Helyi vs központosított: helyett vagy együtt?
Kezdjük az energiatermeléssel. Itt kettő fejlődik
Nukleáris energia.Az Energiaügyi Minisztérium előrejelzései szerint a nukleáris termelés részesedéseaz ország 2050 -ig fog növekedni. Az atomerőművek kompaktak, hatékonyak és környezetkímélőek az energiatermelés szempontjából. Az pedig, hogy egy kilogramm urán 90 000 -szer több energiát képes előállítani, mint egy kilogramm szén, önmagáért beszél.
A távoli és nehezen megközelíthető városok levegője hamarosankis moduláris reaktorokat cserél az Energiaügyi Minisztérium szerint. Körülbelül száz projektből körülbelül tíz a fejlesztés utolsó szakaszában van, és készülnek az engedélyek átvételére. A szén helyett, amelynek égése befolyásolja a levegő minőségét, békés atom lesz: javul a környezet.
Globálisan még ők maguk is máshogy látják a helyzetetatomtudósok. A NAÜ előrejelzése szerint 2050 -re az atomerőművek teljes kapacitása legfeljebb 82%-kal nő, és az összes forrásból származó összes energia megkétszereződik. Tehát az atomerőművek részesedése, ma 10,4%, fokozatosan csökken, bár nem kritikusan.
Vízenergia.De a vízerőművek fejlesztésével minden nem így vanhatározottan. Oroszországban nem terveznek új vízerőműveket építeni, de a meglévők lebontását sem, mert viszonylag olcsón biztosítják az áramot, és megbírják a csúcsterhelést. Amerikai tudósok szerint a klímaváltozás miatt számos folyamatban lévő projekt a tervezettnél kevesebb áramot termel majd, példaként említve a brazíliai Madeira folyó két gátját. Grúziában pedig idén tömeges tiltakozások zajlottak egy új vízerőmű ellen. Minél erősebb a környezetvédők befolyása, annál kisebb az esély a vízenergia fejlesztésére.
Van még egy akadálya a vízerőművek fejlődésének -a gazdaságilag életképes hidro -potenciál nagy részének fejlesztése Észak -Amerikában (kb. 70%) és Európában (75%). A szakértők azt jósolják, hogy új vízerőműveket építenek Afrikában, Ázsiában és Dél -Amerikában, mivel más kontinenseken, ahol nagy vízerőmű épülhet, már állnak. A fejlődő régiók ökológiájának témáját pedig nem követik olyan szorosan.
Az oroszországi vízenergia -fejlesztési potenciál mindössze 20%, de az országban nincsenek tervek az ipar fejlesztésére.
Üzemanyag energia.Ezt az elektromos járművek növekvő népszerűsége befolyásolja.Megszorítják az olajpiacot, ami az olajat és a gázt olcsó áramforrássá teszi, és további energiaigényt teremt. Szakértők azt jósolják, hogy 2050-re az olaj hordónkénti ára 10-18 dollárra csökken. Az Orosz Tudományos Akadémia Energiakutatási Intézete és a Moszkvai Szkolkovói Menedzsment Egyetem Energiaközpontja szerint 2025-re a közlekedés 17%-ot fogyaszt. az összes energiából (2015-ben 16% volt), és a vasúti és közúti közlekedés villamosítása miatt megtartja részesedését.
Moszkvában jelenleg 200 töltőállomás működikelektromos járművek, és 2023 -ra már több mint 600. Az energiaellátó rendszer további terhelésének leküzdéséhez szükséges a hálózatok korszerűsítése. Ezt meg lehet tenni anélkül, hogy növelnék a termelési és transzformátor alállomások teljesítményét, a meglévő berendezésekkel végzett kompetens munka miatt. Például a RUTAS 4K technológia bevezetése 67% -kal növeli a Rosseti, a MOESK, a DRSK, a RES, az EESK és más villamosenergia -hálózati vállalatok által üzemeltetett rendszerek megbízhatóságát, és akár 20% -kal több hasznos energiát is hozzáad a hatás minimalizálásával a meddő teljesítményről az energiaellátó rendszeren. Ez lehetővé teszi, hogy legalább minden lakóövezetben vagy udvaron új elektromos töltőállomásokat építsenek a meglévő kapacitásokkal.
Az udvari töltőállomások nem az egyetlen módjafejlődés. Például Olaszországban az izraeli Electreon Wireless startup Dynamic Wireless Power Transfer technológiával frissítette a kiosztott sávszélességet. A rendszer az aszfalt alatt található, és vezetés közben mágneses tekercsekkel tölti fel a járműveket.
Az olajkorszak küszöbön álló végét szintén felismerikolyan országok, amelyek jóléte egészen a közelmúltig teljesen függött az energiaexporttól. Például az Egyesült Arab Emírségek a kapott petrol dollárt a mezőgazdaság, az ipar és a rekreációs erőforrások fejlesztésébe fekteti. A szabad gazdasági övezeteknek köszönhetően Dubai globális üzleti központtá vált: 2020 -ban az olaj a GDP kevesebb mint 1% -át tette ki ott, Jabel Ali kikötője pedig kedvező helyzetének köszönhetően bekerült a világ tíz vezető helyébe konténer terminálok.
A széntüzelésű erőművek aránya fokozatosan csökken, de az üzemanyag beszerzésének alacsony költségei és a nehezen elérhető területeken történő felhasználásuk miatt az elkövetkező évtizedekben kereslet lesz rájuk.
A szénnek elfogy a pénze.2015-2018 folyamán világszerte 33 nagy bank jelentette be a szénbányászat és a széntermelés területén a projektek és vállalatok finanszírozásának korlátozását. Köztük a Barclays, a Credit Suisse, a Goldman Sachs, a HSBC, a Morgan Stanley és mások. Ez nem a legjobb irány az induláshoz.
Alternatív energia.Ez a fajta energia hozzáférhetőbbé válik.Az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériuma azt tervezi, hogy 2030 -ig 60% -kal csökkenti a napenergia költségeit, 4,6 cent / kWh -ról 2 cent / kWh -ra. A napenergiával kapcsolatosak a fő remények: a petrotermális energia (a Föld magjának energiája) veszteséges, a hidrotermikus energia csak a vulkanikus aktivitású területeken nagy hatékonysággal rendelkezik, a szélturbinát pedig állandó zümmögés és rezgés kíséri. Nem lesz népszerű helyi „otthon” hangszer, különösen a városokban.
A megoldás a jövő városaiban valószínűleg az leszSalamon és képes lesz kombinálni a központosított (gazdasági és környezeti szempontból előnyös) és a helyi (autók teteje, házak, homlokzatok - minden, ahol napelemeket lehet elhelyezni) tápegység kombinációját.
A népesség növekedése sűrűbb fejlődéshez vezetés a városiasodás a jövőben - a központi áramellátás jobban megfelel a sokemeletes épületeknek. Valószínű, hogy a központosított energiafogyasztás határai megjelennek annak érdekében, hogy az embereket arra ösztönözzék, hogy az energia egy részét saját maguk állítsák elő. Az energiatakarékos technológiák ellenére az emberi igények egyre nőnek. Az ENSZ szerint a magas jövedelmű országok egy főre eső öko-lábnyoma 10-szer magasabb, mint az alacsony jövedelmű országoké.
Az öko-nyomkövetést az ENSZ speciális öko-számológépe segítségével számíthatja ki.
Megújuló vs fosszilis
A verseny második szintje a hagyományosak között zajlik(fosszilis) és alternatív energia. Az Egyesült Államok Energiainformációs Hivatala arra számít, hogy az országban alternatív források hamarosan megelőzik a fosszíliákat. Skóciában a megújuló energiaforrások fedezik a háztartások szükségleteinek 97% -át. De Oroszországban a hagyományos energia továbbra is a fő energiaforrás még legalább 15 évig a gazdaság nyersanyag -jellege miatt.
Az EU -ban a párizsi megállapodás végrehajtására ésA globális átlaghőmérséklet -emelkedés 2 ° C alatt tartása a tervek szerint az energiaszektor kibocsátásának nullára csökkentését is jelenti, ami átmenetet jelent a megújuló energiaforrásokra. Az Alkalmazott energia: 100% -ban megújuló európai villamosenergia -rendszer megvalósítható -e 2050 -re című cikkben, a szerzők minden egyes uniós ország számára modellezték az optimális arányt a különböző típusú megújuló energiaforrások között, azok éghajlati jellemzői és az összes energia növekedésének előrejelzése alapján fogyasztása 2050 -re.
Nagyon valószínű, hogy a kötelezettségek teljesítéséheza különböző országok CO2 -kibocsátásának csökkentésére, beleértve a jövő városait is, az "éghajlati rendőrség" felügyeli. A Climate TRACE projekt egy olyan rendszer, amely az infravörös spektrumú műholdas képek alapján, számítógépes szimulációk segítségével képes megtalálni a bolygó körüli szennyezőforrásokat és felmérni azok káros hatásait. Már 2021 -ben a környezetvédelmi szervezetek képesek lesznek ellenőrizni, hogy a világ kormányai hogyan teljesítik az üvegházhatású gázok kibocsátásának csökkentésére vonatkozó kötelezettségvállalásokat.
Az évtized fő kihívásai:megtanulják hatékonyan újrahasznosítani a nap- és szélenergia berendezések használt alkatrészeit, és megalapozni a ritkaföldfémek ismételt felhasználását. Például 2050-re a használt szélturbinák lapátjainak össztömege 40 millió tonna lesz. Az európai technológia & Az Innovation Platform on Wind Energy azt javasolja, hogy vágják le a lapátokat, majd aprítsák őket morzsára az építőanyagok előállításához. De nem könnyű feldolgozni őket - szinte nincs ekkora telepítés, és a hozzájuk való eljutás logisztikája bonyolult és költséges.
Az ipari szélturbinát 7-10 nap alatt meg lehet építeni. Átlagos élettartama 20-30 év, a pengék több száz évig bomlanak.
A napelemek szintén problémásak.A fotovoltaikus panelek ólom-, kadmium- és antimonszennyeződéseket tartalmaznak. Szétszereléskor a talajba esnek és megmérgezik, az esőzések kimosják a víztartó rétegekbe. Az elmúlt években az ilyen hulladékot illegálisan exportálták szegény országokba. Az ENSZ szerint ez az összes tábla 60-90% -ával történik. Egyes államok az okosabb utat választják azzal, hogy használt, alacsony erőforrású paneleket adnak el a harmadik világ országainak.
Az alternatív energiát támogatók képesektiltakozni és emlékeztetni a széntüzelésű erőművekre, amelyek 47% -át foglalják el az ázsiai-csendes-óceáni térségben, de van fosszilis tüzelőanyagokból származó atomenergia is. A nap- és szélerőművek újrafeldolgozásával kapcsolatos problémák hátterében ez úgy tűnik, mint a környezetbarát magasság. És ebben a konfrontációban nincs győztes.
Útban a fogyasztóhoz
A villamosenergia -termelés nem az egyetlen elema villamosenergia -rendszer, amely nagy változásokra vár. A munka ígéretesnek tűnik az energia átvitelének és felhasználásának szintjén is. A RUTAS adatai azt mutatják, hogy ma 20–40% -kal több energiát kell előállítani, mint amennyire a fogyasztónak valóban szüksége van. Ennek oka a technikai veszteségek (akár 20%) és a modern háztartási és irodai berendezések reaktív energiafogyasztása (akár 30%).
A cég olyan technológiával rendelkezik, amely lefediaz elektromos áram áthaladásának minden szakasza: a termeléstől (nagyfeszültségű) a távvezetékeken (középfeszültség) keresztül a fogyasztókig (alacsony feszültség). A fent említett, az elektromos járművek infrastruktúrájával összefüggésben említett RUTAS 4K akár 7% -kal is csökkentheti a műszaki veszteségeket, és szinte teljesen kiküszöböli a berendezések meddő teljesítményének fogyasztását.
A megoldás csökkenti a szükséges energiamennyiségetelőállításához kevesebb üzemanyagra van szükség. Vagyis a szibériai, a távol -keleti és az uráli hőerőművek kevesebb szenet használhatnak fel a termeléshez, kevesebb CO2 -t bocsátanak ki és erőforrásokat takarítanak meg. Ugyanez vonatkozik a gáztermelésre és minden másra.
Helyénvaló analógiát vonni a házépítéssel.A villamosenergia -ipar alapja a termelés, a kábel- és felsővezetékek, a transzformátorok és az elektromos motorok. Az alap durva huzat, amelyen felül padló esztrich szükséges. Enélkül lehetetlen elhelyezni a bútorokat, készülékeket és a civilizált élethez szükséges tulajdonságokat. A RUTAS 4K technológia az esztrich, amely segít az energia hasznosításában, és 67% -kal csökkenti az áramkimaradáshoz vezető zavarok számát.
A tápellátás nélküli idő 55% -kal csökken azokban a háztartásokban, ahol a RUTAS 4K technológiát alkalmazták.
A technológia a privát megoldásokban is segít.2020-ban a Time magazin a BrainBox AI létesítményfelügyeleti rendszert 2020 100 legjobb találmánya közé választotta. A mesterséges intelligenciára épülő rendszer időjárás-jelentések, csapadék és egyéb környezeti jelenségek segítségével előrejelzi az épület hőmérsékleti viszonyait, majd beállítja a légkondicionálás vagy a fűtés teljesítményét. A tavaly bevezetett technológia több mint 3,6 millió négyzetméternyi épület hőmérsékletét szabályozza, így a CO2-kibocsátás 20-40%-kal csökkenthető. A Tesla által kifejlesztett lítium-ion Powerwall akkumulátor pedig segít elosztani a hálózat terhelését, és magánlakásokban tartalék áramforrásként használatos: az erőművek vagy a megújuló energiaforrások által termelt energiát alacsony fogyasztású időszakokban felhalmozza és felszabadítja. csúcsidőben vagy áramszünet idején.
Az építkezés megváltoztatja az energiát
Ma az energiahatékonyság mellett vankörnyezet, és a fenntartható fejlődés érdekében végzett munka elősegíti a személyzet vonzását és a befektetések megtalálását. A logika egyszerű: a sok természetes fényű épületek és szerkezetek kevesebb erőforrást költenek világítóberendezésekre, jó hőszigeteléssel a fűtésre stb. 1990 óta létezik a világon az épületek hatékonyságának környezeti értékelési módszere (BREEAM), amely szerint több mint 200 ezer épületet és szerkezetet tanúsítottak.
Oroszországban például szinte minden kereskedelemA MEGA központok nagyon jó minősítéssel teljesítették a BREEAM in USE nemzetközi minősítést. Idén az Ingka Investments (akárcsak az Ingka -csoporthoz tartozó MEGA) 49 dél -nyugat -oroszországi naperőmű részvényeinek 49% -át szerezte meg. A projektek energiakapacitása 160 MW lesz: ez elegendő ahhoz, hogy áramot biztosítson a bevásárlóközpontok egy részének és az összes oroszországi IKEA üzletnek.
A változások a lakásokra és az irodákra is vonatkoznakÉpítkezés. Például a Zaha Khadid Architects által gyártott Tower C felhőkarcoló Shenzenben, Kínában kizárólag újrahasznosított anyagok felhasználásával készül, a tornyok szerkezetében található speciális árnyékoló homlokzat pedig elősegíti a szellőzést és megakadályozza a túlmelegedést - kevesebb energia szükséges a légkondicionáláshoz.
Az új épületek Oroszországban 7-9-szer hatékonyabbak,mint a Hruscsovék. A Hruscsov energiafelhasználása négyzetméterenként 350-450 kWh évente, a leggyakoribb új épület pedig nem több, mint 90 kWh négyzetméterenként. A számítás Moszkva példáján történt. Kiderült, hogy egy régi ötszintes ház ugyanannyi áramot fogyaszt, mint egy új, 35 emeletes, azonos alapterületű ház.
Az építőanyagok gyártása is változik, sőtenergiaigényes, például acél és beton. Például a 2020 -as Time magazin másik nyertese, a Heliogen HelioHeat 100 000 tükröt mutat be a területen. Számítógép vezérli őket, és a visszavert napsugarat egy 40 méteres toronyra koncentrálják, ahol az hőmérséklet eléri az 1100 ° C-ot: elegendő az acél megolvasztásához és a cement előállításához. Megteheti fosszilis tüzelőanyagok égetése nélkül is. A Heliogen alapítója, Bill Gross elmondta, hogy a jövőbeli verziók is ezt a technológiát használják a hidrogén előállítására a zéró kibocsátású járművekhez.
Talán ilyen multifunkcionális,a zöld és intelligens tervek az ipar és a városok jövője. Nem tudhatjuk pontosan, hogyan találkoznak majd velünk a megavárosok 10 vagy 20 év múlva, de az energetikai innovációk révén könnyedén készíthetünk „jövőválasztókat”. Mindezek a csodálatos technológiák ismét megerősítik William Gibson sci -fi író mondatát: „A jövő már megérkezett. Csak még nincs egyenletesen elosztva. "
Lásd még:
Elmagyarázta, hogyan tükröződik az univerzum a fekete lyukak közelében
Tömeges mérgezés és a civilizáció halálának új változatai: hogyan változtak a majákkal kapcsolatos ismereteink
Megjelentek a hozzánk legközelebb eső galaxisok részletes fotói