Vaclav Smil: ideje genija koji mogu spasiti planet

Vaclav Smil, ideje koje mogu promijeniti svijet

Stazu su postavili ekolozi Vaclav Smile, istraživač na Sveučilištu Manitoba, u Kanadi, autor knjige "Izum i inovacija: kratka povijest reklama i neuspjeha", u kojem je, ne vjerujući onima koji obećavaju izvanredne i nedostižne izume, izrekao svoju "listu želja" da spasi svijet, držeći noge ukotvljene u stvarnost. Napisao je više od 40 knjiga i blizu 500 članaka o energiji, okolišu i tehnologiji.. Godine 2010. časopis Foreign Policy proglasio ga je jednim od 100 najboljih globalnih mislilaca, a 2014. postao je članom Kanadskog reda. Za Einaudi objavljeno Brojke ne lažu. Kratke priče za razumijevanje svijeta (2021. i 2023.) i Kako svijet stvarno funkcionira. Energija, hrana, okoliš, sirovine: odgovori znanosti (2023).

“Glavne novine, po mom mišljenju – objašnjava – odnose se na niz pitanja koja moramo hitno riješiti. Usredotočuju se na područja koja će imati najveći utjecaj na dobrobit ljudi i okoliš i gdje već postoji bogato znanje na kojem se može graditi.”

Što vam je sada stvarno potrebno?

Riješite se fosilnih goriva za prijevoz, a za to su vam potrebne super-baterije, učinkovitije za skladištenje dovoljno električne energije za prijevozno sredstvo: litij-ionske baterijeDanas se koriste za napajanje električnih automobila, mobitela, prijenosnih računala i drugih prijenosnih elektroničkih uređaja, a trenutno su vaš najbolji izbor. Najbolji tip na tržištu ima gustoću energije od 755 Wh/l, au međuvremenu kalifornijski Amprius Technologies razvija novu generaciju litijskih baterija koje mogu pohraniti 1150 Wh/l.

Zašto se litij-ionske baterije koriste sve više i više?

Uzmimo litij-ionske baterije električnih bicikala kao primjer:

LITIJ-IONSKE (Li-Ion) baterije sada su najraširenija tehnologija u svijetu električnih bicikala budući da zahvaljujući omjer snage i težine, može prijeći velike udaljenosti s jednim punjenjem, smanjenje težine klasičnih olovnih baterija za 60%.

Imaju vrlo nisko samopražnjenje i nemaju takozvani "efekt pamćenja" zbog čestog punjenja. Unutarnja kontrolna jedinica (BMS) upravlja naponom svake pojedinačne ćelije u fazi pražnjenja i punjenja, kako se ne bi oštetio cijeli baterijski paket.

Natezanje konopa između energija

Pa ipak, usprkos poboljšanjima, gustoća energije baterija ostaje znatno ispod one tekućih goriva koja još uvijek dominiraju u prijevozu: benzin doseže 9600 Wh/l, mlazni kerozin 10.300 Wh/l, dizel i 10.700 Wh/l. Stoga, trebalo bi biti moguće premostiti jaz između gustoće energije baterija i fosilnih goriva.

Tijekom proteklih 50 godina maksimalna gustoća energije baterija u uporabi povećala se za pet puta. Ako ovu stopu zadržimo sljedećih 50 godina, doći ćemo do 3750 Wh/l. Rezultat koji bi omogućio teški prijevoz cestom i morem s električnim vozilima, ali koji ipak ne bi bio dovoljan za pogon Boeinga 787 na električni pogon.

Moć mahunarki

Što se tiče poljoprivrede, ako želite da bude održiva, izazov nije ništa manji. To je aktivnost s vrlo velikim utjecajem zbog potrošnje vode, korištenja zemljišta i ispuštanja zagađujućih dušičnih gnojiva. Ključna inovacija, prema Smilu, bila bi mogućnost razvoja biljaka koje ne trebaju kemijska gnojiva (u 2020. poljoprivredno zemljište je dobilo 113 milijuna tona, 40% više nego 2000.): to su biljke sposobne apsorbirati nitrate prirodno kao mahunarke do, koji iskorištavaju simbiotske mikroorganizme vezane za korijenje. Ključ bi bio izolacija gena leguminoza koji omogućuju fiksaciju dušika i njihov prijenos na biljke žitarica i povrća.

produktivna fotosinteza

Također nam je potrebna produktivnija fotosinteza - biljke su stvarno neučinkovite u pretvaranju sunčeve energije u biomasu. Samo polovica sunčevog zračenja koje dopre do biljke može se iskoristiti u samoj fotosintezi., postotak koji pada na 44% nakon oduzimanja svjetlosti koju reflektira lišće. Korak po korak, na kraju se procjenjuje da se samo 4,5% sunčeve energije pretvara u ugljikohidrate.

Stoga bi čak i relativno mali napredak napravio veliku razliku u prinosima usjeva i, posljedično, u globalnoj dostupnosti hrane za adekvatno prehranjivanje stanovništva koje bi moglo doseći 10.000 milijardi do 2050. Stoga bi istraživanje trebalo raditi na poboljšati proces sinteze biomase, na primjer, identificiranjem gena koji čine korijenje učinkovitijim u skupljanju vode i hranjivih tvari, a zatim ih ugrađuju u DNK svih biljaka koje se smatraju zanimljivima. Također bi bilo potrebno odabrati biljke s većim prinosima i bržim rastom.

Iluzija Vaclava Smila i samočisteći fotonaponski sustavi

Obnovljiva tema, na dohvat ruke svima. Smil razmišlja o samočistećim fotonaponskim sustavima, koji se može nanijeti kao boja na zidove i kao staklo na prozorima zgrada. Fotonaponski sustavi, koji solarnu energiju pretvaraju u električnu, mogu se postaviti na svakom sunčanom mjestu. Najnaprednije verzije održavaju svoje performanse najmanje 20 godina.

Idealno bi stoga bilo pokriti gradove ovim sustavima, dzbrinuti fotonaponske premaze primijeniti u bilo kojoj urbanoj površini, uvesti električnu energiju proizvedenu u lokalnim mrežama. Naravno, igra se igra ako su te obloge također samočisteće, tako da ostaju funkcionalne tijekom vremena.

Sve smo bliže snu Vaclava Smila: solarni prozori koji generiraju električnu energiju već su na tržištu. Simboličan primjer je tvrtka Pilkington koja proizvodi samočisteće prozore čiji fotokatalitički premazi u reakciji sa sunčevom svjetlošću razbijaju i otapaju prljavštinu. Sljedeći korak bit će učiniti te materijale pristupačnima i prilagodljivima, na dohvat ruke svima.

Počeci fotonaponskog stakla…

La povijest fotonaponskog stakla započelo je prije tri godine, kada je istraživački tim s Odjela za znanost o materijalima Sveučilište Milano-Bicocca uspio je u pothvatu koji bi se mnogima mogao učiniti kao znanstvena fantastika. Tim je najavio dolazak fotonaponskog stakla, sposobnog za proizvode elektricitet kroz svjetlost .

Ova vrsta solarnog sustava može se neprimjetno integrirati u arhitekturu velikih zgrada i šire. Razlika u odnosu na obično staklo je u dodatku optički aktivni materijali , nanosfere koje apsorbiraju svjetlost i ponovno je emitiraju kao energiju. Ploče su umetnute u a troslojno dvostruko staklo te jamče termo-akustičnu izolaciju i zaštitu fotonaponskog uređaja od okolnog okoliša.

Koje su prednosti fotonaponskih prozora?

Prozori sa staklom PV integriran nude nekoliko prednosti, zapravo su strukture prilično stabilan, bez negativnog utjecaja na otpornost. Osim toga, ne smanjuju pretjerano prirodno zračenje doma, jer jamče do 80% transparentnosti. Naprotiv, oni osiguravaju prilično visoku izvedbu, napravljeni su s Ekološki materijali, imaju nisku cijenu i omogućuju veću uštedu energije u vašem domu.

Koji su nedostaci fotonaponskog stakla?

Kao i svaki proizvod, fotonaponsko staklo također ima svoje nedostatke. Potonje se može vidjeti u smislu efikasnost , zapravo tradicionalni fotonaponski sustav može biti usmjeren i nagnut prema sunčevom zračenju. Međutim, fotonaponski prozori uvijek stajati uspravno a ova pozicija smanjuje proizvodnju energije u odnosu na klasični panelni sustav.

prava zelena plastika

Također nam treba istinski "zelena" plastika. Svjetska proizvodnja plastike je blizu 400 milijuna tona godišnje, od čega gotovo sva završi na odlagalištima. Samo se manji dio reciklira a za to bi, primjećuje Smil, bilo potrebno proizvesti istinski biorazgradivu plastiku u industrijskim razmjerima i jeftinim procesima, na primjer, izrađenu od otpadnih materijala ili proizvedenu pomoću mikroorganizama.

planetarna groznica

Protiv planetarne groznice - dodaje znanstvenik - nije isključeno da ćemo jednog dana morati posegnuti za "divovskim suncobranom", koji se primjenjuje u svemiru i može preusmjeriti između 1 i 2 posto sunčeve svjetlosti. Ta bi barijera morala biti parkirana oko 1,5 milijuna kilometara dalje, na točki između Sunca i Zemlje gdje se njihove gravitacijske sile međusobno poništavaju kako bi struktura ostala u stabilnom položaju. Trenutačno je to kontroverzna i skupa perspektiva i Smil to vidi kao "šalu" ako se emisije CO2 ne smanje dovoljno.

Ali to nije sve za Vaclava Smila...

Hitne i moguće inovacije ovdje ne završavaju, zaključuje Smil. Njegova je knjiga namijenjena kao umirujući prikaz toga kako tehnologija i kreativnost mogu biti odlučujući u rješavanju velike drame trenutka: klimatskih promjena.