Lokálne vs centralizované: namiesto alebo spoločne?
Začnime výrobou energie. Vyvíjajú sa tu dve
Jadrová energia.Podľa predpovedí ministerstva energetiky je podiel jadrovej výroby vkrajina bude rásť až do roku 2050. Jadrové elektrárne sú kompaktné, efektívne a ekologické z hľadiska výroby energie. A skutočnosť, že kilogram uránu dokáže vyprodukovať 90 000 -krát viac energie ako kilogram uhlia, hovorí za všetko.
Vzduch vzdialených a ťažko dostupných miest bude čoskorozmení podľa ministerstva energetiky malé modulárne reaktory. Z približne stovky projektov je asi desať v záverečnej fáze vývoja a pripravuje sa na získanie licencií. Namiesto uhlia, ktorého spaľovanie ovplyvňuje kvalitu ovzdušia, bude pokojný atóm: životné prostredie sa zlepší.
Globálne dokonca aj oni vidia situáciu inakatómoví vedci. MAAE predpovedá, že do roku 2050 narastie celková kapacita jadrových elektrární maximálne o 82%a celková výroba energie zo všetkých zdrojov sa zdvojnásobí. Podiel jadrových elektrární, dnes je 10,4%, sa však bude postupne znižovať, aj keď nie kriticky.
Vodná energia.Ale s rozvojom vodných elektrární nie je všetko takurčite. V Rusku sa neplánuje výstavba nových vodných elektrární, ale neplánuje sa ani demolácia existujúcich, pretože poskytujú relatívne lacnú elektrinu a umožňujú im zvládať špičkové zaťaženie. Americkí vedci tvrdia, že v dôsledku klimatických zmien bude množstvo prebiehajúcich projektov generovať menej elektriny, ako sa plánovalo, pričom ako príklad uvádzajú dve priehrady na rieke Madeira v Brazílii. A v Gruzínsku sa tento rok konali masové protesty proti novej vodnej elektrárni. Čím silnejší vplyv environmentalistov, tým menšia šanca na rozvoj vodnej energie.
Rozvoj vodných elektrární má ešte jednu prekážku -rozvoj väčšiny ekonomicky životaschopného vodného potenciálu v Severnej Amerike (asi 70%) a Európe (75%). Odborníci predpovedajú, že v Afrike, Ázii a Južnej Amerike budú postavené nové vodné elektrárne, pretože na iných kontinentoch, kdekoľvek je možné postaviť veľkú vodnú elektráreň, už stoja. A téma ekológie v rozvojových regiónoch nie je tak pozorne sledovaná.
Rozvinutý potenciál vodnej energie v Rusku je iba 20%, ale v tejto krajine sa neplánuje rozvoj priemyslu.
Energia paliva.Je to ovplyvnené rastúcou popularitou elektrických vozidiel.Stláčajú trh s ropou, čím sa ropa a plyn stanú lacnými zdrojmi elektriny a vytvárajú dodatočný dopyt po energii. Odborníci predpovedajú, že do roku 2050 cena za barel ropy klesne na 10 – 18 USD Podľa Inštitútu energetického výskumu Ruskej akadémie vied a Energetického centra Moskovskej školy manažmentu Skolkovo spotrebuje doprava do roku 2025 17 %. všetkých energií (v roku 2015 to bolo 16 %) a svoj podiel si udrží vďaka elektrifikácii železničnej a cestnej dopravy.
V Moskve je v súčasnosti 200 nabíjacích stanícelektrických vozidiel, a do roku 2023 ich bude viac ako 600. Na zvládnutie dodatočného zaťaženia systému napájania je potrebné modernizovať siete. To je možné vykonať bez zvýšenia výkonu výrobných a transformátorových rozvodní v dôsledku kompetentnej práce s existujúcim zariadením. Zavedenie technológie RUTAS 4K napríklad zvýši spoľahlivosť systémov prevádzkovaných spoločnosťami Rosseti, MOESK, DRSK, RES, EESK a inými energetickými sieťami o 67% a taktiež prinesie až 20% dodatočného užitočného výkonu minimalizáciou účinku jalového výkonu v systéme napájania. To umožní vybudovať nové elektrické nabíjacie stanice na jestvujúcich kapacitách aspoň v každej obytnej štvrti alebo dvore.
Зарядные станции во дворах — не единственный путь rozvoj. Napríklad v Taliansku izraelský startup Electreon Wireless upgradoval pridelenú šírku pásma pomocou technológie Dynamic Wireless Power Transfer. Systém je umiestnený pod asfaltom a nabíja vozidlá pomocou magnetických cievok počas jazdy.
Blíži sa aj koniec ropnej érykrajiny, ktorých blahobyt bol donedávna úplne závislý od vývozu energie. Spojené arabské emiráty napríklad investujú prijaté petrodoláre do rozvoja poľnohospodárstva, priemyslu a rekreačných zdrojov. Vďaka slobodným ekonomickým zónam sa Dubaj stal globálnym obchodným centrom: v roku 2020 tam ropa predstavovala menej ako 1% HDP a prístav Jabel Ali sa vďaka svojej priaznivej pozícii zaradil do prvej desiatky svetových lídrov, pokiaľ ide o kontajnerových terminálov.
Podiel uhoľných tepelných elektrární sa bude postupne znižovať, ale vzhľadom na nízke náklady na získanie paliva a možnosť ich využitia v ťažko dostupných oblastiach budú žiadané ešte ďalšie desaťročia.
Uhliu dôjdu peniaze.V rokoch 2015-2018 33 veľkých bánk na celom svete oznámilo obmedzenia financovania projektov a spoločností v oblasti ťažby uhlia a výroby uhlia. Medzi nimi sú Barclays, Credit Suisse, Goldman Sachs, HSBC, Morgan Stanley a ďalší. Toto nie je najlepší smer pre vaše spustenie.
Alternatívna energia. Этот вид энергетики stáva prístupnejším.Americké ministerstvo energetiky plánuje do roku 2030 znížiť náklady na slnečnú elektrinu o 60% zo 4,6 centov / kWh na 2 centy / kWh. Hlavné nádeje sú spojené so slnečnou energiou: petrotermálna (energia zemského jadra) je nerentabilná, hydrotermálna má vysokú účinnosť iba v oblastiach so sopečnou činnosťou a vietor je sprevádzaný neustálym hukotom a vibráciami. Obzvlášť v mestách sa nestane obľúbeným miestnym nástrojom „doma“.
Riešenie v mestách budúcnosti pravdepodobne budeŠalamún a bude môcť kombinovať kombináciu centralizovaného (je to ekonomicky a environmentálne výhodné) a miestneho (strechy automobilov, domov, fasády - všetko, kde je možné umiestniť solárne panely) napájania.
Rast populácie povedie k hustejšiemu rozvojua urbanizácia v budúcnosti - centrálne napájanie je vhodnejšie pre výškové budovy. Existuje pravdepodobnosť vzniku obmedzení spotreby centralizovanej energie s cieľom stimulovať ľudí, aby si časť energie vyrábali sami. Napriek energeticky úsporným technológiám ľudské potreby rastú. Krajiny s vysokými príjmami majú podľa OSN 10-krát väčšiu ekologickú stopu na obyvateľa ako krajiny s nízkymi príjmami.
Eko-stopu si môžete vypočítať pomocou špeciálnej eko-kalkulačky od OSN.
Obnoviteľné vs fosílne
Druhá úroveň súťaže je medzi tradičnou(fosílne) a alternatívnej energie. Americký úrad pre energetické informácie očakáva, že alternatívne zdroje v krajine čoskoro predbehnú fosílie. V Škótsku pokrývajú obnoviteľné zdroje 97% potrieb domácnosti. V Rusku však tradičná energia zostane surovinou najmenej ďalších 15 rokov kvôli surovinovému charakteru hospodárstva.
V EÚ na implementáciu Parížskej dohody aPlánuje sa aj udržanie nárastu globálneho priemerného teploty pod 2 ° C s cieľom znížiť emisie z energetického sektora na nulu, čo znamená prechod na obnoviteľné zdroje energie. V článku Applied Energy: Is a 100% Renewable European Power System Realizovateľný do roku 2050 autori modelovali pre každú krajinu EÚ optimálny pomer medzi rôznymi druhmi obnoviteľných zdrojov energie na základe ich klimatických charakteristík a predpovede nárastu celkovej energie spotreba do roku 2050.
Je veľmi pravdepodobné, že na plnenie povinností„klimatická polícia“ bude monitorovať zníženie emisií CO2 v rôznych krajinách vrátane miest budúcnosti. Projekt Climate TRACE je systém, ktorý na základe satelitných snímok v infračervenom spektre pomocou počítačových simulácií dokáže nájsť zdroje znečistenia na celej planéte a posúdiť ich škodlivé účinky. Už v roku 2021 sa očakáva, že environmentálne organizácie budú schopné overiť, ako vlády na celom svete plnia záväzky týkajúce sa znižovania emisií skleníkových plynov.
Главные челленджи десятилетия:naučiť sa efektívne recyklovať použité komponenty solárnych a veterných energetických zariadení a zaviesť opakované používanie kovov vzácnych zemín. Napríklad do roku 2050 bude celková hmotnosť použitých lopatiek veterných turbín 40 miliónov ton. The European Technology & Innovation Platform on Wind Energy navrhuje rezanie čepelí a ich následné rozdrvenie na omrvinky na výrobu stavebných materiálov. Nie je však ľahké ich spracovať – takmer žiadne inštalácie takejto veľkosti neexistujú a logistika, ako sa k nim dostať, je zložitá a drahá.
Priemyselnú veternú turbínu je možné postaviť za 7 až 10 dní. Jeho priemerná životnosť je 20-30 rokov a čepele sa rozkladajú stovky rokov.
Problematické sú aj solárne panely.Fotovoltaické panely obsahujú nečistoty z olova, kadmia a antimónu. Keď sú rozobraté, spadnú do pôdy a otrávia ju, dažďové vody ich vyplavia do zvodnených vrstiev. V posledných rokoch sa takýto odpad nelegálne vyvážal do chudobných krajín. Podľa OSN sa to robí so 60-90% všetkých panelov, ktoré slúžili. Niektoré štáty idú múdrejšou cestou a predávajú použité panely s nízkymi zdrojmi krajinám tretieho sveta.
Obhajcovia alternatívnej energie môžunamietať a pripomínať uhoľné elektrárne, ktoré v ázijsko-tichomorskom regióne zaberajú 47%, ale existuje aj jadrová energia z fosílnych palív. Na pozadí problémov s recykláciou solárnych a veterných zariadení to vyzerá ako vrchol šetrnosti k životnému prostrediu. A v tejto konfrontácii nie je víťaz.
Na ceste k spotrebiteľovi
Výroba elektriny nie je jediným prvkom velektrický systém, ktorý čakajú veľké zmeny. Sľubne to vyzerá aj práca na úrovni prenosu a využívania energie. Údaje RUTAS ukazujú, že dnes je potrebné vyrábať o 20–40% viac energie, ako spotrebiteľ v skutočnosti potrebuje. Môžu za to technické straty (až 20%) a spotreba jalového výkonu modernými domácimi a kancelárskymi zariadeniami (až 30%).
Spoločnosť má technológiu, ktorá pokrývavšetky fázy prechodu elektriny: od výroby (vysoké napätie) cez prenosové vedenia (stredné napätie) až po spotrebiče (nízke napätie). Vyššie uvedené v kontexte infraštruktúry pre elektrické vozidlá RUTAS 4K môže znížiť technické straty až o 7% dodanej elektriny a takmer úplne eliminovať spotrebu jalového výkonu zariadenia.
Riešenie znižuje množstvo potrebnej energiegenerovať to znamená, že je potrebných menej paliva. To znamená, že tepelné elektrárne na Sibíri, na Ďalekom východe a na Urale budú môcť využívať menej uhlia na výrobu, vypúšťať menej CO2 a šetriť zdroje. To isté platí pre výrobu plynu a akékoľvek iné.
Je vhodné nakresliť analógiu s výstavbou domu.Základom elektroenergetiky je výroba, káblové a vzdušné vedenia, transformátory a elektromotory. Základom je hrubý ťah, na ktorý je potrebný podlahový poter. Bez neho nie je možné umiestniť nábytok, spotrebiče a potrebné atribúty pre civilizovaný život. Technológia RUTAS 4K je samotný poter, ktorý pomáha využívať energiu a znižuje o 67% počet výpadkov vedúcich k výpadkom napájania.
Čas bez napájania sa skracuje o 55% pre domácnosti v mestách, kde bola použitá technológia RUTAS 4K.
Технологии помогают и в частных решениях. В 2020 году журнал Time в качестве одного из 100 лучших изобретений 2020 года выбрал систему для управления сооружениями BrainBox AI. Система на основе искусственного интеллекта использует метеосводки, информацию об осадках и других явлениях внешней среды для прогнозирования тепловых условий в здании, а затем регулирует мощность кондиционирования или отопления. Запущенная в прошлом году технология контролирует температуру на площади более 3,6 млн м2 здания, помогая сократить выбросы СО2 на 20–40%. А литий-ионный аккумулятор Powerwall, разработанный компанией Tesla, помогает распределить нагрузку на сети и используется в качестве источника резервного питания в частных домах: он накапливает выработанную электростанциями или ВИЭ энергию в периоды пониженного потребления и отдает ее в пиковые моменты или при перебоях с подачей энергии.
Konštrukcia mení energiu
Energetická účinnosť je dnes vedľaživotné prostredie a práca na trvalo udržateľnom rozvoji pomáha priťahovať zamestnancov a nachádzať investície. Logika je jasná: budovy a stavby s množstvom prirodzeného svetla vynakladajú menej zdrojov na osvetľovacie zariadenia, s dobrou tepelnou izoláciou na vykurovanie atď. Od roku 1990 existuje vo svete metóda environmentálneho hodnotenia účinnosti budov (BREEAM), podľa ktorej je certifikovaných viac ako 200 tisíc budov a štruktúr.
V Rusku napríklad takmer všetok obchodStrediská MEGA prešli certifikáciou BREEAM v USE International s veľmi dobrým hodnotením. V tomto roku Ingka Investments (podobne ako MEGA, súčasť skupiny Ingka) získala 49% akcií v ôsmich slnečných elektrárňach na juhozápade Ruska. Energetická kapacita projektov bude 160 MW: to stačí na dodávku elektriny do časti nákupných centier a všetkých obchodov IKEA v Rusku.
Zmeny sa týkajú aj bývania a kanceláriíkonštrukcia. Napríklad mrakodrap Tower C v čínskom Šen -čene od Zaha Khadid Architects bude postavený len z recyklovaných materiálov a špeciálna tieniaca fasáda v štruktúre veží bude podporovať vetranie a zabráni prehrievaniu - na klimatizáciu je potrebných menej energie.
Nové budovy v Rusku sú 7-9 krát energeticky efektívnejšie,než Chruščov. Energetická spotreba Chruščova je 350-450 kWh na meter štvorcový za rok a najbežnejšia novostavba nie je väčšia ako 90 kWh na meter štvorcový. Výpočet bol vykonaný na príklade Moskvy. Ukazuje sa, že starý päťpodlažný dom spotrebuje rovnaké množstvo elektriny ako nový 35-poschodový dom s rovnakou základnou plochou.
Mení sa dokonca aj výroba stavebných materiálovenergeticky náročné, ako je oceľ a betón. Napríklad ďalší víťaz časopisu Time v roku 2020, Heliogen HelioHeat, predstavuje 100 000 zrkadiel v teréne. Sú riadené počítačom, ktorý koncentrovaný odrazený slnečný lúč sústreďuje na 40-metrovú vežu. Teplota tam dosahuje 1 100 ° C: dosť na roztavenie ocele a výrobu cementu. Môžete sa zaobísť bez spaľovania fosílnych palív. Zakladateľ Heliogenu Bill Gross uviedol, že budúce verzie budú technológiu využívať aj na výrobu vodíka pre vozidlá s nulovými emisiami.
Možno za takým multifunkčnýmzelené a inteligentné návrhy sú budúcnosťou priemyslu a miest. Nemôžeme presne vedieť, ako sa s nami megacities stretnú o 10 alebo 20 rokov, ale prostredníctvom inovácií v energetickom sektore môžeme ľahko vytvárať „odliatky budúcnosti“. Všetky tieto úžasné technológie opäť potvrdzujú frázu spisovateľa sci -fi Williama Gibsona: „Budúcnosť už prišla. Len je to stále nerovnomerne rozložené. “
Pozri tiež:
Vysvetlil, ako sa vesmír odráža v blízkosti čiernych dier
Hromadná otrava a nové verzie smrti civilizácie: ako sa zmenili naše vedomosti o Mayoch
Objavili sa podrobné fotografie galaxií, ktoré sú nám najbližšie