Na szczęście inżynierowie kończą już prace nad wieloma technologiami, które mogą sprawić, że ludzkość zacznie żyć w o wiele lepszej komitywie z przyrodą. Nowe wynalazki zmienią i nasze prywatne życie i to, jak działa wielki przemysł i cała gospodarka. Oto top 10 najciekawszych “zielonych" technologii najbliższej przyszłości.
Nowy Atom
Energetyka jądrowa miałą przez wiele lat złą prasę i passę. Nie tylko przez katastrofy nuklearne w Czarnobylu i Fukuszimie: elektrownie atomowe były długo uważane - nie bez powodów - za inwestycje wyjątkowo drogie i trudne w utrzymaniu. A mimo tego, że nowoczesne reaktory są superbezpieczne, nadal pozostawały problemy. Na przykład związane z bezpieczeństwem samego paliwa i nuklearnych odpadów, które potencjalnie mogłyby być choćby wykorzystywane przez terrorystów do ataków “brudnymi bombami". Oczywiście nigdy do takiego ataku nie doszło, ale to w ogromnym stopniu zasługa niezwykle silnych i kosztownych zabezpieczeń, które towarzyszą każdemu etapowi produkcji energii jądrowej.
Raport: Zielone inwestycje nie hamują gospodarki. Wręcz przeciwnie - Zielona w INTERIA.PL
Już wkrótce możemy jednak doczekać się prawdziwej atomowej rewolucji. Jej powodem będą zapewne dwie technologie. Pierwsza z nich to tak zwane “małe reaktory modułowe" - prostsze, mniejsze i o wiele tańsze od klasycznych. Druga - to zupełnie nowe rodzaje paliwa, które mogą zasilać elektrownie przyszłości.
Typowy SMR ma być wielokrotnie mniejszy od konwencjonalnego reaktora. Jednostki firmy NuScale, która jest jednym z liderów branży, produkują około 60 megawatów mocy każdy. Minireaktory można stawiać pojedynczo - na przykład w celu zaopatrzenia w energię odległych od linii energetycznych fabryk czy miasteczek, najczęściej będą jednak instalowane zespołami: pakiet 6-12 SMRów ma zastąpić z powodzeniem konwencjonalną, węglową elektrownię średniej mocy.
Sama technologia nie jest zupełnie nowa, wiele projektów SMR opiera się na doświadczeniach z budową małych reaktorów zasilających lodołamacze, lotniskowce czy okręty podwodne. Dostosowanie tych reaktorów do wymogów “cywilnych" elektrowni jest jednak czasochłonne: dziś na całym świecie działają jedynie 2 SMRy, zainstalowane na pokładzie pływającej, rosyjskiej elektrowni “Akademik Łomonosow". NuScale podpisało już jednak umowy na budowę elektrowni w USA, Polsce i Rumunii, a eksperci szacują, że za 13 lat na całym świecie ma być już ponad tysiąc podobnych jednostek. Międzynarodowa Agencja Energii Atomowej szacuje, że nad SMR pracuje już około 70 firm od USA po Argentynę.
To jednak zaledwie początek rewolucji. Kolejnym etapem jest opracowanie reaktorów działających w oparciu o zupełnie nowe paliwa. Obecnie najpopularniejszym jest uran - ale reaktory jądrowe wykorzystują tylko 1% potencjalnej energii dostępnej w rudach tego pierwiastka. Istnieją jednak inne materiały, takie jak tor, które mogą zastąpić uran i umożliwić wykorzystanie potencjału energii jądrowej. Reakcje rozszczepienia toru produkują mniej odpadów, ponieważ cały wydobywany tor jest w postaci izotopowej nadającej się do zastosowania w reaktorze. Tor jest też powszechniejszy od uranu. Powodem, dla którego nie zastąpił dotąd uranu, są wyższe koszty wydobycia i produkcji. Jednak badania nabierają rozpędu, a technologia może stać się opłacalna już w najbliższej przyszłości.
Magazyny energii
To może największy problem z odnawialnymi źródłami energii takimi, jak fotowoltaika czy energetyka wiatrowa: dostarczają mnóstwo energii, gdy warunki są sprzyjające, ale nie produkują niemal nic, gdy przyroda staje na przeszkodzie. Najlepszym rozwiązaniem byłoby stworzenie magazynów, które gromadziłyby nadwyżki prądu w okresach najwyższej produktywności i uwalniały go wtedy, gdy w sieci zaczyna prądu brakować. To jednak jest dość trudne.
Baterie litowo-jonowe doskonale nadają się do krótkoterminowego przechowywania (4-5 godzin), ale są wciąż stosunkowo drogie i nie sprawdzają się dobrze tam, gdzie energię trzeba przechowywać dłużej, na przykład przez kilka dni.
Jednym z pomysłów jest wykorzystywanie magazynów opartych na stopionej soli. Nadwyżkę energii uzyskaną w ciągu dnia można wykorzystać do podgrzania dużych ilości soli, która ma zdolność pochłaniania i magazynowania znacznych ilości ciepła. Sól ta może być następnie wykorzystana do wytwarzania pary i napędzania turbiny elektrycznej nocą, dzięki czemu elektrownie fotowoltaiczne nadal dawałyby prąd nawet po zachodzie słońca. Trwają też eksperymenty z wykorzystaniem w charakterze magazynów energii starych kopalń, które po częściowym wypełnieniu wodą mogłyby pełnić z powodzeniem rolę podobną do obecnych - trudnych w budowie - elektrowni szczytowo-pompowych: przy nadmiarze energii woda przepompowywana jest wyżej, a w okresach niedoboru energii spływa w dół, napędzając turbiny.
Fotowoltaika na każdym budynku publicznym do 2025 roku. To obowiązek - Zielona w INTERIA.PL
Nadzieję dają też nowe generacje akumulatorów. Baterie oparte na sodzie są tańsze od litowo-jonowych, ale o wiele cięższe: nie nadają się obecnie np. do zasilania elektrycznych samochodów, ale mogą doskonale sprawdzać się w dużych, przemysłowych “przechowalniach prądu".
Wychwytywanie dwutlenku węgla
Wychwytywanie dwutlenku węgla, czyli proces magazynowania węgla pod ziemią, jest uważane za jedną z technologii kluczowych dla ocalenia Ziemi przed najgorszymi skutkami globalnego ocieplenia. Polega na tym, że specjalne maszyny filtrują powietrze - albo “zasysając" je z otaczającej atmosfery albo bezpośrednio przechwytując emisje z fabrycznych kominów - i wiążą znajdujący się w nim dwutlenek węgla. Jest wiele odmian tej technologii, ale najpopularniejsze dziś albo pompują następnie CO2 w głąb ziemi, gdzie procesy geologiczne przekształcają go w skały, albo wykorzystują go do produkcji biopaliw, co potencjalnie stworzyłoby zamknięty obieg dwutlenku węgla i wyeliminowałoby konieczność wydobywania paliw kopalnych.
Technologie te, mimo pokładanych w nich nadziei, nadal wiążą się z wieloma wątpliwościami. Nie technicznymi - same procesy chemiczne i technologiczne są dość dobrze poznane - ale ekonomicznymi, bo koszty usunięcia tony dwutlenku węgla sięgają setek czy tysięcy dolarów co sprawia, że na tym etapie trudno myśleć o zastosowaniu ich na globalną skalę.
Naukowcy zsekwencjonowali genom 418 odmian rzepaku - Zielona w INTERIA.PL
Trwają jednak prace nad nowymi wersjami tych technologii, które potencjalnie pozwoliłyby obniżyć koszty wychwytywania CO2 dziesiątki czy setki razy. Wykorzystanie nowych maszyn i nowych reakcji chemicznych może sprawić, że aktywne usuwanie wpompowanego przez ludzkość do atmosfery CO2 może okazać się jedną z największych i najbardziej dochodowych branż XXI wieku.
Drogi z tworzyw sztucznych
Plastikowe odpady to prawdziwa plaga. Każdego roku ludzkość produkuje ponad 400 mln ton śmieci z tworzyw sztucznych. Pomysłów na rozwiązanie tego problemu jest wiele, ale jak dotąd żaden nie dał ulgi zaśmiecanej przyrodzie.
Petrogiganci chcą być eko? Po cichu wyprzedają szkodliwy sprzęt - Zielona w INTERIA.PL
Kilka firm planuje zająć się problemem przy okazji rozwiązując inny. Plastik miałby posłużyć jako materiał budowlany, na przykład przy budowie dróg. Zamaist produkować świeży asfalt - co wiąże się z koniecznością wydobywania surowców i emisją kolejnych milionów ton CO2 - można zupełnie lub częściowo zastąpić go tworzywami sztucznymi.
Plastikowe drogi mogą być wykonane w 100 proc. z tworzyw sztucznych, bądź stanowić mieszankę konwencjonalnego asfaltu z plastikowym granulatem. Te pierwsze składają się w 100 proc. plastikowych, prefabrykowanych, modułowych elementów, które można następnie składać jak klocki lego. Jeden z takich projektów, realizowany przez firmę MacRebur, pozwolił zbudować spory fragment ścieżki rowerowej między holenderskimi miastami Zwolle i Giethoorn. Plastikowa ścieżka jest obecnie monitorowana, by sprawdzić, czy nie ma negatywnego wpływu na środowisko. Jeśli okaże się, że taka droga jest neutralna dla przyrody, budowa plastikowych dróg i ścieżek może ograniczyć towarzyszący ślad węglowy o 50 do 72 proc. między innymi dzięki temu, że plastikowe drogi są po prostu trwalsze.
Ta druga technika polega na wzbogacaniu asfaltu granulatem pochodzącym z plastikowych odpadów. Pozwala to ograniczyć koszty i zwiększyć trwałość drogi, a jednocześnie pozwala pozbyć się wyjątkowo trudnych w recyklingu plastikowych odpadów. W Walii w ramach testu technologii wybudowano drogę, która w znacznej części składa się ze... starych, zmielonych pieluch.
Fotowoltaika przyszłości
Energetyka fotowoltaiczna rozwija się błyskawicznie. Wystarcyz spojrzeć na ceny samych ogniw: według Our World in Data, cena kilowata energii fotowoltaicznej spadła od 2010 r. o 80 proc, a Międzynarodowa Agencja Energii Odnawialnej szacuje, że do 2025 r. spadnie o kolejnych 58 proc. To może być jednak dopiero początek.
Analitycy: W przyszłym roku wzrost cen prądu o 70 procent - Zielona w INTERIA.PL
Przyszłość może należeć do fotowoltaiki, której w ogóle nie widzimy. Wiele firm opracowuje technologie, któe pozwalają wbudować ogniwa fotowoltaiczne w materiały budowlane w sposób zupełnie niezauważalny: energię elektryczną produkować mają same elewacje, dachy czy okna.
Najpopularniejszymi systemami fotowoltaiki zintegrowanej z budynkiem (BIPV) są gonty fotowoltaiczne — panele słoneczne, które naśladują wygląd i funkcję konwencjonalnych materiałów dachowych, takich jak łupek, jednocześnie wytwarzając energię elektryczną. Przykłądem są dachy fotowoltaiczne Tesli, ale swoje własne rozwiązania przygotowują takżę inne firmy, takie jak RGS Energy, SunTegra i CertainTeed. Przeciętny gont słoneczny może wytrzymać dwie do trzech dekad, zapewniając jednocześnie maksymalną wydajność energetyczną. Po zainstalowaniu na dachu panele słoneczne nie emitują żadnych zanieczyszczeń. Będą jednak miały wpływ na środowisko podczas produkcji i pod koniec ich okresu użytkowania.
