RS

Tranziția către un viitor mai sustenabil este inevitabilă dacă dorim să protejăm planeta.

Numeroase inovații modelează sectorul energiei regenerabile. Tehnologiile noi din domeniul energiei devin din ce în ce mai populare, creând o mai bună conștientizare a necesității de a adopta soluții mai curate, precum tehnologiile bazate pe energie verde. Multe industrii implementează schimbări și se concentrează pe soluții sustenabile, utilizând surse regenerabile, cum ar fi energia solară și eoliană, stocarea energiei, vehicule electrice, pompe de căldură inovatoare, tehnologii pe bază de hidrogen, rețele electrice inteligente și alternative pentru cărbune, petrol și gaze naturale.

Odată cu creșterea surselor de energie regenerabilă, există șansa de a ne îndepărta de utilizarea combustibililor fosili. Prin urmare, accentul acestui articol va fi pus pe inovațiile durabile bazate pe tehnologii de energie curată, care conturează un viitor nou, mai bun și mai verde pentru întreaga lume.

Creșterea utilizării inteligenței artificiale (AI), fabricării aditive, automatizării și altor tehnologii face ca tranziția către un viitor mai curat să fie mai ușoară. Multe dintre progresele din domeniul energiei permit controlul și monitorizarea infrastructurilor și îmbunătățirea mediului prin înlocuirea echipamentelor vechi cu soluții moderne bazate pe inginerie energetică sustenabilă. De exemplu: imaginile termice pot identifica deteriorările instalațiilor solare cauzate de supraîncălzire, transmițătoarele de presiune sunt utilizate în aplicațiile pe bază de hidrogen pentru a analiza forța de expansiune a unui lichid sau a unui gaz.

Prin aceste progrese tehnologice, tot mai multe procese pot fi monitorizate și optimizate, contribuind la construirea unui mediu mai sustenabil la nivel global.

Thomas A. Edison, unul dintre cei mai importanți inventatori din domeniul generării energiei electrice, spunea: "Aș paria pe soare și pe energia solară. Ce sursă de putere! Sper că nu trebuie să așteptăm până când petrolul și cărbunele se epuizează pentru a aborda această problemă." .Aceste cuvinte subliniază potențialul imens al energiei solare.

Deși energia solară este una dintre cele mai populare forme de energie regenerabilă, aceasta încă nu este la fel de utilizată pe scară largă precum combustibilii fosili. Potrivit Agenției Internaționale pentru Energie (IEA), în 2023, trei sferturi din capacitatea suplimentară de energie regenerabilă a provenit doar din energia solar-fotovoltaică (PV). Comparativ cu 2022, se estimează că adăugările de energie solară și eoliană se vor dubla până în 2028, atingând aproape 710 GW.

Mulți oameni sunt de acord cu Edison și caută noi modalități de utilizare a energiei solare pentru a dezvolta inovații în domeniul energiei regenerabile, iar un exemplu în acest sens este reprezentat de trenurile alimentate cu energie solară. Acest mijloc de transport poate funcționa pe tot parcursul zilei fără a necesita reîncărcare. Conform unui raport realizat de BBC în videoclipul despre calea ferată solară, trenul exportă 75% din energia pe care o generează înapoi în rețea.

Există îmbunătățiri constante în sectorul energetic, iar un exemplu care evidențiază un progres semnificativ în domeniul energiei solare este reprezentat de panourile solare fabricate din deșeuri alimentare. Acest material revoluționar a fost creat utilizând particule luminescente extrase din fructe și legume aruncate. A fost conceput de studentul la inginerie Carvey Ehren R. Maigue, care lucrează pentru AuReus, iar datorită acestui concept, a devenit câștigător al James Dyson Award.

Odată cu dezvoltarea noilor tehnologii, apar soluții avansate pentru sursele alternative de energie, inclusiv pentru turbinele eoliene. Majoritatea oamenilor sunt familiarizați cu turbinele eoliene convenționale, de mari dimensiuni, instalate pe uscat sau offshore. Însă ați văzut vreodată o turbina eoliană fără pale rotative?

Startup-ul spaniol Vortex Bladeless a proiectat acest nou design. O tijă elastică este utilizată pentru a fixa vertical în sol turbina fără pale, cu o înălțime de 3 metri. Aceasta este concepută să oscileze în funcție de viteza vântului, iar vibrațiile rezultate din acest proces generează energie. Aceste turbine fără pale pot fi utilizate în zone urbane sau rezidențiale, fără a necesita spațiul necesar pentru construirea fermelor eoliene convenționale.

Importanța bateriilor în tranziția către energia regenerabilă este uriașă. Datorită bateriilor litiu-ion, o inovație a lui John Goodenough, avem astăzi baterii cu cea mai mare densitate energetică și fiabilitate, utilizate în vehicule electrice și numeroase dispozitive electronice. Goodenough este considerat „părintele bateriilor litiu-ion” și a fost distins cu Premiul Nobel pentru Chimie pentru această invenție. Totuși, acest lucru nu l-a împiedicat să contribuie și la dezvoltarea unei baterii litiu-sticlă, care are o capacitate ce crește odată cu utilizarea și o densitate energetică de două ori mai mare decât cea a bateriilor litiu-ion.

Aceste baterii au o durată de viață mult mai lungă decât bateriile convenționale. De asemenea, funcționează la temperaturi mai scăzute, se încarcă mai rapid, au costuri reduse, sunt mai sigure (neinflamabile) și stochează mai multă energie în timp.

Goodyear dezvoltă o idee inovatoare pentru vehiculele electrice, menită să extindă durata de viață a anvelopelor și să prelungească timpul până la înlocuirea acestora. Brandul a prezentat ceea ce numește un concept „revoluționar de anvelopă autoregenerantă, capabilă să se adapteze și să se modifice în funcție de nevoile individuale de mobilitate.”

Imaginați-vă o anvelopă care se adaptează la condițiile meteorologice, starea drumului sau stilul dumneavoastră de condus. Noua inovație de la Goodyear este realizată dintr-o substanță biologică și întărită cu fibre inspirate din structura pânzei de păianjen, unul dintre cele mai rezistente materiale naturale. Această compoziție o face complet biodegradabilă și extrem de durabilă.

În loc să tăiem copaci pentru a produce energie, de ce să nu îi „plantăm” pentru a o genera? Cercetătorii de la VTT Technical Research Centre of Finland au creat un prototip de copac artificial capabil să colecteze energie solară, cinetică și termică din mediul înconjurător, atât în interior, cât și în exterior. Acesta poate stoca energia și o poate converti în electricitate, fiind capabil să alimenteze dispozitive mici, precum becuri LED, umidificatoare, termometre și telefoane mobile.

Acești copaci artificiali pentru recoltarea energiei pot fi multiplicați la nesfârșit datorită tehnologiei de imprimare 3D. Au fost proiectați să seamănă cu arborii naturali, astfel încât să poată fi integrați armonios în grădini și alte spații verzi.

Una dintre activitățile umane cu cel mai mare impact asupra emisiilor de carbon este transportul aerian. Asemenea panourilor solare realizate din deșeuri alimentare, și deșeurile pot fi utilizate în aviație pentru alimentarea aeronavelor. Aceste avioane, propulsate cu combustibili derivați din deșeuri, folosesc resurse precum deșeuri umane „umede”, alimente alterate, ape reziduale, lemn și gunoi menajer, care reacționează cu substanțe chimice catalitice pentru a produce energie.

Se vor concentra mai multe companii pe producerea de combustibil pentru aviație din surse alternative de carbon, precum deșeurile alimentare și gunoiul municipal? Impactul climatic al acestui combustibil ar fi mai redus decât cel al combustibililor tradiționali, deoarece provine din plante care absorb dioxid de carbon din atmosferă. Potrivit Popular Mechanics, deșeurile alimentare sunt responsabile pentru 6% din emisiile globale de gaze cu efect de seră, în timp ce aviația generează 2,5%. De asemenea, există suficient deșeu umed pentru a înlocui 20% din combustibilul utilizat în aviație, ceea ce ar însemna și reducerea cantității de metan eliberată în atmosferă prin depozitarea acestora în gropile de gunoi.

Probabil ați auzit despre revoluțiile industriale, cum ar fi Industry 5.0, care pune accent pe colaborarea dintre oameni și roboți, dar ați auzit despre Solar 3.0, revoluția din industria energiei solare?

Solar 3.0 reprezintă o centrală fotovoltaică complet optimizată, care utilizează stocarea energiei prin baterii sau alte unități de stocare, permițând gestionarea inteligentă a energiei. Aceasta poate furniza mai multă sau mai puțină energie rețelei electrice, în funcție de cerere. Principala inovație constă în utilizarea „perovskites”, un material care necesită de 10 până la 1000 de ori mai puține resurse decât celulele solare din siliciu cristalin, care sunt cel mai frecvent utilizate în prezent. Aflați mai multe în videoclipul de mai jos.

Studenții de la Massachusetts Institute of Technology (MIT) au descoperit un material inovator, format din nanotuburi de carbon, capabil să genereze electricitate prin absorbția energiei din mediul înconjurător.

Particulele microscopice de carbon, capabile să genereze un curent electric prin simpla reacție cu lichidul din jurul lor, pot fi utilizate pentru producerea de energie. Potrivit cercetătorilor, lichidul, un solvent organic, extrage electronii din particule și creează un curent electric, care poate fi utilizat pentru operarea microroboților sau a reacțiilor chimice la scară nano.

Am scris deja despre clădirile verzi, evidențiind faptul că acestea reprezintă o parte esențială a designului urban, contribuind la atenuarea efectelor schimbărilor climatice și reducând consumul de energie și apă. Dar ce se întâmplă cu clădirile care nu au nevoie de aer condiționat pentru a se răcori?

În sălbăticie, termitele construiesc mușuroaie impunătoare, ventilate printr-o rețea complexă de tuneluri. Arhitectul zimbabwean Mick Pearce a utilizat biomimetismul pentru a crea un sistem natural de răcire, inspirat din creativitatea termitelor. The result is an architectural masterpiece that utilises cooling air during the night and heat exhaustion during the day to achieve 90% passive climate control.

Unele dintre inovațiile sustenabile prezentate și proiectele de energie regenerabilă pot transforma sectorul energetic într-un sector verde, deoarece utilizarea rațională a resurselor Terrei poate, în cele din urmă, să creeze un echilibru între oameni și natură. Sustenabilitatea ne obligă să analizăm ceea ce deja folosim, să descoperim și să reutilizăm potențialul ascuns în deșeurile alimentare sau în bogățiile oferite de natură.

Totuși, unele dintre aceste tehnologii inovatoare menționate anterior nu ar fi fost posibile fără alte progrese tehnologice. De exemplu, copacii solari probabil nu ar fi fost inventați fără fabricarea aditivă, iar anvelopele reîncărcabile nu ar fi fost posibile fără existența bateriilor reîncărcabile. Prin urmare, digitalizarea poate face sectorul energetic mai curat, ajutându-ne să descoperim noi tehnologii sustenabile. De exemplu, utilizarea imprimantelor 3D sau a contoarelor inteligente de energie poate contribui la dezvoltarea unor soluții mai ecologice. Digitalizarea se dezvoltă rapid și pare să devină o parte inseparabilă a vieților noastre. Acum, tot mai multe dispozitive sunt conectate la rețea, iar pe viitor putem anticipa că, în cele din urmă, totul va funcționa printr-o interconectare de date și energie.