Local vs centralizat: în loc de sau împreună?
Să începem cu generarea de energie. Două se dezvoltă aici
Energie nucleară.Conform previziunilor Ministerului Energiei, ponderea producției nucleare înțara va crește până în 2050. Centralele nucleare sunt compacte, eficiente și ecologice în ceea ce privește producția de energie. Iar faptul că un kilogram de uraniu poate produce de 90.000 de ori mai multă energie decât un kilogram de cărbune vorbește de la sine.
Aerul orașelor îndepărtate și greu accesibile va fi în curândva schimba reactoarele modulare mici, potrivit Ministerului Energiei. Din aproximativ o sută de proiecte, aproximativ zece sunt în stadiul final de dezvoltare și se pregătesc să primească licențe. În loc de cărbune, a cărui combustie afectează calitatea aerului, va exista un atom pașnic: mediul se va îmbunătăți.
La nivel global, chiar ei înșiși văd situația diferitoamenii de știință atomici. AIEA prezice că până în 2050 capacitatea totală a centralelor nucleare va crește cu maxim 82%, iar producția totală de energie din toate sursele se va dubla. Așadar, ponderea centralelor nucleare, astăzi este de 10,4%, va scădea treptat, deși nu în mod critic.
Hidroenergia.Dar odată cu dezvoltarea hidrocentralelor, totul nu este așacategoric. Nu există planuri de a construi noi hidrocentrale în Rusia, dar nici nu există planuri de demolare a celor existente, deoarece acestea oferă energie electrică relativ ieftină și le permit să facă față sarcinilor de vârf. Oamenii de știință americani spun că, din cauza schimbărilor climatice, o serie de proiecte în derulare vor genera mai puțină energie electrică decât era planificat, citând ca exemplu două baraje de pe râul Madeira din Brazilia. Și în Georgia anul acesta au avut loc proteste în masă împotriva unei noi hidrocentrale. Cu cât influența ecologiștilor este mai puternică, cu atât există mai puține șanse pentru dezvoltarea hidroenergiei.
Există încă un obstacol în calea dezvoltării centralelor hidroelectrice -dezvoltarea majorității potențialului hidro viabil din punct de vedere economic din America de Nord (aproximativ 70%) și Europa (75%). Experții prezic că vor fi construite noi centrale hidroelectrice în Africa, Asia și America de Sud, deoarece pe alte continente, oriunde se poate construi o mare centrală hidroelectrică, acestea sunt deja în picioare. Și subiectul ecologiei în regiunile în curs de dezvoltare nu este urmărit atât de atent.
Potențialul dezvoltat al energiei hidroenergetice în Rusia este de doar 20%, dar nu există planuri pentru dezvoltarea industriei în țară.
Energia combustibilului.Este influențată de popularitatea în creștere a vehiculelor electrice.Ei strâng piața petrolului, ceea ce va face din petrol și gaze surse ieftine de energie electrică și va crea o cerere suplimentară de energie. Experții prevăd că, până în 2050, prețul pe baril de petrol va scădea la 10-18 USD. Potrivit Institutului de Cercetare Energetică al Academiei Ruse de Științe și Centrului Energetic al Școlii de Management din Moscova Skolkovo, până în 2025 transportul va consuma 17% din toată energia (în 2015 era de 16%) și își va păstra ponderea datorită electrificării transportului feroviar și rutier.
Există acum 200 de stații de încărcare la Moscova pentruvehicule electrice, iar până în 2023 vor fi mai mult de 600. Pentru a face față sarcinii suplimentare a sistemului de alimentare cu energie electrică, este necesară modernizarea rețelelor. Acest lucru se poate face fără a crește generarea de energie și stațiile de transformare, datorită lucrărilor competente cu echipamentele existente. De exemplu, introducerea tehnologiei RUTAS 4K va crește fiabilitatea sistemelor operate de Rosseti, MOESK, DRSK, RES, EESK și alte companii de rețele electrice cu 67%, precum și va adăuga până la 20% putere utilă suplimentară prin minimizarea impactului de putere reactivă pe sistemul de alimentare cu energie electrică. Acest lucru va face posibilă construirea de noi stații de încărcare electrică la capacitățile existente cel puțin în fiecare zonă rezidențială sau curte.
Stațiile de încărcare a curții nu sunt singura caledezvoltare. De exemplu, în Italia, start-ul israelian Electreon Wireless a actualizat lățimea de bandă alocată cu tehnologia Dynamic Wireless Power Transfer. Sistemul este situat sub asfalt și încarcă vehiculele folosind bobine magnetice în timpul conducerii.
Sfârșitul iminent al erei petrolului este, de asemenea, recunoscut înțări a căror bunăstare până de curând depindea complet de exporturile de energie. De exemplu, EAU investește petrodolarii primiți în dezvoltarea resurselor agricole, industriale și recreative. Datorită zonelor economice libere, Dubai a devenit un centru de afaceri global: în 2020, petrolul a reprezentat mai puțin de 1% din PIB acolo, iar portul Jabel Ali, datorită poziției sale favorabile, a intrat în primii zece lideri mondiali în ceea ce privește terminale de containere.
Ponderea centralelor termice pe cărbune va scădea treptat, dar datorită costului redus al obținerii combustibilului și a posibilității de utilizare a acestora în zone greu accesibile, acestea vor fi solicitate în deceniile următoare.
Cărbunele va rămâne fără bani.În perioada 2015-2018, 33 de bănci mari din întreaga lume au anunțat restricții privind finanțarea proiectelor și a companiilor din domeniul exploatării și producției de cărbune. Printre aceștia se numără Barclays, Credit Suisse, Goldman Sachs, HSBC, Morgan Stanley și alții. Aceasta nu este cea mai bună direcție pentru pornire.
Energie alternativa.Acest tip de energie devine mai accesibil.Departamentul Energiei din SUA intenționează să reducă costul energiei solare cu 60% până în 2030: de la 4,6 cenți / kWh la 2 cenți / kWh. Principalele speranțe sunt legate de energia solară: petrotermica (energia nucleului Pământului) este neprofitabilă, hidrotermala are o eficiență ridicată numai în zonele cu activitate vulcanică, iar vântul este însoțit de zumzet și vibrații constante. Nu va deveni un instrument popular „acasă”, mai ales în orașe.
Soluția în orașele viitorului va fi probabilSolomon și va putea combina o combinație de sursă de alimentare centralizată (este benefică din punct de vedere economic și ecologic) și locală (acoperișurile mașinilor, caselor, fațadelor - tot ceea ce poate fi plasat panourile solare).
Creșterea populației va duce la o dezvoltare mai densăși urbanizare în viitor - sursa de alimentare centrală este mai potrivită pentru clădirile înalte. Există o probabilitate de apariție a limitelor consumului de energie centralizată pentru a stimula oamenii să genereze ei înșiși o parte din energie. În ciuda tehnologiilor de economisire a energiei, nevoile umane sunt în creștere. Potrivit ONU, țările cu venituri mari au o amprentă ecologică pe cap de locuitor de 10 ori mai mare decât țările cu venituri mici.
Puteți calcula eco-trace folosind un eco-calculator special de la ONU.
Regenerabile vs fosile
Al doilea nivel al competiției este între tradițional(fosilă) și energie alternativă. Administrația SUA pentru informații energetice se așteaptă ca surse alternative din țară să depășească în curând fosilele. În Scoția, sursele regenerabile de energie acoperă 97% din nevoile gospodăriei. Dar în Rusia, energia tradițională va rămâne cea mai importantă timp de cel puțin încă 15 ani, din cauza naturii materiei prime a economiei.
În UE pentru punerea în aplicare a Acordului de la Paris șiMenținerea creșterii medii globale a temperaturii sub 2 ° C este, de asemenea, planificată pentru a reduce emisiile din sectorul energetic la zero, ceea ce înseamnă o tranziție către surse regenerabile de energie. În articolul Energie aplicată: este un sistem energetic european 100% regenerabil, realizabil până în 2050, autorii au modelat pentru fiecare țară UE raportul optim între diferitele tipuri de surse de energie regenerabile, pe baza caracteristicilor climatice și a prognozei pentru o creștere a energiei totale consum până în 2050.
Este foarte probabil ca pentru îndeplinirea obligațiilorreducerea emisiilor de CO2 de către diferite țări, inclusiv în orașele viitorului, va fi monitorizată de „poliția climatică”. Proiectul Climate TRACE este un sistem care, bazat pe imagini de satelit din spectrul infraroșu, utilizând simulări pe computer, poate găsi surse de poluare în jurul planetei și poate evalua efectele lor dăunătoare. Încă din 2021, se preconizează că organizațiile de mediu vor putea verifica modul în care guvernele din întreaga lume își respectă angajamentele de reducere a emisiilor de gaze cu efect de seră.
Principalele provocări ale deceniului:să învețe să recicleze eficient componentele uzate ale instalațiilor de energie solară și eoliană și să stabilească utilizarea repetată a metalelor pământurilor rare. De exemplu, până în 2050, greutatea totală a palelor turbinelor eoliene folosite va fi de 40 de milioane de tone. The European Technology & Platforma de inovare pentru energia eoliană propune tăierea palelor și apoi zdrobirea lor în firimituri pentru producția de materiale de construcție. Dar nu este ușor să le procesezi - aproape nu există instalații de această dimensiune, iar logistica pentru a ajunge la ele este complexă și costisitoare.
O turbină eoliană industrială poate fi construită în 7-10 zile. Durata sa medie de viață este de 20-30 de ani, iar lamele se descompun timp de sute de ani.
Panourile solare sunt, de asemenea, problematice.Panourile fotovoltaice conțin impurități de plumb, cadmiu și antimoniu. Când sunt demontate, cad în sol și îl otrăvesc, sunt spălate de ploi în acvifere. În ultimii ani, astfel de deșeuri au fost exportate ilegal în țările sărace. Potrivit ONU, acest lucru se face cu 60-90% din toate panourile care au servit. Unele state iau calea mai inteligentă prin vânzarea de panouri uzate cu resurse reduse către țări din lumea a treia.
Avocații energiei alternative potsă obiecteze și să reamintească despre centralele electrice pe cărbune, care ocupă 47% în regiunea Asia-Pacific, dar există și energie nucleară din combustibili fosili. Pe fondul problemelor legate de procesarea instalațiilor solare și eoliene, se pare că este înălțimea caracterului ecologic. Și nu există niciun câștigător în această confruntare.
În drum spre consumator
Producția de energie electrică nu este singurul element dinsistemul de energie electrică, care așteaptă schimbări mari. Munca pare, de asemenea, promițătoare la nivelul de transmitere și utilizare a energiei. Datele RUTAS arată că astăzi este necesar să se genereze cu 20-40% mai multă energie decât consumatorul are de fapt nevoie. Acest lucru se datorează pierderilor tehnice (până la 20%) și consumului de energie reactivă al echipamentelor moderne de uz casnic și de birou (până la 30%).
Compania are tehnologie care acoperătoate etapele de trecere a energiei electrice: de la generare (tensiune înaltă) prin linii de transmisie (tensiune medie) până la consumatori (tensiune scăzută). Menționat mai sus în contextul infrastructurii pentru vehicule electrice, RUTAS 4K poate reduce pierderile tehnice cu până la 7% din energia electrică furnizată și poate elimina aproape complet consumul de energie reactivă de către echipamente.
Soluția reduce cantitatea de energie necesarăpentru a genera, înseamnă că este nevoie de mai puțin combustibil. Adică, centralele termice din Siberia, Orientul Îndepărtat și Urali vor putea folosi mai puțin cărbune pentru generare, vor emite mai puțin CO2 și vor economisi resurse. Același lucru funcționează și pentru generarea de gaze și oricare altul.
Este potrivit să facem o analogie cu construirea unei case.Fundația industriei energiei electrice este generarea, cablurile și liniile aeriene, transformatoarele și motoarele electrice. Fundația este un tiraj dur, pe deasupra căruia este necesară o șapă. Fără aceasta, este imposibil să plasați mobilier, electrocasnice și atributele necesare unei vieți civilizate. Tehnologia RUTAS 4K este șapa care ajută la valorificarea energiei, reducând cu 67% numărul de întreruperi care duc la întreruperi de curent.
Timpul fără alimentare este redus cu 55% pentru gospodăriile din orașele în care a fost aplicată tehnologia RUTAS 4K.
Tehnologia ajută și în soluțiile private.În 2020, revista Time a selectat sistemul de management al instalațiilor BrainBox AI drept una dintre cele mai bune 100 de invenții din 2020. Sistemul bazat pe inteligența artificială utilizează rapoarte meteorologice, precipitații și alte fenomene de mediu pentru a prezice condițiile termice dintr-o clădire și apoi ajustează puterea aerului condiționat sau a încălzirii. Lansată anul trecut, tehnologia monitorizează temperatura a peste 3,6 milioane de metri pătrați de clădire, contribuind la reducerea emisiilor de CO2 cu 20-40%. Iar bateria litiu-ion Powerwall, dezvoltată de Tesla, ajută la distribuirea sarcinii în rețea și este folosită ca sursă de alimentare de rezervă în casele particulare: acumulează energia generată de centralele electrice sau sursele regenerabile de energie în perioadele de consum redus și o eliberează. în orele de vârf sau în timpul întreruperilor de curent.
Construcția schimbă energia
Astăzi, eficiența energetică vine lângămediul înconjurător și munca către dezvoltarea durabilă ajută la atragerea de personal și la găsirea de investiții. Logica este simplă: clădirile și structurile cu multă lumină naturală cheltuiesc mai puține resurse pe dispozitivele de iluminat, cu o izolație termică bună la încălzire și așa mai departe. Din 1990, a existat o metodă de evaluare de mediu a eficienței clădirilor (BREEAM) în lume, conform căreia au fost certificate peste 200 de mii de clădiri și structuri.
În Rusia, de exemplu, aproape tot comerțulCentrele MEGA au trecut BREEAM în certificarea internațională USE cu un rating foarte bun. Anul acesta, Ingka Investments (precum MEGA, parte a grupului Ingka) a achiziționat 49% din acțiuni la opt centrale solare din sud-vestul Rusiei. Capacitatea energetică a proiectelor va fi de 160 MW: acest lucru este suficient pentru a furniza energie electrică unei părți din centrele comerciale și tuturor magazinelor IKEA din Rusia.
Modificările se aplică și locuințelor și birourilorconstructie. De exemplu, zgârie-noriul Tower C din Shenzhen (China) de Zaha Khadid Architects va fi construit folosind numai materiale reciclate, iar o fațadă specială de umbrire în structura turnurilor va promova ventilația și va preveni supraîncălzirea - este necesară mai puțină energie pentru aerul condiționat.
Clădirile noi din Rusia sunt de 7-9 ori mai eficiente din punct de vedere energetic,decât Hrușciov. Consumul de energie al Hrușciov este de 350-450 kWh pe metru pătrat pe an, iar cea mai comună clădire nouă nu depășește 90 kWh pe metru pătrat. Calculul s-a făcut pe exemplul Moscovei. Se pare că o casă veche cu cinci etaje folosește aceeași cantitate de energie electrică ca o casă nouă cu 35 de etaje, cu aceeași suprafață de bază.
Chiar și producția de materiale de construcție se schimbăconsumatoare de energie, cum ar fi oțelul și betonul. De exemplu, un alt câștigător al revistei Time în 2020, Heliogen HelioHeat, prezintă 100.000 de oglinzi în domeniu. Acestea sunt controlate de un computer, concentrând raza de soare reflectată pe un turn de 40 de metri. Temperatura ajunge la 1.100 ° C: suficientă pentru a topi oțelul și a face ciment. Puteți face fără a arde combustibili fosili. Fondatorul Heliogen, Bill Gross, a declarat că versiunile viitoare vor folosi și tehnologia pentru a crea hidrogen pentru vehiculele cu emisii zero.
Poate în spatele unor astfel de multifuncționale,design-urile verzi și inteligente reprezintă viitorul industriei și al orașelor. Nu putem ști exact cum ne vor întâlni megalopotele peste 10 sau 20 de ani, dar prin inovații în sectorul energetic putem face cu ușurință „distribuții ale viitorului”. Toate aceste tehnologii uimitoare confirmă din nou fraza scriitorului de science fiction William Gibson: „Viitorul a sosit deja. Doar că încă nu este distribuit în mod egal ".
Vezi și:
A explicat cum se reflectă universul lângă găurile negre
Otravire în masă și noi versiuni ale morții civilizației: modul în care s-au schimbat cunoștințele noastre despre Maya
Au apărut fotografii detaliate ale galaxiilor cele mai apropiate de noi