5 способів хімічних речовин можуть врятувати світ від зміни клімату

5 способів хімічних речовин можуть врятувати світ від зміни клімату Shutterstock

Що стосується навколишнього середовища, хімічна промисловість не має найкращої репутації. І все-таки це має важливу роль у розробці технологічних рішень, які допоможуть врятувати нас від кліматичної катастрофи, і можуть створити значні можливості для глобального економічного розвитку водночас.

1. Зберігання та транспортування енергії

5 способів хімічних речовин можуть врятувати світ від зміни клімату Транспорт хімічної енергії. Shutterstock

Зростаюче використання переривчастих джерел енергії, таких як сонячна енергія, збільшить попит на зберігання та транспортування енергії. Ми могли б генерувати достатню кількість енергії для всієї планети, покриваючи 3% суходолу Землі з передовими фотоелектричними (PV) сонячними батареями. Але найкраще місце для них - посеред пустель, а не близько споживачів, тобто нам потрібно буде транспортувати енергію на великі відстані. І сонце не світить вночі, тож, використовуючи фотографії, нам потрібно буде тримати енергію, що зберігається як буфер, принаймні 12 годин.

Масштаб цього виклику означає, що ми не можемо просто використовувати купу акумуляторів, виготовлених за існуючою технологією. Але ми вже в змозі транспортувати та зберігати велику кількість енергії у вигляді газів чи рідин у нашій глобальній мережі трубопроводів, вантажних транспортних засобів та контейнерів. Замість того, щоб викопне паливо вивезли з пустелі, ми, швидше за все, побачимо виробництво хімічних речовин з високим вмістом енергії наприклад водень, метану або аміаку, де є чиста енергія. Їх обробка, переробка та транспортування є звичайними в хімічній промисловості - досвід, який надалі використовуватиме майбутній сектор зеленої енергетики.

2. Виробництво добрив

5 способів хімічних речовин можуть врятувати світ від зміни клімату Споживач енергії. Shutterstock

Аміак використовується також для виготовлення добрив, а велике виробництво хімічної речовини - це великий прорив в зусиллях прогодувати зростаюче глобальне населення. Промисловість добрив як і раніше залишається великим споживачем енергії, а виробництво аміаку, близького до відновлюваних джерел енергії та сільськогосподарських виробничих майданчиків, а не в централізованих установках, буде важливим способом зменшення його вуглецевого сліду.

Будь-який стійкий цикл палива чи добрив також повинен враховувати водопостачання. Для виготовлення аміаку (NH₃) використовується водень, який присутній у всіх високоенергетичних хімікатах (паливі) і в кінцевому підсумку потрібна вода для виробництва. Той факт, що найбільше сонячної енергії може бути вироблено в місцях, де води не вистачає, є однією з найбільших перешкод для широкомасштабного розгортання палива, що базується на відновлюваних джерелах енергії - і потрібно вирішити.

3. Електромобілі

5 способів хімічних речовин можуть врятувати світ від зміни клімату Прорив акумулятора. Shutterstock

Транспорт на електроенергії це єдиний вихід із забруднених міст, але це потребує вдосконалення технологій зберігання енергії. Посилення вдосконалення матеріалів для акумуляторів та виробництва призвели до зниження цін на електромобілі та підвищення їх продуктивності. Подальший прогрес можливий, але існують обмеження щодо того, наскільки дана технологія отримані від виготовлення магнітної стрічки можна штовхнути.

Прориви повністю нові технології які поєднують літію з киснем або сірка прокладе шлях для наступних поколінь електромобілів. Ми також бачили транспортні засоби на паливних елементах які виробляють електроенергію з водню, такого як Toyota Mirai та Hyundai ix35, виходять на ринок. Паливні елементи все ще покладаються на дорогу і екологічно дорогу платину, але фундаментальні хімічні дослідження може запропонувати альтернативи.

4. Приховане зберігання енергії

5 способів хімічних речовин можуть врятувати світ від зміни клімату Заводи як акумулятори. Shutterstock

Сама хімічна промисловість насправді є масовим гравцем на енергетичному ринку. Заводи можуть збільшувати або зменшувати енерговитрати на вимогу операторів енергосистеми, коли для цього виробляється занадто багато або занадто мало електроенергії збалансувати попит та пропозицію. Але вони також можуть надати форму зберігання енергії.

Багато хімічних речовин виробляються в кілька етапів, деякі з яких потребують набагато більше енергії, ніж інші. Запуск більш енергоємних процесів, коли є багато електроенергії (наприклад, коли світить сонце), а зберігання хімікатів, вироблених для подальшої обробки, пізніше ефективно, як зберігання енергії. Це означає, що фабрика буде використовувати менше енергії в пік, звільняючи електроенергію для решти мережі. А побудова більшої кількості цистерн для зберігання цих проміжних хімікатів є більш економічною, ніж побудова складної системи зберігання енергії.

Однак така практика відбудеться лише в тому випадку, якщо вона стане прибутковою, що вимагатиме узгоджених зусиль як енергетичної, так і хімічної галузей Росії реформування ринку електроенергії. Політики можуть допомогти за допомогою податкових пільг або субсидій на енергоємні процеси, розроблені для того, щоб заохотити компанії бути більш гнучкими.

5. Рідкісні матеріали

5 способів хімічних речовин можуть врятувати світ від зміни клімату Світлодіоди освітлюють шлях. Shutterstock

Сучасні світлодіодні лампочки споживають близько однієї десятої частини електроенергії своїх традиційних аналогів завдяки напівпровідниковій технології на основі хімічного нітриду галію. Але це пов'язано з ціною та ще одним викликом хімії: галій рідко зустрічається на Землі. Він використовується лише в невеликих кількостях у світлодіодах, що спочатку здається непоганою справою, але також робить його дуже великим важко переробити і тому ми могли побачити вузькі місця в його виробництві в майбутньому, коли попит зростає. Подібні проблеми існують і з благородними металами, такими як платина, що використовується у фільтрах каталізаторів автомобілів бензину та дизеля та в електродах паливних елементів.

Оптимізація технології для зменшення потреби в цих дефіцитних металах зробить їх дешевшими і вимагатиме менше видобутку. Але знову ж таки, хоча це звучить добре, це може зробити утилізацію неможливою. Хімія - це не алхімія: перетворення одного елемента в інший відбувається лише в ядерних реакторах та прискорювачах частинок, і воно не працюватиме в більшому масштабі незабаром. Таким чином нам потрібні хіміки, геологи та експерти з логістики, щоб об'єднати зусилля, щоб продовжувати нас.Бесіда

про автора

Гаррі Хостер, директор Енергетичного Ланкастера та професор фізичної хімії, Lancaster University

Ця стаття перевидана з Бесіда за ліцензією Creative Commons. Читати оригінал статті.

Суміжні книги

Недолік: Найбільш всеосяжний план, який пропонувався змінити глобальне потепління

Пол Хоукен і Том Стейер
9780143130444В умовах поширеного страху та апатії міжнародна коаліція дослідників, професіоналів та вчених зібралася, щоб запропонувати набір реалістичних та сміливих рішень щодо зміни клімату. Тут описано сто прийомів і практик - деякі добре відомі; про які ви, можливо, ніколи не чули. Вони варіюються від чистої енергії до навчання дівчат у країнах з низьким рівнем доходу до використання методів землекористування, які витягують вуглець з повітря. Рішення існують, є економічно вигідними, і громади в усьому світі в даний час приймають їх з вмінням і рішучістю. Доступний на Amazon

Проектування кліматичних рішень: Посібник з політики щодо енергії з низьким вмістом вуглецю

Гал Харві, Роббі Орвіс, Джефрі Ріссман
1610919564Зважаючи на наслідки змін клімату, необхідність скорочення глобальних викидів парникових газів є не менш нагальною. Це важке завдання, але технології та стратегії їх вирішення існують сьогодні. Невеликий набір енергетичної політики, добре розроблений та реалізований, може поставити нас на шлях низького рівня вуглецю. Енергетичні системи великі та складні, тому енергетична політика повинна бути цілеспрямованою та економічно ефективною. Підходи одного розміру, які просто не підуть на роботу. Політикам потрібен чіткий, всеосяжний ресурс, який визначає енергетичну політику, яка матиме найбільший вплив на наше майбутнє клімату, та описує, як добре розробити цю політику. Доступний на Amazon

Це змінює все: капіталізм проти клімату

автор: Наомі Кляйн
1451697392In Це змінює все Наомі Кляйн стверджує, що зміни клімату - це не лише одна проблема, яку слід акуратно подати між податками та охороною здоров'я. Це тривога, яка закликає нас виправити економічну систему, яка вже багато в чому нас не дає. Клейн ретельно будує випадок того, наскільки масово скорочення викидів парникових газів - це наш найкращий шанс одночасно зменшити розбіжність нерівності, переосмислити наші розбиті демократії та відновити наші поглиблені місцеві економіки. Вона висловлює ідеологічне відчай заперечувачів зміни клімату, месіанські марення потенційних геоінженерів та трагічний дефектизм занадто багатьох зелених ініціатив. І вона точно демонструє, чому ринок не (і не може) виправити кліматичну кризу, а навпаки, погіршить ситуацію із все більш екстремальними та екологічно згубними методами видобутку, що супроводжуються бурхливим капіталізмом катастроф. Доступний на Amazon

Від видавця:
Покупки в Amazon йдуть на те, щоб покрити витрати на привезення вас InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, і ClimateImpactNews.com безкоштовно і без рекламодавців, які відстежують ваші звички перегляду. Навіть якщо ви натискаєте на посилання, але не купуєте ці вибрані продукти, все, що ви купуєте за той же візит на Amazon, платить нам невелику комісію. Додаткових витрат для вас немає, тому, будь ласка, внесіть свої зусилля. Ви також можете використовуйте цю посилання в будь-який час користуватися Amazon, щоб ви могли допомогти підтримати наші зусилля.

enafarZH-CNzh-TWdanltlfifrdeiwhihuiditjakomsnofaplptruesswsvthtrukurvi

слідкуйте за InnerSelf далі

Facebook-iconщебетати значокrss-значок

Отримайте останні по електронній пошті

{emailcloak = off}

ОСТАННІ ВІДЕО

Для досягнення нульових викидів уряд повинен вирішити перешкоди, що відводять людей від електромобілів
Для досягнення нульових викидів уряд повинен вирішити перешкоди, що відводять людей від електромобілів
by Swapnesh Masrani
Уряди Великобританії та Шотландії поставили амбітні цілі, щоб до 2050 та 2045 рр. Перетворитись на нульову економіку вуглецю ...
Весна приходить раніше в США, і це не завжди хороші новини
Весна приходить раніше в США, і це не завжди хороші новини
by Тереза ​​Криммінс
У більшій частині Сполучених Штатів потеплілий клімат сприяв приходу весни. Цей рік не є винятком.
Останній льодовий період розповідає нам, чому нам потрібно дбати про 2 ℃ зміну температури
Останній льодовий період розповідає нам, чому нам потрібно дбати про 2 ℃ зміну температури
by Алан Н Вільямс та ін
В останньому звіті Міжурядової групи з питань зміни клімату (МГЕЗК) зазначається, що без істотного зниження…
Місто Джорджія отримує половину електроенергії від сонячної ферми президента Джиммі Картера
Місто Джорджія отримує половину електроенергії від сонячної ферми президента Джиммі Картера
by Джонна Крейдер
Рівнина, штат Джорджія, невелике містечко, що знаходиться на південь від Колумба, Макона та Атланти та на північ від Олбані. Це…
Більшість дорослих США вважають, що зміни клімату є найбільш важливим питанням сьогодні
by Американська Психологічна Асоціація
У міру того, як наслідки зміни клімату стають більш очевидними, більше половини дорослих США (56%) кажуть, що кліматичні зміни - це…
Як ці три фінансові компанії могли змінити напрямок кліматичної кризи
Як ці три фінансові компанії могли змінити напрямок кліматичної кризи
by Мангуліна Ян Фіхтнер та ін
Мовчазна революція відбувається в інвестуванні. Це зміна парадигми, яка матиме глибокий вплив на корпорації,…
Інвестування в зміну клімату
by Goldman Sachs
Підкаст «Верх розуму в Goldman Sachs» - У цьому епізоді ми розбираємось у тому, що може бути найважливішим питанням нашого часу:…
Зміна клімату: брифінги з Південної Африки
by Цифрові новини SABC
Зміна клімату впливає на всіх нас, але це може бути заплутаною справою. Три провідні вчені Південної Африки, які мають ...

ОСТАННІ СТАТТІ

Як рослини та тварини поділяють реакцію на зміну клімату
Як рослини та тварини поділяють реакцію на зміну клімату
by Даніель Столте
Рослини та тварини надзвичайно схожі за своєю реакцією на зміни умов навколишнього середовища по всьому світу,…
Чому бідніші околиці більше ризикують у потеплінні містах
Чому бідніші околиці більше ризикують у потеплінні містах
by Джейсон Бірн та Тоні Меттьюз
Багато причин цього включають політику ущільнення міст, зміни клімату та соціальні тенденції, такі як великі будинки ...
Чому кращий світ потребує кращої економіки
Чому кращий світ потребує кращої економіки
by Девід Кортен
Наука попереджає нас, що 2020-ті роки - це остання можливість людства врятувати себе від кліматичної катастрофи.
Друга з нас чаша з пилом вдарила б про світові запаси продовольства
Друга з нас чаша з пилом вдарила б про світові запаси продовольства
by Тім Радфорд
Коли Великі рівнини США знову постраждають від стійкої посухи, світові запаси продовольства відчують спеку.
Піднімаються моря: щоб зберегти людей в безпеці, нехай природа формує узбережжя
Піднімаються моря: щоб зберегти людей в безпеці, нехай природа формує узбережжя
by Іріс Мьоллер
Навіть за найконсервативніших сценаріїв зміни клімату рівень моря на 30 см вище, ніж зараз, здається всім, але певним ...
Для досягнення нульових викидів уряд повинен вирішити перешкоди, що відводять людей від електромобілів
Для досягнення нульових викидів уряд повинен вирішити перешкоди, що відводять людей від електромобілів
by Swapnesh Masrani
Уряди Великобританії та Шотландії поставили амбітні цілі, щоб до 2050 та 2045 рр. Перетворитись на нульову економіку вуглецю ...
Величезні екосистеми можуть згортатися менше ніж за 50 років
Величезні екосистеми можуть згортатися менше ніж за 50 років
by John Dearing та ін
Ми знаємо, що екосистеми, що переживають стрес, можуть досягти того, що вони швидко руйнуються в щось дуже інше.
Нарешті, Індія серйозно сприймає кліматичну кризу
Нарешті, Індія серйозно сприймає кліматичну кризу
by Ніведіта Хандекар
З фінансовими втратами та великою кількістю загиблих від кліматичних катастроф постійно зростаючи, Індія нарешті ...