Vaclav Smil: mga ideya ng isang henyo na makapagliligtas sa planeta

Vaclav Smil, mga ideyang makakapagpabago sa mundo

Ang landas ay inilatag ng environmentalist Vaclav Ngiti, mananaliksik sa Unibersidad ng Manitoba, sa Canada, may-akda ng aklat "Imbensyon at Innovation: Isang Maikling Kasaysayan ng Hype at Pagkabigo", kung saan, hindi nagtitiwala sa mga nangangako ng hindi pangkaraniwang at hindi matamo na mga imbensyon, sinabi niya ang kanyang "listahan ng nais" upang iligtas ang mundo, na pinapanatili ang kanyang mga paa na nakaangkla sa katotohanan. Nagsulat siya ng higit sa 40 mga libro at malapit sa 500 mga artikulo sa enerhiya, kapaligiran at teknolohiya.. Noong 2010 siya ay pinangalanang isa sa Top 100 Global Thinkers ng Foreign Policy magazine at noong 2014 siya ay naging Miyembro ng Order of Canada. Para sa Einaudi na inilathala Ang mga numero ay hindi nagsisinungaling. Maikling kwento upang maunawaan ang mundo (2021 at 2023) at Kung paano talaga gumagana ang mundo. Enerhiya, pagkain, kapaligiran, hilaw na materyales: mga sagot mula sa agham Na (2023).

"Ang mga pangunahing bagong bagay, sa aking opinyon - ipinaliwanag niya - ay tumutukoy sa isang serye ng mga isyu na dapat nating agarang tugunan. Nakatutok sila sa mga lugar na magkakaroon ng pinakamalaking epekto sa kapakanan ng tao at sa kapaligiran at kung saan mayroon nang isang kayamanan ng kaalaman upang mabuo."

Ano ba talaga ang kailangan mo ngayon?

Alisin ang mga fossil fuel para sa transportasyon at para dito kailangan mo ng mga super-baterya, mas mahusay na mag-imbak ng sapat na kuryente para sa mga paraan ng transportasyon: mga baterya ng lithium ionGinagamit ngayon para paganahin ang mga de-kuryenteng sasakyan, cell phone, laptop, at iba pang portable na electronic device, ang mga ito ang iyong pinakamahusay na pagpipilian. Ang pinakamahusay na uri sa merkado ay may density ng enerhiya na 755 Wh/l, at samantala, ang Californian Amprius Technologies ay bumubuo ng isang bagong henerasyon ng mga bateryang lithium na may kakayahang mag-imbak ng 1150 Wh/l.

Bakit mas ginagamit ang mga baterya ng lithium ion?

Kunin natin ang mga baterya ng lithium ion ng mga de-kuryenteng bisikleta bilang isang halimbawa:

Ang mga bateryang LITHIUM ION (Li-Ion) na ngayon ang pinakamalawak na ginagamit na teknolohiya sa mundo ng mga de-kuryenteng bisikleta mula noon, salamat sa kanilang power-to-weight ratio, maaaring maglakbay ng malalayong distansya sa isang solong recharge, binabawasan ng 60% ang bigat ng mga klasikong lead na baterya.

Mayroon silang napakababang self-discharge at walang tinatawag na "memory effect" dahil sa madalas na recharging. Pinamamahalaan ng internal control unit (BMS) ang boltahe ng bawat indibidwal na cell sa parehong mga yugto ng paglabas at pagsingil, upang hindi masira ang buong pack ng baterya.

Hakot ng digmaan sa pagitan ng mga enerhiya

Gayunpaman, sa kabila ng mga pagpapabuti, ang density ng enerhiya ng mga baterya ay nananatiling mas mababa kaysa sa mga likidong panggatong na nangingibabaw pa rin sa transportasyon: ang gasolina ay umabot sa 9600 Wh/l, jet kerosene 10.300 Wh/l. diesel at 10.700 Wh/l. Samakatuwid, dapat na posible na tulay ang agwat sa pagitan ng density ng enerhiya ng mga baterya at mga fossil fuel.

Sa nakalipas na 50 taon, ang pinakamataas na density ng enerhiya ng mga bateryang ginagamit ay tumaas ng limang beses. Kung pananatilihin natin ang rate na ito sa susunod na 50 taon, aabot tayo sa 3750 Wh/l. Isang resulta na magpapadali sa mabigat na transportasyon sa kalsada at dagat gamit ang mga de-kuryenteng sasakyan at kung saan, gayunpaman, ay hindi pa rin sapat upang mapagana ang isang electric-powered Boeing 787.

Ang lakas ng munggo

Tungkol naman sa agrikultura, kung gusto mo itong maging sustainable, hindi bababa ang hamon. Ito ay isang aktibidad na may napakataas na epekto dahil sa pagkonsumo ng tubig, paggamit ng lupa at paglabas ng mga nakakaduming nitrogenous fertilizers. Ang isang pangunahing pagbabago, ayon kay Smil, ay ang kakayahang bumuo ng mga halaman na hindi nangangailangan ng mga kemikal na pataba (noong 2020, ang lupang pang-agrikultura ay nakatanggap ng 113 milyong tonelada, 40% higit pa kaysa noong 2000): sila ay mga halaman na may kakayahang sumipsip ng mga nitrates nang natural bilang mga munggo. gawin, na sinasamantala ang mga symbiotic microorganism na nakakabit sa mga ugat. Ang susi ay pagbubukod ng mga gene ng legume na nagpapahintulot sa pag-aayos ng nitrogen at paglilipat ng mga ito sa mga halamang cereal at gulay.

produktibong potosintesis

Kailangan din natin ng mas produktibong photosynthesis - ang mga halaman ay talagang hindi mahusay sa pag-convert ng solar energy sa biomass. Kalahati lamang ng solar radiation na umaabot sa isang halaman ang maaaring gamitin sa photosynthesis mismo., isang porsyento na bumababa sa 44% pagkatapos ibawas ang liwanag na sinasalamin ng mga dahon. Hakbang-hakbang, sa huli ay tinatayang 4,5% lamang ng solar energy ang na-convert sa carbohydrates.

Samakatuwid, kahit na ang isang medyo maliit na pagpapabuti ay magkakaroon ng malaking pagkakaiba sa mga ani ng pananim at, dahil dito, sa pandaigdigang pagkakaroon ng pagkain upang sapat na pakainin ang isang populasyon na maaaring umabot sa 10.000 bilyon sa 2050. Samakatuwid, ang pananaliksik ay dapat gumana para sa mapabuti ang proseso ng biomass synthesis, halimbawa, sa pamamagitan ng pagtukoy sa mga gene na ginagawang mas mahusay ang mga ugat sa pagkolekta ng tubig at mga sustansya, at pagkatapos ay isinasama ang mga ito sa DNA ng lahat ng halaman na itinuturing na interes. Kinakailangan din na pumili ng mga halaman na may mas mataas na ani at mas mabilis na paglaki.

Ang ilusyon ng Vaclav Smil at self-cleaning photovoltaic system

Renewable na tema, abot-kamay ng lahat. Iniisip ni Smil ang mga self-cleaning photovoltaic system, na maaaring ilapat bilang pintura sa mga dingding at bilang salamin sa mga bintana ng mga gusali. Ang mga photovoltaic system, na nagko-convert ng solar energy sa kuryente, ay maaaring i-install sa anumang maaraw na lokasyon. Ang mga pinaka-advanced na bersyon ay nagpapanatili ng kanilang pagganap nang hindi bababa sa 20 taon.

Ang ideal ay samakatuwid ay upang i-carpet ang mga lungsod na may ganitong mga sistema, ditapon ang mga photovoltaic coatings para mag-apply sa anumang urban surface, para ipakilala ang kuryenteng ginawa sa mga lokal na network. Naturally, ito ay laro kung ang mga liner na ito ay naglilinis din sa sarili, kaya nananatili silang gumagana sa paglipas ng panahon.

Papalapit na tayo sa pangarap ni Vaclav Smil: Ang mga solar windows na gumagawa ng kuryente ay nasa merkado na. Ang isang simbolikong halimbawa ay ang kumpanya ng Pilkington, na gumagawa ng mga bintanang naglilinis sa sarili na ang mga photocatalytic coatings ay tumutugon sa sikat ng araw upang masira at matunaw ang dumi. Ang susunod na hakbang ay ang gawing abot-kaya at madaling ibagay ang mga materyales na ito, sa abot ng lahat.

Ang simula ng photovoltaic glass…

La kasaysayan ng photovoltaic glass nagsimula tatlong taon na ang nakalilipas, nang ang pangkat ng pananaliksik mula sa Department of Materials Science sa Unibersidad ng Milano-Bicocca nagtagumpay siya sa isang gawain na para sa marami ay tila science fiction. Ang koponan ay nagpahayag ng pagdating ng photovoltaic glass, na may kakayahang gumawa ng kuryente sa pamamagitan ng liwanag .

Ang ganitong uri ng solar system ay maaaring maayos na isama sa arkitektura ng malalaking gusali at higit pa. Ang pagkakaiba sa plain glass ay nasa karagdagan ng optically active na mga materyales , mga nanosphere na sumisipsip ng liwanag at muling naglalabas nito bilang enerhiya. Ang mga plato ay ipinasok sa a triple layer double glazing at ginagarantiyahan ang thermo-acoustic insulation at ang proteksyon ng photovoltaic device mula sa nakapalibot na kapaligiran.

Ano ang mga pakinabang ng photovoltaic windows?

Ang mga bintana may salamin PV isinama nag-aalok ng ilang mga pakinabang, sa katunayan, sila ay mga istruktura medyo matatag, nang walang anumang negatibong epekto sa paglaban. Bilang karagdagan, hindi nila labis na binabawasan ang natural na radiation ng tahanan, dahil ginagarantiyahan nila hanggang sa 80% transparency. Sa kabaligtaran, tinitiyak nila ang isang medyo mataas na pagganap, sila ay ginawa gamit Mga materyales sa ekolohiya, may mababang halaga at nagbibigay-daan sa mas malaking pagtitipid ng enerhiya sa iyong tahanan.

Ano ang mga disadvantages ng photovoltaic glass?

Tulad ng anumang produkto, ang photovoltaic glass ay mayroon ding mga kakulangan nito. Ang huli ay makikita sa mga tuntunin ng kahusayan , sa katunayan ang isang tradisyonal na photovoltaic system ay maaaring i-orient at ikiling ayon sa solar radiation. Ang mga photovoltaic na bintana, gayunpaman, laging patayo at binabawasan ng posisyong ito ang produksyon ng enerhiya kumpara sa isang klasikong panel system.

tunay na berdeng plastik

Kailangan din natin ng tunay na "berde" na plastik. Ang pandaigdigang produksyon ng mga plastik ay malapit sa 400 milyong tonelada sa isang taon, halos lahat ay napupunta sa mga landfill. Isang minoryang bahagi lamang ang nire-recycle at para dito, ayon kay Smil, kakailanganing gumawa ng tunay na biodegradable na plastik sa isang pang-industriya na sukat at may mababang gastos na mga proseso, halimbawa, na ginawa mula sa mga basurang materyales o ginawa ng mga mikroorganismo.

planetary fever

Laban sa planetary fever - idinagdag ng iskolar - hindi ibinukod na, isang araw, kakailanganin nating gumamit ng "higanteng sunshade", na inilapat sa kalawakan at may kakayahang lumihis sa pagitan ng 1 at 2% ng sikat ng araw. Ang hadlang na ito ay kailangang iparada nang humigit-kumulang 1,5 milyong kilometro ang layo, sa punto sa pagitan ng Araw at Lupa kung saan magkakansela ang kanilang mga puwersa ng gravitational sa isa't isa para manatili ang istraktura sa isang matatag na posisyon. Sa ngayon, ito ay isang kontrobersyal at mahal na prospect at nakikita ni Smil na ito ay isang "joke" upang laruin kung ang CO2 emissions ay hindi sapat na nabawasan.

Ngunit hindi lang iyon para kay Vaclav Smil...

Ang madalian at posibleng mga inobasyon ay hindi nagtatapos dito, pagtatapos ni Smil. Nilalayon ng kanyang aklat na maging isang pagpapatahimik na salaysay kung paano maaaring maging mapagpasyahan ang teknolohiya at pagkamalikhain sa paglutas ng dakilang drama ng sandaling ito: pagbabago ng klima.