Vaclav Smil: ideje genija koji može spasiti planetu

Vaclav Smil, ideje koje mogu promijeniti svijet

Put je iscrtao ekolog Vaclav Smile, istraživač na Univerzitetu Manitoba, u Kanadi, autor knjige "Invencija i inovacija: kratka istorija hipa i neuspjeha", u kojoj je, ne vjerujući onima koji obećavaju izvanredne i nedostižne izume, rekao svoju "listu želja" da spasi svijet, držeći noge usidrenim za stvarnost. Napisao je više od 40 knjiga i blizu 500 članaka o energiji, okolišu i tehnologiji.. Godine 2010. proglašen je jednim od 100 najboljih globalnih mislilaca od strane časopisa Foreign Policy, a 2014. postao je član Reda Kanade. Za Einaudi objavljeno Brojevi ne lažu. Kratke priče za razumijevanje svijeta (2021. i 2023.) i Kako svijet zaista funkcionira. Energija, hrana, životna sredina, sirovine: odgovori nauke (2023).

“Glavne novine, po mom mišljenju – objašnjava on – odnose se na niz pitanja kojima se hitno moramo pozabaviti. Oni se fokusiraju na područja koja će imati najveći uticaj na dobrobit ljudi i životnu sredinu i gdje već postoji bogato znanje na kojem se može graditi.”

Šta vam je trenutno potrebno?

Riješite se fosilnih goriva za transport i za to su vam potrebne super-baterije, efikasnije za skladištenje dovoljno električne energije za transportno sredstvo: litijum jonske baterijeDanas se koriste za napajanje električnih automobila, mobilnih telefona, laptopa i drugih prijenosnih elektroničkih uređaja, trenutno su vaš najbolji izbor. Najbolji tip na tržištu ima gustinu energije od 755 Wh/l, au međuvremenu kalifornijski Amprius Technologies razvija novu generaciju litijumskih baterija sposobne da pohrane 1150 Wh/l.

Zašto se litijum-jonske baterije sve više koriste?

Uzmimo litijum-jonske baterije električnih bicikala kao primjer:

LITIJEM ION (Li-Ion) baterije su danas najrasprostranjenija tehnologija u svijetu električnih bicikala jer zahvaljujući njihovoj omjer snage i težine, može putovati na velike udaljenosti s jednim punjenjem, smanjujući za 60% težinu klasičnih olovnih baterija.

Imaju vrlo nisko samopražnjenje i nemaju takozvani "memorijski efekat" zbog čestog punjenja. Unutrašnja kontrolna jedinica (BMS) upravlja naponom svake pojedinačne ćelije u fazi pražnjenja i punjenja, kako ne bi oštetila kompletnu bateriju.

Povlačenje konopa između energija

Pa ipak, uprkos poboljšanjima, gustoća energije baterija ostaje daleko ispod one tečnih goriva koja i dalje dominiraju transportom: benzin dostiže 9600 Wh/l, mlazni kerozin 10.300 Wh/l, dizel i 10.700 Wh/l. stoga, trebalo bi biti moguće premostiti jaz između gustine energije baterija i fosilnih goriva.

U proteklih 50 godina, maksimalna gustoća energije baterija u upotrebi povećala se pet puta. Ako zadržimo ovu stopu u narednih 50 godina, dostići ćemo 3750 Wh/l. Rezultat koji bi olakšao teški transport cestom i morem električnim vozilima i koji bi, međutim, i dalje bio nedovoljan za pogon Boeinga 787 na električni pogon.

Moć mahunarki

Što se tiče poljoprivrede, ako želite da bude održiva, izazov nije ništa manji. To je djelatnost s vrlo velikim utjecajem zbog potrošnje vode, korištenja zemljišta i ispuštanja zagađujućih dušičnih gnojiva. Ključna inovacija, prema Smilu, bila bi mogućnost razvoja biljaka kojima nisu potrebna hemijska đubriva (2020. poljoprivredno zemljište dobilo je 113 miliona tona, 40% više nego 2000.): to su biljke sposobne da prirodno apsorbuju nitrate kao mahunarke do, koji koriste prednosti simbiotskih mikroorganizama vezanih za korijenje. Ključ bi bio izolaciju gena mahunarki koji omogućavaju fiksaciju dušika i njihovo prenošenje na biljke žitarica i povrća.

produktivna fotosinteza

Također nam je potrebna produktivnija fotosinteza - biljke su zaista neefikasne u pretvaranju sunčeve energije u biomasu. Samo polovina sunčevog zračenja koje stigne do biljke može se iskoristiti u samoj fotosintezi., postotak koji pada na 44% nakon oduzimanja svjetlosti koju odbijaju listovi. Korak po korak, na kraju se procjenjuje da se samo 4,5% sunčeve energije pretvara u ugljikohidrate.

Stoga bi čak i relativno malo poboljšanje napravilo veliku razliku u prinosima usjeva i, posljedično, u globalnoj dostupnosti hrane za adekvatnu prehranu stanovništva koje bi moglo dostići 10.000 milijardi do 2050. Stoga bi istraživanje trebalo raditi na poboljšati proces sinteze biomase, na primjer, identificiranjem gena koji korijenje čine efikasnijim u prikupljanju vode i hranjivih tvari, a zatim ih ugrađuju u DNK svih biljaka koje se smatraju interesantnim. Također bi bilo potrebno odabrati biljke sa većim prinosima i bržim rastom.

Iluzija Vaclava Smila i samočisteći fotonaponski sistemi

Obnovljiva tema, svima dostupna. Smil razmišlja o samočistećim fotonaponskim sistemima, koja se može nanositi kao boja na zidove i kao staklo na prozorima zgrada. Fotonaponski sistemi, koji pretvaraju solarnu energiju u električnu, mogu se instalirati na bilo kojoj sunčanoj lokaciji. Najnaprednije verzije održavaju svoje performanse najmanje 20 godina.

Idealno bi stoga bilo da se gradovi prekriju ovim sistemima, dodložiti fotonaponske premaze primijeniti na bilo kojoj urbanoj površini, uvesti električnu energiju proizvedenu u lokalne mreže. Naravno, igra je igrica ako su ove obloge i samočisteće, tako da ostaju funkcionalne tokom vremena.

Sve smo bliže snu Vaclava Smila: solarni prozori koji proizvode električnu energiju već su na tržištu. Simboličan primjer je kompanija Pilkington, koja proizvodi samočisteće prozore čiji fotokatalitički premazi reagiraju na sunčevu svjetlost kako bi razbili i rastvorili prljavštinu. Sljedeći korak će biti da ovi materijali budu pristupačni i prilagodljivi, na dohvat svima.

Počeci fotonaponskog stakla…

La istorija fotonaponskog stakla započeo je prije tri godine, kada je istraživački tim sa Odsjeka za nauku o materijalima pri Univerzitet u Milanu-Bicocca uspio je u poduhvatu koji bi mnogima mogao izgledati kao naučna fantastika. Tim je najavio dolazak fotonaponskog stakla, sposobnog za proizvode električnu energiju putem svjetlosti .

Ovaj tip solarnog sistema može se neprimjetno integrirati u arhitekturu velikih zgrada i šire. Razlika sa običnim staklom leži u dodavanju optički aktivni materijali , nanosfere koje apsorbuju svetlost i ponovo je emituju kao energiju. Ploče se ubacuju u a troslojno dvostruko staklo i garantuju termoakustičku izolaciju i zaštitu fotonaponskog uređaja od okolnog okruženja.

Koje su prednosti fotonaponskih prozora?

Windows sa staklom PV integrisan nude nekoliko prednosti, u stvari, to su strukture prilično stabilan, bez ikakvog negativnog uticaja na otpor. Osim toga, ne smanjuju pretjerano prirodno zračenje doma, jer garantuju do 80% transparentnosti. Naprotiv, osiguravaju prilično visoke performanse, od kojih su napravljene Ekološki materijali, imaju nisku cijenu i omogućavaju veće uštede energije u vašem domu.

Koji su nedostaci fotonaponskog stakla?

Kao i svaki proizvod, fotonaponsko staklo također ima svoje nedostatke. Ovo poslednje se može posmatrati u smislu efikasnost , u stvari, tradicionalni fotonaponski sistem može biti orijentisan i nagnut prema sunčevom zračenju. Međutim, fotonaponski prozori uvek stoji uspravno a ova pozicija smanjuje proizvodnju energije u poređenju sa klasičnim panel sistemom.

prave zelene plastike

Potrebna nam je i zaista "zelena" plastika. Svjetska proizvodnja plastike je blizu 400 miliona tona godišnje, od čega gotovo sve završi na deponijama. Samo manji dio se reciklira a za to bi, primjećuje Smil, bilo potrebno proizvesti istinski biorazgradivu plastiku u industrijskom obimu i uz niske cijene procesa, na primjer, napravljenu od otpadnih materijala ili proizvedenu od strane mikroorganizama.

planetarna groznica

Protiv planetarne groznice - dodaje naučnik - nije isključeno da ćemo jednog dana morati da pribegnemo "džinovskom suncobranu", postavljenom u svemiru i sposobnom da preusmeri između 1 i 2% sunčeve svetlosti. Ova barijera bi morala biti parkirana oko 1,5 miliona kilometara dalje, na tački između Sunca i Zemlje gdje se njihove gravitacijske sile međusobno poništavaju da bi struktura ostala u stabilnom položaju. U ovom trenutku, ovo je kontroverzna i skupa perspektiva i Smil to vidi kao "šalu" ako se emisija CO2 ne smanji dovoljno.

Ali to nije sve za Vaclava Smila...

Hitne i moguće inovacije ovdje ne završavaju, zaključuje Smil. Njegova knjiga treba da bude smirujući prikaz kako tehnologija i kreativnost mogu biti odlučujući u rješavanju velike drame trenutka: klimatskih promjena.