Lokalt vs sentralisert: i stedet for eller sammen?
La oss starte med energiproduksjon. To utvikler seg her
Kjernekraft.I følge prognoser fra Energidepartementet er andelen av kjernefysisk generasjon ilandet vil vokse til 2050. Kjernekraftverk er kompakte, effektive og miljøvennlige når det gjelder energiproduksjon. Og det faktum at et kilo uran kan produsere 90.000 ganger mer energi enn et kilo kull, taler for seg selv.
Luften av avsidesliggende og vanskelig tilgjengelige byer vil snartvil bytte små modulreaktorer, ifølge energidepartementet. Av rundt hundre prosjekter er rundt ti i sluttfasen av utviklingen og forbereder seg på å motta lisenser. I stedet for kull, hvis forbrenning påvirker luftkvaliteten, vil det være et fredelig atom: miljøet vil bli bedre.
Globalt ser selv de situasjonen annerledesatomforskere. IAEA spår at innen 2050 vil den totale kapasiteten til kjernekraftverk vokse med maksimalt 82%, og den totale energiproduksjonen fra alle kilder vil dobles. Så andelen av atomkraftverk, i dag er den 10,4%, vil gradvis reduseres, om enn ikke kritisk.
Vannkraft.Men med utbyggingen av vannkraftverk er ikke alt slikhelt sikkert. Det er ingen planer om å bygge nye vannkraftverk i Russland, men det er heller ingen planer om å rive eksisterende, fordi de gir relativt billig strøm og lar dem takle toppbelastninger. Amerikanske forskere sier at på grunn av klimaendringer vil en rekke pågående prosjekter generere mindre strøm enn planlagt, og nevner som eksempel to demninger ved Madeira-elven i Brasil. Og i Georgia var det i år masseprotester mot et nytt vannkraftverk. Jo sterkere innflytelse miljøvernere har, jo mindre sjanse er det for utbygging av vannkraft.
Det er enda en hindring for utviklingen av vannkraftverk -utvikling av det meste av det økonomisk levedyktige hydropotensialet i Nord-Amerika (ca. 70%) og Europa (75%). Eksperter spår at nye vannkraftverk vil bli bygget i Afrika, Asia og Sør-Amerika, siden de på andre kontinenter, hvor som helst et stort vannkraftverk kan bygges, allerede står. Og temaet økologi i utviklingsregioner følges ikke så nøye.
Det utviklede potensialet for vannkraft i Russland er bare 20%, men det er ingen planer for utvikling av industrien i landet.
Drivstoffenergi.Det er påvirket av den økende populariteten til elektriske kjøretøy.De klemmer oljemarkedet, som vil gjøre olje og gass til billige strømkilder, og skape ytterligere etterspørsel etter energi. Eksperter spår at innen 2050 vil prisen per fat olje falle til 10–18 dollar. Ifølge Institutt for energiforskning ved det russiske vitenskapsakademiet og energisenteret ved Moscow School of Management Skolkovo, vil transport forbruke 17 % innen 2025. av all energi (i 2015 var den 16 %) og vil beholde sin andel på grunn av elektrifiseringen av jernbane- og veitransport.
Det er nå 200 ladestasjoner i Moskva forelektriske biler, og innen 2023 vil de være mer enn 600. For å takle den ekstra belastningen på strømforsyningssystemet, er det nødvendig å modernisere nettverkene. Dette kan gjøres uten å øke kraftproduksjonen og transformatorstasjonene på grunn av kompetent arbeid med eksisterende utstyr. Innføringen av RUTAS 4K-teknologi vil for eksempel øke påliteligheten til systemer som drives av Rosseti, MOESK, DRSK, RES, EESK og andre strømnettbedrifter med 67%, samt legge til opptil 20% ekstra nyttig kraft ved å minimere effekten av reaktiv kraft på strømforsyningssystemet. Dette vil gjøre det mulig å bygge nye elektriske ladestasjoner med eksisterende kapasitet i hvert fall i hvert boligområde eller gårdsplass.
Yard ladestasjoner er ikke den eneste måtenutvikling. For eksempel oppgraderte den israelske oppstarten Electreon Wireless i Italia den tildelte båndbredden med Dynamic Wireless Power Transfer-teknologi. Systemet er plassert under asfalten og lader kjøretøyer som bruker magnetiske spoler mens du kjører.
Den forestående slutten av oljetiden er også anerkjent iland hvis velvære inntil nylig var helt avhengig av energieksport. For eksempel i UAE er de mottatte petrodollars investert i utvikling av jordbruk, industri og fritidsressurser. Takket være de frie økonomiske sonene har Dubai blitt et globalt forretningssenter: i 2020 utgjorde olje mindre enn 1% av BNP der, og havnen i Jabel Ali, takket være sin gunstige posisjon, gikk inn i topp ti verdensledere når det gjelder av containerterminaler.
Andelen kullfyrte termiske kraftverk vil gradvis reduseres, men på grunn av lave kostnader for å skaffe drivstoff og muligheten for å bruke dem i vanskelig tilgjengelige områder, vil de være etterspurt i flere tiår framover.
Kull vil gå tom for penger.I løpet av 2015-2018 kunngjorde 33 store banker over hele verden begrensninger for finansiering av prosjekter og selskaper innen kullgruvedrift og kullproduksjon. Blant dem er Barclays, Credit Suisse, Goldman Sachs, HSBC, Morgan Stanley og andre. Dette er ikke den beste retningen for oppstart.
Alternativ energi.Denne typen energi blir mer tilgjengelig.USAs energidepartement planlegger å redusere kostnadene for solenergi med 60% innen 2030: fra 4,6 cent / kWh til 2 cent / kWh. Hovedhåpene er knyttet til solenergi: petrotermi (energien til jordens kjerne) er ulønnsom, hydrotermisk har høy effektivitet bare i områder med vulkansk aktivitet, og vind ledsages av konstant brummen og vibrasjoner. Det vil ikke bli et populært lokalt "hjemme" -instrument, spesielt i byer.
Løsningen i fremtidens byer vil sannsynligvis væreSolomon og vil kunne kombinere en kombinasjon av sentralisert (det er økonomisk og miljømessig gunstig) og lokal (tak på biler, hus, fasader - alt hvor solcellepaneler kan plasseres) strømforsyning.
Befolkningsvekst vil føre til tettere utviklingog urbanisering i fremtiden - sentral strømforsyning er bedre egnet for høyhus. Det er en sannsynlighet for at det kommer grenser for forbruket av sentralisert energi for å stimulere folk til å generere en del av energien selv. Til tross for energisparende teknologier vokser menneskelige behov. I følge FN har høyinntektsland et økofotavtrykk per innbygger 10 ganger høyere enn land med lav inntekt.
Du kan beregne miljøsporet ved hjelp av en spesiell økokalkulator fra FN.
Fornybar vs fossil
Det andre konkurransenivået er mellom tradisjonell(fossil) og alternativ energi. Den amerikanske energiinformasjonsadministrasjonen forventer at alternative kilder i landet snart vil innhente fossiler. I Skottland dekker fornybar energi 97% av husholdningens behov. Men i Russland vil tradisjonell energi forbli den viktigste i minst 15 år til på grunn av råvarens natur.
I EU for gjennomføring av Parisavtalen ogÅ holde den globale gjennomsnittlige temperaturstigningen under 2 ° C er også planlagt for å redusere utslippene fra energisektoren til null, noe som betyr en overgang til fornybare energikilder. I artikkelen Applied Energy: Is a 100% Renewable European Power System Feasible innen 2050 modellerte forfatterne for hvert EU-land det optimale forholdet mellom forskjellige typer fornybare energikilder, basert på deres klimatiske egenskaper og prognosen for en økning i total energi forbruk innen 2050.
Det er veldig sannsynlig at for oppfyllelse av forpliktelserfor å redusere CO2-utslipp fra forskjellige land, inkludert i fremtidens byer, vil bli overvåket av "klimapolitiet". Climate TRACE-prosjektet er et system som, basert på satellittbilder i det infrarøde spektrumet, ved hjelp av datasimuleringer, kan finne forurensningskilder rundt planeten og vurdere skadelige effekter. Allerede i 2021 forventes miljøorganisasjoner å kunne verifisere hvordan regjeringer overalt i verden overholder forpliktelsene om å redusere klimagassutslipp.
De viktigste utfordringene i tiåret:lære å effektivt resirkulere brukte komponenter i sol- og vindenergiinstallasjoner og etablere gjentatt bruk av sjeldne jordmetaller. For eksempel, innen 2050 vil totalvekten av brukte vindturbinblader være 40 millioner tonn. Den europeiske teknologien & Innovasjonsplattform for vindenergi foreslår å kutte bladene og deretter knuse dem til smuler for produksjon av byggematerialer. Men det er ikke lett å behandle dem - det er nesten ingen installasjoner av denne størrelsen, og logistikken for å komme til dem er kompleks og kostbar.
En industriell vindturbin kan bygges på 7-10 dager. Den gjennomsnittlige levetiden er 20-30 år, og bladene brytes ned i hundrevis av år.
Solcellepaneler er også problematiske.Fotovoltaiske paneler inneholder urenheter av bly, kadmium og antimon. Når de demonteres, faller de i jorden og forgifter den, skylles ut av regn i akvifererne. De siste årene har slikt avfall blitt eksportert ulovlig til fattige land. I følge FN gjøres dette med 60-90% av alle paneler som har tjent. Noen stater tar den mer listige veien ved å selge brukte paneler med lav ressurs til tredjelandsland.
Alternativ energiforkjemper kanå innvende og minne om kullkraftverk, som okkuperer 47% i Asia-Stillehavsregionen, men det er også atomkraft fra fossilt brensel. På bakgrunn av problemer med resirkulering av sol- og vindinstallasjoner ser det ut som høyden på miljøvennligheten. Og det er ingen vinner i denne konfrontasjonen.
På vei til forbrukeren
Elektrisitetsproduksjon er ikke det eneste elementet idet elektriske systemet, som venter på store endringer. Arbeidet ser også lovende ut på overføring og bruk av energi. RUTAS-data viser at det i dag er nødvendig å generere 20–40% mer energi enn forbrukeren faktisk trenger. Dette skyldes tekniske tap (opptil 20%) og reaktivt strømforbruk av moderne husholdnings- og kontorutstyr (opptil 30%).
Selskapet har teknologi som dekkeralle stadier av passering av elektrisitet: fra generering (høyspenning) gjennom overføringslinjer (middels spenning) til forbrukere (lavspenning). Nevnt ovenfor i sammenheng med infrastrukturen for elektriske kjøretøyer RUTAS 4K kan redusere tekniske tap med opptil 7% av den tilførte strømmen og nesten fullstendig eliminere forbruket av reaktiv effekt av utstyret.
Løsningen reduserer mengden energi som trengsfor å generere betyr det mindre drivstoff. Det vil si at termiske kraftverk i Sibir, Fjerne Østen og Ural vil kunne bruke mindre kull for produksjon, slippe ut mindre CO2 og spare ressurser. Det samme fungerer for gassgenerering og andre.
Det er hensiktsmessig å tegne en analogi med å bygge et hus.Grunnlaget for elkraftindustrien er generasjon, kabel- og luftledninger, transformatorer og elektriske motorer. Fundamentet er et grovt trekk, på toppen av hvilket gulvbelegg kreves. Uten det er det umulig å plassere møbler, apparater og de nødvendige egenskapene for et sivilisert liv. RUTAS 4K-teknologi er selve avrettingsmassen som hjelper til med å utnytte energi, reduserer antall forstyrrelser som fører til strømbrudd med 67%.
Tiden uten strømforsyning reduseres med 55% for husholdninger i byer der RUTAS 4K-teknologi er brukt.
Teknologi hjelper også i private løsninger.I 2020 valgte magasinet Time BrainBox AI facility management-systemet som en av de 100 beste oppfinnelsene i 2020. Det kunstig intelligensbaserte systemet bruker værmeldinger, nedbør og andre miljøfenomener for å forutsi termiske forhold i en bygning, og justerer deretter kraften til klimaanlegg eller oppvarming. Teknologien ble lansert i fjor og overvåker temperaturen på mer enn 3,6 millioner kvadratmeter bygning, og bidrar til å redusere CO2-utslippene med 20-40 %. Og lithium-ion Powerwall-batteriet, utviklet av Tesla, hjelper til med å fordele belastningen på nettverket og brukes som en reservestrømkilde i private hjem: det akkumulerer energi generert av kraftverk eller fornybare energikilder i perioder med lavt forbruk og frigjør den. i rushtiden eller under strømbrudd.
Konstruksjon endrer energi
I dag kommer energieffektivitet ved siden avmiljø og arbeid mot bærekraftig utvikling bidrar til å tiltrekke seg personell og finne investeringer. Logikken er grei: bygninger og strukturer med mye naturlig lys bruker mindre ressurser på belysningsenheter, med god varmeisolasjon på oppvarming, og så videre. Siden 1990 har det vært en metode for miljøvurdering av bygningsytelse (BREEAM) i verden, ifølge hvilken mer enn 200 tusen bygninger og strukturer er sertifisert.
I Russland, for eksempel, handler nesten all handelMEGA-sentre har bestått BREEAM i USE International-sertifisering med en veldig god vurdering. I år kjøpte Ingka Investments (som MEGA, en del av Ingka-konsernet) 49% av aksjene i åtte solkraftverk sørvest i Russland. Prosjektenes energikapasitet vil være 160 MW: dette er nok til å gi strøm til en del av kjøpesentre og alle IKEA-butikker i Russland.
Endringer gjelder også bolig og kontorkonstruksjon. For eksempel vil Tower C-skyskraperen i Shenzhen, Kina av Zaha Khadid Architects bli bygget med bare resirkulerte materialer, og en spesiell skyggefasade i tårnens struktur vil fremme ventilasjon og forhindre overoppheting - mindre energi er nødvendig for klimaanlegg.
Nye bygninger i Russland er 7-9 ganger mer energieffektive,enn Khrusjtsjovene. Khrusjtsjovs energiforbruk er 350-450 kWh per kvadratmeter per år, og den vanligste nybygningen er ikke mer enn 90 kWh per kvadratmeter. Beregningen ble gjort på eksemplet fra Moskva. Det viser seg at et gammelt hus med fem etasjer bruker samme mengde strøm som et nytt 35-etasjes hus med samme basisareal.
Produksjonen av byggematerialer endres også jevntenergikrevende som stål og betong. For eksempel presenterer en annen Time magazine-vinner i 2020, Heliogen HelioHeat, 100.000 speil i felten. De styres av en datamaskin som konsentrerer den reflekterte solstrålen på et 40 meter tårn. Temperaturen der når 1100 ° C: nok til å smelte stål og lage sement. Du kan klare deg uten å forbrenne fossilt brensel. Heliogen-grunnlegger Bill Gross sa at fremtidige versjoner også vil bruke teknologien til å lage hydrogen for nullutslippsbiler.
Kanskje bak slike multifunksjonelle,grønne og smarte design er fremtiden for industrien og byene. Vi kan ikke vite nøyaktig hvordan megabyene vil møte oss om 10 eller 20 år, men gjennom innovasjoner i energisektoren kan vi enkelt lage "fremtidens kast". Alle disse fantastiske teknologiene bekrefter nok en gang setningen til science fiction-forfatteren William Gibson: “Fremtiden har allerede kommet. Det er bare det at det ikke er jevnt fordelt ennå. "
Se også:
Forklarte hvordan universet reflekteres i nærheten av sorte hull
Masseforgiftning og nye versjoner av sivilisasjonens død: hvordan kunnskapen vår om mayaene endret seg
Detaljerte bilder av galakser nærmest oss dukket opp