Пять проблем, решение которых, позволит остановить глобальное потепление

Более 90 процентов мирового энергопотребления сегодня составляет тепло: для производства электроэнергии, отопления и охлаждения зданий, транспортных средств, изготовление стали и цемента, и других промышленных видов деятельности. Эти процессы в совокупности ежегодно выделяют чрезвычайное количество парниковых газов в окружающую среду.

Открытие способа транспортировки, хранения, преобразования и использования тепловой энергии, дало бы возможность избежать глобального подъема температуры более 2 градуса Цельсия — критического увеличения, которое, как предполагается, превратит планету в каскад катастрофических климатических сценариев.

Но, как утверждают ученые по тепловой энергии из МІТ в своем письме, опубликованном 10 августа т.г. в Nature Energy, «Хотя эта критическая потребность существует, существует также и большой разрыв между текущими исследованиями в области тепловых наук и тем, что нужно для глобальной декарбонизации.

Стремясь мотивировать научное сообщество работать над критическими климатическими тематическими проблемами, авторы выложили пять «грандиозных вызовов» в тепловой энергии и широкие сферы, где необходимо сделать значительные новшества, чтобы остановить рост глобального потепления. Об этом грандиозном видение рассказал автор исследований, профессор Асегун Генри в MIT News.

Что же предшествовало формированию пяти вызовов, которые изложены в документе и что необходимо сделать?

Из слов Генри, — этот документ родился после интересной встречи ученых с Биллом Гейтсом, в процессе которой они рассказали ему все о тепловой энергии. Ученые провели с ним многочасовую сессию в октябре 2018 года, и возвращаясь домой у них возникла мысль, что сообщение, которым поделились с Биллом, можно распространить значительно шире.

Этот конкретный документ касается только тепловой науки и техники, но это междисциплинарная сфера с большим количеством пересечений. В этом документе рассказывается о пяти грандиозных вызовов, которые, если бы их решили, буквально изменили развитие человечества.

«Наша миссия здесь — спасти человечество от вымирания из-за изменения климата. Миссия понятна. И эти пять проблем, которые нам необходимо решить, составляют большую часть пути. Время заканчивается, и нам нужно объединить все усилия, чтобы достичь этой цели», продолжает Генри.

Асегун Генри от MIT о решении пяти "грандиозных вызовов", направленных на остановку глобального потепления.

Фото MIT MechE.

Задача первая

Разработка систем теплового хранения для электросетей, электромобилей и зданий. Уже сейчас создаются во многих государствах системы хранения избыточной электроэнергии из возобновляемых источников энергии, чтобы потом можно было использовать их для небаланса, возникающих в существующих электросетях. Электроэнергия от ВИЭ может сократить генерацию от угольных и газовых электростанций и уменьшает выбросы углекислого газа от производства электроэнергии на 25 процентов. И прелесть этого направления в том, что параллельно с декарбонизацией электросети, открывается сектор по задействованию экологически чистого транспорта — электромобиля. Тогда в целом мы можем говорить о 40-процентном сокращении глобальных выбросов углерода.

Задача вторая

Декарбонизация промышленных процессов, способствующих 15 процентам мировых выбросов углекислого газа. Важнейшими участниками здесь является цемент, сталь, алюминий и водород. Некоторые из этих промышленных процессов по сути связаны с выбросом углекислого газа, поскольку сама реакция должна освободить углекислый газ, чтобы он работал в текущей форме. Вопрос в том, есть ли другой путь? Или необходим другой способ изготовления цемента, или необходимо придумать что-то другое. Это очень тяжелый вызов, но уже есть хорошие идеи, и нужно задействовать весь научный потенциал, чтобы найти оригинальные решения.

Задача третья

Решение проблемы охлаждения. Кондиционеры и холодильники содержат в себе химические вещества, которые очень вредны для окружающей среды, в 2000 раз вреднее, чем углекислый газ в молярной основе. Если уплотнение портится, хладагент выйдет, то даже небольшое количество утечек приведет к значительному смещению глобального потепления. Если взять Индию и другие развивающиеся страны, которые в настоящее время получают все больший доступ к электрической инфраструктуре систем переменного тока, то утечка этих хладагентов (а они обязательно будут) станет причиной 15-20 процентов глобального потепления к 2050 году.

Задача четвертая

Передача тепла на дальние расстояния. По существующим электросетям идет передача электроэнергии, так как транспорт переменного тока идет с низкими потерями, и это дешево. Вопрос в том, можно ли передавать тепло так, как передается электроэнергия? Есть большое количество отработанного тепла на электростанциях, и проблема заключается в том, что электростанции расположены вдали от жилых районов. Транспорт этого тепла идет с большими потерями. По подсчетам специалистов, использование отработанного тепла, может удовлетворить весь погрузочно-разгрузочный обогрев в мире. К сожалению, на сегодня нет технических решений по созданию теплопроводов без потерь тепла. И вопрос в том, может ли кто-то создать его?

Задача пятая

Это ячейки для построения переменной проводимости. Существуют некоторые демонстрационные разработки, которые показывают, что физически возможно создать тепловой материал или устройство, которое изменит его проводимость. Это своего рода выключатель, когда материал горячий, он может перекрыть тепло проникновения через стену, если его охладить изменяется его проводимость, материал пропускает или выводит тепло. Еще пока далеко до функционирования такой системы, но фундамент уже есть.

О каком графике и сроках можно говорить, с точки зрения необходимости решить эти пять тепловых проблем, чтобы смягчить климатические изменения?

По словам Асегун Генри: «В нашем распоряжении около 20-30 лет активных действий, прежде чем закончится возможность избежать среднемировое повышение температуры более чем на 2 градуса Цельсия. Это может показаться долго, но не тогда, если учесть, что уже 70 лет используется природный газ, который составляет 20% всей энергетической системы. Поэтому, сейчас придется не просто перекрывать топливо, а делать полный капитальный ремонт всей энергетической инфраструктуры не менее чем на треть. Эти кардинальные изменения необходимо делать не вчера, а годами раньше. Поэтому, каждый день нас тревожит, что мы сделаем слишком мало слишком поздно, и мы, как вид, можем исчезнуть с нашей Земли».

По материалам источника:

Спасибо за прочтение. smileyЕсли вам понравилось, пожалуйста, поделитесь с друзьями и в комментариях черкните пару строк своего мнения