אני משאיר לכם את רשימת החידושים של ואצלב סמיל שנמצאים בהישג יד (או כמעט), ושיכולים לעזור להציל את הפלנטה.
המאבק בשינויי האקלים, משבר האנרגיה, הצורך הגובר במזון כדי להאכיל אוכלוסיית עולם גדלה... בקיצור, המאבק להצלת כדור הארץ והאנושות לא מצריך מהפכות בלתי אפשריות והמצאות מדע בדיוני. בכל מקרה, אתם צריכים תריסר חידושים, שכבר היום נמצאים בהישג ידנו. או אם הם עדיין לא, הם כמעט יהיו.
ואצלב סמיל, רעיונות שיכולים לשנות את העולם
השביל הונח על ידי איש הסביבה ווקלאב סמיל, חוקר באוניברסיטת מניטובה, בקנדה, מחבר הספר "המצאה וחדשנות: היסטוריה קצרה של הייפ וכישלון", שבו, תוך חוסר אמון באלו שמבטיחים המצאות יוצאות דופן ובלתי ניתנות להשגה, הוא אמר את "רשימת המשאלות" שלו כדי להציל את העולם, תוך שמירה על עיגון רגליו במציאות. הוא כתב יותר מ-40 ספרים וקרוב ל-500 מאמרים בנושאי אנרגיה, סביבה וטכנולוגיה.. בשנת 2010 הוא נבחר לאחד מ-100 ההוגים העולמיים המובילים על ידי מגזין Foreign Policy ובשנת 2014 הוא הפך לחבר במסדר קנדה. עבור איינאודי פורסם המספרים לא משקרים. סיפורים קצרים כדי להבין את העולם (2021 ו-2023) ו איך העולם באמת עובד. אנרגיה, מזון, סביבה, חומרי גלם: תשובות מהמדע (2023).
"החידושים העיקריים, לדעתי - הוא מסביר - מתייחסים לשורה של נושאים שעלינו לטפל בהם בדחיפות. הם מתמקדים ב אזורים שיהיו בעלי ההשפעה הגדולה ביותר על רווחת האדם והסביבה ושם כבר יש שפע של ידע לבנות עליו".
מה אתה באמת צריך עכשיו?
היפטר מדלקים מאובנים לתחבורה ולשם כך אתה צריך סוללות-על, יעילות יותר לאגור מספיק חשמל לאמצעי התחבורה: בטריות ליתיוםהמשמשים היום להפעלת מכוניות חשמליות, טלפונים סלולריים, מחשבים ניידים ומכשירים אלקטרוניים ניידים אחרים, הם כרגע הבחירה הטובה ביותר שלך. לסוג הטוב ביותר בשוק יש צפיפות אנרגיה של 755 וואט/ליטר, ובינתיים, אמפריוס טכנולוגיות מקליפורניה מפתחת דור חדש של סוללות ליתיום המסוגלות לאחסן 1150 וואט/ליטר.
מדוע משתמשים יותר ויותר בסוללות ליתיום יון?
בואו ניקח את סוללות הליתיום יון של אופניים חשמליים כדוגמה:
סוללות LITHIUM ION (Li-Ion) הן כיום הטכנולוגיה הנפוצה ביותר בעולם האופניים החשמליים מאז, הודות להן יחס כוח למשקל, יכול לנסוע מרחקים ארוכים בטעינה אחת, הפחתה ב-60% ממשקל סוללות העופרת הקלאסיות.
יש להם פריקה עצמית נמוכה מאוד ואין להם את מה שנקרא "אפקט הזיכרון" עקב טעינה תכופה. יחידת הבקרה הפנימית (BMS) מנהלת את המתח של כל תא בנפרד גם בשלבי הפריקה וגם בשלבי הטעינה, כדי לא לפגוע בכל ערכת הסוללות.
משיכה בין אנרגיות
ועדיין, למרות השיפורים, צפיפות האנרגיה של הסוללות נשארת הרבה מתחת לזו של הדלקים הנוזלים שעדיין שולטים בתחבורה: בנזין מגיע ל-9600 ואט/לטר, נפט סילון ל-10.300 ואט/ליטר דיזל ב-10.700 וואט/ליטר. לָכֵן, צריך להיות אפשרי לגשר על הפער בין צפיפות האנרגיה של סוללות לדלקים מאובנים.
במהלך 50 השנים האחרונות, צפיפות האנרגיה המקסימלית של סוללות בשימוש גדלה פי חמישה. אם נשמור על הקצב הזה במשך 50 השנים הבאות, נגיע ל-3750 ואט/ליטר. תוצאה שתקל על הובלה כבדה בכביש ובים עם כלי רכב חשמליים, ואשר, עם זאת, עדיין לא תספיק להנעת בואינג 787 מונע חשמלי.
כוחן של קטניות
לגבי החקלאות, אם רוצים שהיא תהיה בת קיימא, האתגר לא פחות. מדובר בפעילות בעלת השפעה גבוהה מאוד עקב צריכת מים, שימוש בקרקע ושחרור דשנים חנקניים מזהמים. חידוש מרכזי, לדברי סמיל, יהיה היכולת לפתח צמחים שאינם זקוקים לדשנים כימיים (בשנת 2020 קיבלו קרקע חקלאית 113 מיליון טון, 40% יותר משנת 2000): הם צמחים המסוגלים לספוג חנקות באופן טבעי כקטניות. do, המנצלים מיקרואורגניזמים סימביוטיים המחוברים לשורשים. המפתח יהיה בידוד גנים של קטניות המאפשרים קיבוע חנקן והעברתם לצמחי דגנים וירקות.
פוטוסינתזה פרודוקטיבית
אנחנו גם צריכים פוטוסינתזה פרודוקטיבית יותר - צמחים ממש לא יעילים בהמרת אנרגיה סולארית לביומסה. רק מחצית מקרינת השמש שמגיעה לצמח יכולה לשמש בפוטוסינתזה עצמה., אחוז שיורד ל-44% לאחר הפחתת האור המוחזר מהעלים. צעד אחר צעד, בסופו של דבר מעריכים שרק 4,5% מאנרגיית השמש מומרים לפחמימות.
לכן, אפילו שיפור קטן יחסית יעשה הבדל גדול בתשואות היבול, וכתוצאה מכך, בזמינות הגלובלית של מזון כדי להאכיל כראוי אוכלוסייה שיכולה להגיע ל-10.000 מיליארד עד 2050. לכן, המחקר צריך לעבוד עבור לשפר את תהליך סינתזת ביומסה, למשל, על ידי זיהוי הגנים שהופכים שורשים ליעילים יותר באיסוף מים וחומרי הזנה, ולאחר מכן שילובם ב-DNA של כל הצמחים הנחשבים לעניין. כמו כן, יהיה צורך לבחור צמחים עם יבול גבוה יותר וצמיחה מהירה יותר.
האשליה של ואצלב סמיל ומערכות פוטו-וולטאיות לניקוי עצמי
נושא מתחדש, בהישג יד של כולם. סמיל חושב על מערכות פוטו-וולטאיות לניקוי עצמי, שניתן ליישם כצבע על קירות וכזכוכית בחלונות מבנים. ניתן להתקין מערכות פוטו-וולטאיות, הממירות אנרגיה סולארית לחשמל, בכל מקום שטוף שמש. הגרסאות המתקדמות ביותר שומרות על הביצועים שלהן לפחות 20 שנה.
האידיאל יהיה אפוא לשטיח את הערים במערכות אלו, דלהיפטר מציפויים פוטו-וולטאיים ליישם בכל משטח עירוני, להחדיר את החשמל המיוצר ברשתות המקומיות. מטבע הדברים, זה משחק אם הספינות האלה גם מנקות את עצמו, כך שהן נשארות פונקציונליות לאורך זמן.
אנחנו מתקרבים לחלומו של ואצלב סמיל: חלונות סולאריים שמייצרים חשמל כבר נמצאים בשוק. דוגמה סמלית היא חברת פילקינגטון שמייצרת חלונות לניקוי עצמי שהציפויים הפוטוקטליטיים שלהם מגיבים עם אור השמש כדי להתפרק ולהמיס לכלוך. השלב הבא יהיה להפוך את החומרים הללו לזולים וניתנים להתאמה, בהישג יד של כולם.
ראשיתה של זכוכית פוטו-וולטאית...
La היסטוריה של זכוכית פוטו-וולטאית החל לפני שלוש שנים, כאשר צוות המחקר מהמחלקה למדעי החומרים ב- אוניברסיטת מילאנו-ביקוקה הוא הצליח במשימה שבעיני רבים עשויה להיראות כמו מדע בדיוני. הצוות בישר על הגעתה של זכוכית פוטו-וולטאית, המסוגלת לייצר חשמל באמצעות אור .
מערכת סולארית מסוג זה יכולה להשתלב בצורה חלקה בארכיטקטורה של מבנים גדולים ומחוצה לה. ההבדל עם זכוכית רגילה טמון בתוספת של חומרים פעילים אופטית , ננוספרות שסופגות אור ופולטות אותו מחדש כאנרגיה. הלוחות מוכנסים לתוך א זיגוג כפול משולש ומבטיחים את הבידוד התרמו-אקוסטי ואת ההגנה של המכשיר הפוטו-וולטאי מהסביבה הסובבת.
מהם היתרונות של חלונות פוטו-וולטאיים?
החלונות עם זכוכית PV אינטגרדו מציעים מספר יתרונות, למעשה, הם מבנים די יציב, ללא כל השפעה שלילית על ההתנגדות. בנוסף, הם לא מפחיתים יתר על המידה את הקרינה הטבעית של הבית, שכן הם מבטיחים עד 80% שקיפות. להיפך, הם מבטיחים ביצועים גבוהים למדי, הם עשויים עם חומרים אקולוגיים, בעלות נמוכה ומאפשרים חיסכון גדול יותר באנרגיה בביתך.
מהם החסרונות של זכוכית פוטו-וולטאית?
כמו כל מוצר, גם לזכוכית פוטו-וולטאית יש חסרונות. את האחרון ניתן לראות במונחים של יעילות , למעשה ניתן לכוון ולהטות מערכת פוטו-וולטאית מסורתית בהתאם לקרינת השמש. חלונות פוטו-וולטאיים, לעומת זאת, תמיד לעמוד זקוף ומיקום זה מפחית את ייצור האנרגיה בהשוואה למערכת פאנלים קלאסית.
פלסטיק ירוק אמיתי
אנחנו צריכים גם פלסטיק "ירוק" באמת. הייצור העולמי של פלסטיק קרוב ל-400 מיליון טון בשנה, שכמעט כולו מגיע למזבלות. רק חלק מיעוט ממוחזר ולשם כך, מציין סמיל, יהיה צורך לייצר פלסטיק מתכלה באמת בקנה מידה תעשייתי ובתהליכים זולים, למשל, העשוי מחומרי פסולת או מיוצר על ידי מיקרואורגניזמים.
קדחת פלנטרית
נגד קדחת כוכבי הלכת - מוסיף המלומד - לא נשלל שיום אחד נצטרך להיעזר ב"שמשיה ענקית", המיושם בחלל ומסוגל להסיט בין 1 ל-2% מאור השמש. המחסום הזה יצטרך להחנות במרחק של כ-1,5 מיליון קילומטרים משם, בנקודה שבין השמש לכדור הארץ שבה כוחות הכבידה שלהם מבטלים זה את זה כדי שהמבנה יישאר במצב יציב. כרגע מדובר בפרוספקט שנוי במחלוקת ויקר וסמיל רואה בזה "בדיחה" לשחק אם פליטת ה-CO2 לא מצטמצמת מספיק.
אבל זה לא הכל עבור ואצלב סמיל...
החידושים הדחופים והאפשריים לא מסתיימים כאן, מסכם סמיל. ספרו נועד להוות תיאור מרגיע כיצד טכנולוגיה ויצירתיות יכולות להיות מכריעות בפתרון הדרמה הגדולה של הרגע: שינויי האקלים.