Lokaal vs gecentraliseerd: in plaats van of samen?
Laten we beginnen met het opwekken van energie. Er ontwikkelen zich hier twee
Kernenergie.Volgens prognoses van het ministerie van Energie is het aandeel van de nucleaire opwekking inhet land zal groeien tot 2050. Kerncentrales zijn compact, efficiënt en milieuvriendelijk in termen van energie-output. En het feit dat een kilogram uranium 90.000 keer meer energie kan produceren dan een kilogram steenkool spreekt voor zich.
De sfeer van afgelegen en moeilijk bereikbare steden zal binnenkort veranderenzal volgens het ministerie van Energie kleine modulaire reactoren veranderen. Van de ongeveer honderd projecten bevinden zich er ongeveer tien in de laatste ontwikkelingsfase en bereiden ze zich voor op het verkrijgen van licenties. In plaats van steenkool, waarvan de verbranding de luchtkwaliteit beïnvloedt, zal er een vredig atoom zijn: het milieu zal verbeteren.
Wereldwijd zien zelfs zij de situatie andersatoom wetenschappers. De IAEA voorspelt dat in 2050 de totale capaciteit van kerncentrales met maximaal 82% zal groeien en de totale opwekking van energie uit alle bronnen zal verdubbelen. Het aandeel kerncentrales, vandaag 10,4%, zal dus geleidelijk afnemen, zij het niet kritisch.
Waterkracht.Maar met de ontwikkeling van waterkrachtcentrales is niet alles zozeker. Er zijn geen plannen om nieuwe waterkrachtcentrales in Rusland te bouwen, maar er zijn ook geen plannen om de bestaande te slopen, omdat deze relatief goedkope elektriciteit leveren en piekbelastingen kunnen opvangen. Amerikaanse wetenschappers zeggen dat als gevolg van de klimaatverandering een aantal lopende projecten minder elektriciteit zullen opwekken dan gepland, waarbij ze als voorbeeld twee dammen in de Madeira-rivier in Brazilië noemen. En in Georgië waren er dit jaar massale protesten tegen een nieuwe waterkrachtcentrale. Hoe sterker de invloed van milieuactivisten, hoe kleiner de kans is op de ontwikkeling van waterkracht.
Er is nog een obstakel voor de ontwikkeling van waterkrachtcentrales:de ontwikkeling van het grootste deel van het economisch levensvatbare waterkrachtpotentieel in Noord-Amerika (ongeveer 70%) en Europa (75%). Experts voorspellen dat er nieuwe waterkrachtcentrales zullen worden gebouwd in Afrika, Azië en Zuid-Amerika, want op andere continenten, waar een grote waterkrachtcentrale kan worden gebouwd, staan ze al. En het onderwerp ecologie in ontwikkelingsregio's wordt niet zo nauw gevolgd.
Het ontwikkelde potentieel van waterkracht in Rusland is slechts 20%, maar er zijn geen plannen voor de ontwikkeling van de industrie in het land.
Brandstof energie.Het wordt beïnvloed door de groeiende populariteit van elektrische voertuigen.Ze drukken de oliemarkt onder druk, waardoor olie en gas goedkope elektriciteitsbronnen zullen worden, en er zal extra vraag naar energie ontstaan. Deskundigen voorspellen dat de prijs per vat olie in 2050 zal dalen tot 10 tot 18 dollar. Volgens het Instituut voor Energieonderzoek van de Russische Academie van Wetenschappen en het Energiecentrum van de Moskouse School voor Management Skolkovo zal de transportsector in 2025 17% verbruiken. van alle energie (in 2015 was dit 16%) en zal zijn aandeel behouden dankzij de elektrificatie van het spoor- en wegvervoer.
Er zijn nu 200 oplaadpunten in Moskou voorelektrische voertuigen, en in 2023 zullen dat er meer dan 600 zijn. Om de extra belasting van het stroomvoorzieningssysteem op te vangen, is het noodzakelijk om de netwerken te moderniseren. Dit kan worden gedaan zonder het vermogen van opwekkings- en transformatorstations te vergroten, dankzij vakkundig werken met bestaande apparatuur. De introductie van RUTAS 4K-technologie zal bijvoorbeeld de betrouwbaarheid van systemen die worden beheerd door Rosseti, MOESK, DRSK, RES, EESK en andere elektriciteitsnetbedrijven met 67% verhogen, en tot 20% extra nuttig vermogen toevoegen door de impact te minimaliseren van blindvermogen op het voedingssysteem. Dit maakt het mogelijk om in ieder geval in elke woonwijk of hof nieuwe elektrische laadpalen te bouwen met de bestaande capaciteiten.
Oplaadstations in de tuin zijn niet de enige manierontwikkeling. In Italië bijvoorbeeld heeft de Israëlische startup Electreon Wireless de toegewezen bandbreedte opgewaardeerd met Dynamic Wireless Power Transfer-technologie. Het systeem bevindt zich onder het asfalt en laadt voertuigen tijdens het rijden op met behulp van magnetische spoelen.
Het naderende einde van het olietijdperk wordt ook erkend inlanden waarvan het welzijn tot voor kort volledig afhankelijk was van de export van energie. Zo investeert de VAE de ontvangen petrodollars in de ontwikkeling van landbouw, industrie en recreatie. Dankzij vrije economische zones is Dubai uitgegroeid tot een mondiaal zakencentrum: in 2020 was olie daar nog goed voor minder dan 1% van het BBP, en de haven van Jabel Ali kwam dankzij zijn gunstige ligging in de top tien van wereldleiders op het gebied van containerterminals.
Het aandeel van kolengestookte thermische centrales zal geleidelijk afnemen, maar vanwege de lage kosten voor het verkrijgen van brandstof en de mogelijkheid om ze in moeilijk bereikbare gebieden te gebruiken, zullen ze de komende decennia in trek zijn.
Steenkool zal zonder geld komen te zitten.In de periode 2015-2018 hebben 33 grote banken over de hele wereld beperkingen aangekondigd voor de financiering van projecten en bedrijven op het gebied van kolenwinning en kolenopwekking. Onder hen zijn Barclays, Credit Suisse, Goldman Sachs, HSBC, Morgan Stanley en anderen. Dit is niet de beste richting voor uw startup.
Alternatieve energie.Dit soort energie toegankelijker wordt.Het Amerikaanse ministerie van Energie is van plan de kosten van zonne-elektriciteit tegen 2030 met 60% te verlagen: van 4,6 cent / kWh naar 2 cent / kWh. De belangrijkste verwachtingen zijn verbonden met zonne-energie: petrothermie (de energie van de kern van de aarde) is onrendabel, hydrothermisch heeft alleen een hoog rendement in gebieden met vulkanische activiteit, en wind gaat gepaard met constant gezoem en trillingen. Het zal geen populair lokaal 'thuis'-instrument worden, vooral niet in steden.
De oplossing in de steden van de toekomst is waarschijnlijk:Solomon en zal een combinatie van centrale (het is economisch en milieuvriendelijk) en lokale (daken van auto's, huizen, gevels - alles waar zonnepanelen op geplaatst kunnen worden) stroomvoorziening kunnen combineren.
Bevolkingsgroei zal leiden tot dichtere ontwikkelingen verstedelijking in de toekomst - centrale stroomvoorziening is beter geschikt voor hoogbouw. De kans bestaat dat er grenzen komen aan het verbruik van centrale energie om mensen te stimuleren een deel van de energie zelf op te wekken. Ondanks energiebesparende technologieën nemen de menselijke behoeften toe. Volgens de VN hebben hoge-inkomenslanden een ecologische voetafdruk per hoofd van de bevolking die 10 keer hoger is dan die in lage-inkomenslanden.
U kunt uw eco-trace berekenen met een speciale eco-calculator van de VN.
Hernieuwbaar versus fossiel
Het tweede niveau van concurrentie is tussen traditionele(fossiele) en alternatieve energie. De Amerikaanse Energy Information Administration verwacht dat alternatieve bronnen in het land binnenkort fossielen zullen inhalen. In Schotland dekken hernieuwbare energiebronnen 97% van de huishoudelijke behoeften. Maar in Rusland zal traditionele energie nog minstens 15 jaar de belangrijkste blijven vanwege de grondstofaard van de economie.
In de EU voor de uitvoering van de Overeenkomst van Parijs enDoor de wereldwijde gemiddelde temperatuurstijging onder de 2°C te houden, is ook gepland om de uitstoot van de energiesector tot nul terug te brengen, wat een overgang naar hernieuwbare energiebronnen betekent. In het artikel Applied Energy: Is a 100% Renewable European Power System Feasible by 2050, hebben de auteurs voor elk EU-land de optimale verhouding tussen verschillende soorten hernieuwbare energiebronnen gemodelleerd, op basis van hun klimatologische kenmerken en de voorspelling voor een toename van de totale energie verbruik in 2050.
Het is zeer waarschijnlijk dat voor de nakoming van verplichtingenom de CO2-uitstoot door verschillende landen, ook in de steden van de toekomst, te verminderen, zal worden gecontroleerd door de "klimaatpolitie". Het Climate TRACE-project is een systeem dat op basis van satellietbeelden in het infraroodspectrum, met behulp van computersimulaties, bronnen van vervuiling over de hele planeet kan vinden en de schadelijke effecten ervan kan beoordelen. Naar verwachting zullen milieuorganisaties al in 2021 kunnen nagaan hoe regeringen over de hele wereld de toezeggingen om de uitstoot van broeikasgassen te verminderen, nakomen.
De belangrijkste uitdagingen van het decennium:leren hoe u gebruikte componenten van zonne- en windenergie-installaties effectief kunt recyclen en het herhaalde gebruik van zeldzame aardmetalen kunt vaststellen. In 2050 zal het totale gewicht van gebruikte windturbinebladen bijvoorbeeld 40 miljoen ton bedragen. De Europese Technologie & Innovatieplatform Windenergie stelt voor om de wieken af te snijden en vervolgens tot kruimels te vermalen voor de productie van bouwmaterialen. Maar het is niet eenvoudig om ze te verwerken - er zijn bijna geen installaties van deze omvang en de logistiek om ze te bereiken is complex en duur.
Een industriële windturbine kan in 7-10 dagen worden gebouwd. De gemiddelde levensduur is 20-30 jaar en de bladen ontbinden honderden jaren.
Zonnepanelen zijn ook problematisch.Fotovoltaïsche panelen bevatten onzuiverheden van lood, cadmium en antimoon. Wanneer ze worden ontmanteld, vallen ze in de grond en vergiftigen het, en worden door de regen weggespoeld in de watervoerende lagen. De afgelopen jaren is dergelijk afval illegaal geëxporteerd naar arme landen. Volgens de VN gebeurt dit met 60-90% van alle panels die hebben gediend. Sommige staten nemen de slimmere weg door gebruikte panelen met weinig middelen te verkopen aan derdewereldlanden.
Voorstanders van alternatieve energie kunnenom bezwaar te maken en te herinneren aan kolencentrales, die 47% in de regio Azië-Pacific bezetten, maar er is ook kernenergie uit fossiele brandstoffen. Tegen de achtergrond van problemen met de verwerking van zonne- en windinstallaties lijkt het het toppunt van milieuvriendelijkheid. En er is geen winnaar in deze confrontatie.
Op weg naar de consument
Elektriciteitsproductie is niet het enige element inenergiesysteem, dat wacht op grote veranderingen. Ook op het vlak van transmissie en gebruik van energie ziet het werk er veelbelovend uit. Uit RUTAS-gegevens blijkt dat het tegenwoordig nodig is om 20-40% meer energie op te wekken dan de consument daadwerkelijk nodig heeft. Dit komt door technische verliezen (tot 20%) en blindvermogenverbruik door moderne huishoudelijke en kantoorapparatuur (tot 30%).
Het bedrijf heeft technologie die dekt:alle stadia van de doorgang van elektriciteit: van opwekking (hoogspanning) via transmissielijnen (middenspanning) tot verbruikers (laagspanning). Zoals hierboven vermeld in het kader van de infrastructuur voor elektrische voertuigen RUTAS 4K kan technische verliezen tot 7% van de geleverde elektriciteit verminderen en het verbruik van blindvermogen door apparatuur bijna volledig elimineren.
De oplossing vermindert de benodigde hoeveelheid energiete genereren, betekent dit dat er minder brandstof nodig is. Dat wil zeggen, thermische centrales in Siberië, het Verre Oosten en de Oeral zullen minder steenkool kunnen gebruiken voor de opwekking, minder CO2 uitstoten en hulpbronnen kunnen besparen. Hetzelfde werkt voor gasopwekking en andere.
Het is passend om een analogie te trekken met het bouwen van een huis.De basis van de elektriciteitsindustrie zijn opwekkings-, kabel- en bovenleidingen, transformatoren en elektromotoren. De fundering is een ruwe trek, waarop een dekvloer is vereist. Zonder dat kun je geen meubels, apparaten en de noodzakelijke attributen voor een beschaafd leven plaatsen. RUTAS 4K-technologie is de dekvloer die helpt om energie te benutten en het aantal storingen dat leidt tot stroomuitval met 67% te verminderen.
De tijd zonder stroomvoorziening wordt met 55% verminderd voor huishoudens in steden waar RUTAS 4K-technologie is toegepast.
Technologie helpt ook bij particuliere oplossingen.In 2020 selecteerde Time magazine het BrainBox AI facility management systeem als een van de 100 beste uitvindingen van 2020. Het op kunstmatige intelligentie gebaseerde systeem maakt gebruik van weerberichten, neerslag en andere omgevingsfenomenen om de thermische omstandigheden in een gebouw te voorspellen en past vervolgens het vermogen van de airconditioning of verwarming aan. De vorig jaar gelanceerde technologie bewaakt de temperatuur van ruim 3,6 miljoen vierkante meter gebouw, waardoor de CO2-uitstoot met 20-40% wordt verminderd. En de door Tesla ontwikkelde lithium-ion Powerwall-batterij helpt de belasting van het netwerk te verdelen en wordt gebruikt als back-upstroombron in particuliere woningen: hij accumuleert energie die wordt opgewekt door elektriciteitscentrales of hernieuwbare energiebronnen tijdens perioden van laag verbruik en geeft deze weer vrij. tijdens piekuren of tijdens stroomuitval.
Bouw verandert energie
Tegenwoordig komt energie-efficiëntie naast:milieu en werken aan duurzame ontwikkeling helpt bij het aantrekken van personeel en het vinden van investeringen. De logica is eenvoudig: gebouwen en constructies met veel natuurlijk licht besteden minder middelen aan verlichtingsapparatuur, met een goede thermische isolatie - aan verwarming, enzovoort. Sinds 1990 is er een methode voor milieubeoordeling van de prestaties van gebouwen (BREEAM) in de wereld, volgens welke meer dan 200 duizend gebouwen en constructies zijn gecertificeerd.
In Rusland bijvoorbeeld, bijna alle handelMEGA-centra zijn geslaagd voor BREEAM in USE International-certificering met een Very Good-beoordeling. Dit jaar verwierf Ingka Investments (net als MEGA, onderdeel van de Ingka Group) 49% van de aandelen in acht zonne-energiecentrales in het zuidwesten van Rusland. De energiecapaciteit van de projecten zal 160 MW bedragen: dit is genoeg om een deel van winkelcentra en alle IKEA-winkels in Rusland van elektriciteit te voorzien.
Wijzigingen gelden ook voor huisvesting en kantoorbouw. Zo zal de wolkenkrabber Tower C in Shenzhen (China) door Zaha Khadid Architects worden gebouwd met alleen gerecyclede materialen, en een speciale zonwerende gevel in de structuur van de torens zal ventilatie bevorderen en oververhitting voorkomen - er is minder energie nodig voor airconditioning.
Nieuwe gebouwen in Rusland zijn 7-9 keer energiezuiniger,dan de Chroesjtsjovs. Het energieverbruik van Chroesjtsjov is 350-450 kWh per vierkante meter per jaar, en de meest voorkomende nieuwbouw is niet meer dan 90 kWh per vierkante meter. De berekening is gedaan naar het voorbeeld van Moskou. Het blijkt dat een oud huis van vijf verdiepingen evenveel stroom verbruikt als een nieuw huis van 35 verdiepingen met dezelfde basisoppervlakte.
Ook de productie van bouwmaterialen verandert, zelfsenergie-intensief zoals staal en beton. Zo presenteert een andere Time Magazine-winnaar in 2020, Heliogen HelioHeat, 100.000 spiegels in het veld. Ze worden aangestuurd door een computer, die de gereflecteerde zonnestraal concentreert op een toren van 40 m. De temperatuur bereikt daar 1.100 ° C: genoeg om staal te smelten en cement te maken. U kunt het doen zonder fossiele brandstoffen te verbranden. Heliogen-oprichter Bill Gross zei dat toekomstige versies de technologie ook zullen gebruiken om waterstof te maken voor emissievrije voertuigen.
Misschien achter zulke multifunctionele,groene en slimme ontwerpen zijn de toekomst van industrie en steden. We kunnen niet precies weten hoe de megasteden ons over 10 of 20 jaar zullen ontmoeten, maar door innovaties in de energiesector kunnen we gemakkelijk 'afgietsels van de toekomst' maken. Al deze verbazingwekkende technologieën bevestigen nogmaals de uitspraak van sciencefictionschrijver William Gibson: “De toekomst is al aangebroken. Alleen is het nog niet gelijk verdeeld."
Zie ook:
Uitgelegd hoe het heelal wordt weerkaatst in de buurt van zwarte gaten
Massavergiftiging en nieuwe versies van de dood van de beschaving: hoe onze kennis over de Maya's veranderde
Gedetailleerde foto's van sterrenstelsels die het dichtst bij ons zijn verschenen