolaska do njih je složena i skupa.
Industrijska vjetroturbina može se izgraditi za 7-10 dana. Prosječni životni vijek mu je 20-30 godina, a oštrice se raspadaju stotinama godina.
Solarni paneli također su problematični.Fotonaponski paneli sadrže nečistoće olova, kadmija i antimona. Prilikom demontaže padaju u zemlju i truju je, kišom se ispiru u vodonosnike. Posljednjih godina takav se otpad ilegalno izvozi u siromašne zemlje. Prema UN-u, to se radi sa 60-90% svih odbora koji su opsluživali. Neke države idu pametnijim putem prodajom rabljenih ploča s malim resursima zemljama trećeg svijeta.
Zagovornici alternativne energije moguprigovoriti i podsjetiti na elektrane na ugljen koje zauzimaju 47% u azijsko-pacifičkoj regiji, ali tu je i nuklearna energija iz fosilnih goriva. U pozadini problema s preradom solarnih i vjetroelektrana, izgleda kao vrhunac ekološke prihvatljivosti. A u ovom sučeljavanju nema pobjednika.
Na putu do potrošača
Proizvodnja električne energije nije jedini element uelektroenergetski sustav, koji čeka velike promjene. Posao također izgleda obećavajuće na razini prijenosa i upotrebe energije. Podaci RUTAS-a pokazuju da je danas potrebno generirati 20–40% više energije nego što potrošač zapravo treba. To je zbog tehničkih gubitaka (do 20%) i potrošnje reaktivne snage moderne opreme za kućanstvo i ured (do 30%).
Tvrtka ima tehnologiju koja pokrivasve faze prolaska električne energije: od proizvodnje (visoki napon) kroz dalekovode (srednji napon) do potrošača (niski napon). Gore spomenuto u kontekstu infrastrukture za električna vozila RUTAS 4K može smanjiti tehničke gubitke do 7% isporučene električne energije i gotovo u potpunosti eliminirati potrošnju jalove snage u opremi.
Rješenje smanjuje potrebnu količinu energijeza proizvodnju znači da je potrebno manje goriva. Odnosno, termoelektrane u Sibiru, na Dalekom istoku i na Uralu moći će koristiti manje ugljena za proizvodnju, emitirati manje CO2 i uštedjeti resurse. Isto vrijedi i za proizvodnju plina i bilo koju drugu.
Prikladno je povući analogiju s gradnjom kuće.Temelj elektroenergetske industrije su proizvodnja, kabelski i nadzemni vodovi, transformatori i električni motori. Temelj je grubi nacrt, povrh kojeg je potreban podni estrih. Bez toga je nemoguće smjestiti namještaj, uređaje i potrebne atribute za civilizirani život. RUTAS 4K tehnologija je estrih koji pomaže u iskorištavanju energije i smanjuje za 67% broj prekida koji dovode do nestanka struje.
Vrijeme bez napajanja smanjeno je za 55% za kućanstva u gradovima u kojima je primijenjena tehnologija RUTAS 4K.
Tehnologija također pomaže u privatnim rješenjima.Godine 2020. časopis Time odabrao je BrainBox AI sustav upravljanja objektima kao jedan od 100 najboljih izuma 2020. godine. Sustav temeljen na umjetnoj inteligenciji koristi se vremenskim izvješćima, oborinama i drugim pojavama iz okoliša za predviđanje toplinskih uvjeta u zgradi, a zatim prilagođava snagu klimatizacije ili grijanja. Pokrenuta prošle godine, tehnologija prati temperaturu više od 3,6 milijuna četvornih metara zgrada, pomažući u smanjenju emisije CO2 za 20-40%. A litij-ionska baterija Powerwall, koju je razvio Tesla, pomaže u raspodjeli opterećenja na mreži i koristi se kao rezervni izvor energije u privatnim kućama: akumulira energiju koju generiraju elektrane ili obnovljivi izvori energije tijekom razdoblja niske potrošnje i oslobađa je u vršnim razdobljima ili tijekom nestanka struje .
Izgradnja mijenja energiju
Danas je energetska učinkovitost na reduokoliša, a rad na održivom razvoju pomaže privući osoblje i pronaći investicije. Logika je jasna: zgrade i građevine s puno prirodnog svjetla troše manje sredstava na rasvjetne uređaje, s dobrom toplinskom izolacijom na grijanje itd. Od 1990. godine u svijetu postoji metoda ekološke procjene učinkovitosti zgrada (BREEAM) prema kojoj je certificirano više od 200 tisuća zgrada i građevina.
Na primjer, u Rusiji se gotovo sva trgovina vršiMEGA centri su prošli BREEAM u USE International certifikatu s vrlo dobrom ocjenom. Ove je godine Ingka Investments (poput MEGA, dijela Ingka Grupe) stekla 49% udjela u osam solarnih elektrana na jugozapadu Rusije. Energetski kapacitet projekata bit će 160 MW: to je dovoljno za opskrbu električnom energijom dijela trgovačkih centara i svih IKEA trgovina u Rusiji.
Izmjene se također odnose na stanovanje i uredgrađevinarstvo. Primjerice, neboder Tower C u Shenzhenu (Kina) tvrtke Zaha Khadid Architects bit će izgrađen koristeći samo reciklirane materijale, a posebna fasada za zasjenjenje u strukturi tornjeva promicat će ventilaciju i spriječiti pregrijavanje - za klimatizaciju je potrebno manje energije.
Nove zgrade u Rusiji su 7-9 puta energetski učinkovitije,nego Hruščovi. Potrošnja energije Hruščova iznosi 350-450 kWh po četvornom metru godišnje, a najčešća nova zgrada nije veća od 90 kWh po četvornom metru. Izračun je izvršen na primjeru Moskve. Ispada da stara kuća na pet katova koristi istu količinu električne energije kao nova kuća na 35 katova s istim podnožjem.
Čak se mijenja i proizvodnja građevinskog materijalaenergetski intenzivni poput čelika i betona. Na primjer, drugi dobitnik magazina Time 2020. godine, Heliogen HelioHeat, na terenu predstavlja 100 000 zrcala. Njima upravlja računalo, koncentrirajući reflektiranu sunčevu zraku na 40-metarski toranj. Tamošnja temperatura doseže 1100 ° C: dovoljno za topljenje čelika i stvaranje cementa. Možete i bez sagorijevanja fosilnih goriva. Osnivač Heliogena Bill Gross rekao je da će se u budućim verzijama tehnologija koristiti i za stvaranje vodika za vozila s nula emisija.
Možda iza takve multifunkcionalnosti,zeleni i pametni dizajni budućnost su industrije i gradova. Ne možemo točno znati kako će nas megagradovi dočekati za 10 ili 20 godina, ali kroz inovacije u energetskom sektoru lako možemo napraviti "odljev budućnosti". Sve ove nevjerojatne tehnologije još jednom potvrđuju rečenicu pisca znanstvene fantastike Williama Gibsona: „Budućnost je već stigla. Samo što još nije ravnomjerno raspoređena. "
Pogledajte i:
Objasnio kako se svemir odražava u blizini crnih rupa
Masovno trovanje i nove verzije civilizacijske smrti: kako se promijenilo naše znanje o Mayama
Pojavile su se detaljne fotografije nama najbližih galaksija