Charakterystyka, zalety i przykłady czystych technologii

4980
David Holt

Plik Czyste technologie to te praktyki technologiczne, które próbują zminimalizować wpływ na środowisko, który jest zwykle generowany podczas całej działalności człowieka. Ten zestaw praktyk technologicznych obejmuje różne rodzaje działalności człowieka, wytwarzanie energii, budownictwo i najróżniejsze procesy przemysłowe..

Wspólnym czynnikiem, który je łączy, jest ich cel, jakim jest ochrona środowiska i optymalizacja wykorzystywanych zasobów naturalnych. Jednak czyste technologie nie były w pełni skuteczne w powstrzymywaniu szkód w środowisku powodowanych przez działalność gospodarczą człowieka..

Rysunek 1. Panele słoneczne. Lito Encinas [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)], źródło Wikimedia Commons

Jako przykłady obszarów, na które wpłynęły czyste technologie, możemy wymienić:

  • W wykorzystaniu odnawialnych i niezanieczyszczających źródeł energii.
  • W procesach przemysłowych przy minimalizacji ścieków i emisji toksycznych zanieczyszczeń.
  • W produkcji dóbr konsumpcyjnych i ich cyklu życia, przy minimalnym wpływie na środowisko.
  • W rozwoju zrównoważonych praktyk rolniczych.
  • W rozwoju technik połowowych, które chronią faunę morską.
  • W zrównoważonym budownictwie i urbanistyce m.in..

Indeks artykułów

  • 1 Przegląd czystych technologii
    • 1.1 Tło
    • 1.2 Cele
    • 1.3 Charakterystyka czystych technologii
  • 2 Rodzaje czystych technologii
  • 3 Trudności we wdrażaniu czystych technologii
  • 4 Główne czyste technologie stosowane do wytwarzania energii: zalety i wady
    • 4.1 -Energia słoneczna
    • 4.2 -Energia wiatru
    • 4.3 -Energia geotermalna
    • 4.4 -Energia pływów i fal
    • 4,5 - Energia hydrauliczna
  • 5 Inne przykłady zastosowań technologii czystych
  • 6 Odnośniki

Przegląd czystych technologii

tło

Obecny model rozwoju gospodarczego spowodował poważne szkody w środowisku. Innowacje technologiczne zwane „czystymi technologiami”, które mają mniejszy wpływ na środowisko, wydają się być obiecującą alternatywą umożliwiającą pogodzenie rozwoju gospodarczego z ochroną środowiska.

Rozwój sektora czystych technologii narodził się na początku 2000 roku i rozwija się w pierwszej dekadzie tysiąclecia do dziś. Czyste technologie to rewolucja lub zmiana modelu zarządzania technologią i środowiskiem.

cele

Czyste technologie mają następujące cele:

  • Zminimalizuj wpływ działalności człowieka na środowisko.
  • Optymalizuj wykorzystanie zasobów naturalnych i chroń środowisko.
  • Pomóż krajom rozwijającym się osiągnąć zrównoważony rozwój.
  • Współpracuj w celu zmniejszenia zanieczyszczenia generowanego przez kraje rozwinięte.

Charakterystyka czystych technologii

Czyste technologie charakteryzują się innowacyjnością i nastawieniem na zrównoważony charakter działalności człowieka, dążeniem do zachowania zasobów naturalnych (m.in. energii i wody) oraz optymalizacji ich wykorzystania.

Te innowacje mają na celu zmniejszenie emisji gazów cieplarnianych, głównych przyczyn globalnego ocieplenia. Dlatego można powiedzieć, że odgrywają one bardzo ważną rolę w łagodzeniu i adaptacji do globalnych zmian klimatycznych..

Czyste technologie obejmują szeroki zakres technologii środowiskowych, takich jak między innymi energia odnawialna, efektywność energetyczna, magazynowanie energii, nowe materiały..

Rodzaje czystych technologii

Czyste technologie można podzielić ze względu na ich obszary działania w następujący sposób:

  • Technologie stosowane przy projektowaniu urządzeń wykorzystujących odnawialne, niezanieczyszczające źródła energii.
  • Czyste technologie stosowane „na końcu rury”, które mają na celu redukcję emisji i toksycznych ścieków przemysłowych.
  • Czyste technologie modyfikujące istniejące procesy produkcyjne.
  • Nowe procesy produkcyjne z czystymi technologiami.
  • Czyste technologie, które zmieniają istniejące sposoby konsumpcji, stosowane przy projektowaniu niezanieczyszczających produktów nadających się do recyklingu.

Trudności we wdrażaniu czystych technologii

Obecnie istnieje duże zainteresowanie analizą procesów produkcyjnych i dostosowaniem ich do tych nowych, bardziej przyjaznych dla środowiska technologii..

W tym celu należy ocenić, czy opracowane czyste technologie są wystarczająco skuteczne i niezawodne w rozwiązywaniu problemów środowiskowych..

Przejście od technologii konwencjonalnych do technologii czystych wiąże się również z kilkoma przeszkodami i trudnościami, takimi jak:

  • Niedobór istniejących informacji o tych technologiach.
  • Brak wyszkolonego personelu do jego stosowania.
  • Wysoki koszt ekonomiczny niezbędnej inwestycji.
  • Pokonaj strach przedsiębiorców przed ryzykiem podjęcia niezbędnych inwestycji ekonomicznych.

Major T.Czyste technologie stosowane w energetyce: zalety i wady

Wśród czystych technologii stosowanych do produkcji energii są:

-Energia słoneczna

Energia słoneczna to energia pochodząca z promieniowania słońca na planecie Ziemia. Energia ta była wykorzystywana przez człowieka od czasów starożytnych, z prymitywnymi, prymitywnymi technologiami, które ewoluowały w tzw. Czyste technologie, które są coraz bardziej wyrafinowane..

Obecnie światło i ciepło słoneczne są wykorzystywane poprzez różne technologie wychwytywania, przetwarzania i dystrybucji..

Istnieją urządzenia do wychwytywania energii słonecznej, takie jak ogniwa fotowoltaiczne lub panele słoneczne, w których energia ze światła słonecznego wytwarza energię elektryczną, oraz kolektory ciepła zwane heliostatami lub kolektorami słonecznymi. Te dwa typy urządzeń stanowią podstawę tzw. „Aktywnych technologii słonecznych”.

Natomiast „pasywne technologie słoneczne” odnoszą się do technik architektury i budowy domów i miejsc pracy, gdzie najkorzystniejsza orientacja dla maksymalnego nasłonecznienia, materiały pochłaniające lub emitujące ciepło w zależności od klimatu miejsca i / lub umożliwiające rozproszenie lub wejście światła i wewnętrzne przestrzenie z naturalną wentylacją.

Techniki te sprzyjają oszczędzaniu energii elektrycznej na potrzeby klimatyzacji (chłodzenie lub ogrzewanie klimatyzacji).

Zalety wykorzystania energii słonecznej

  • Słońce jest źródłem czystej energii, która nie powoduje emisji gazów cieplarnianych.
  • Energia słoneczna jest tania i niewyczerpana.
  • Jest to energia niezależna od importu ropy.

Wady wykorzystania energii słonecznej

  • Produkcja paneli słonecznych wymaga metali i niemetali pochodzących z górnictwa wydobywczego, co ma negatywny wpływ na środowisko.

-Moc wiatru

Energia wiatru to energia, która wykorzystuje siłę ruchu wiatru; energię tę można przekształcić w energię elektryczną za pomocą turbin generatora.

Słowo „eolian” pochodzi od greckiego słowa Aeolus, imię boga wiatrów w mitologii greckiej.

Energia wiatru jest wykorzystywana przez urządzenia zwane turbinami wiatrowymi w farmach wiatrowych. Turbiny wiatrowe mają łopatki, które poruszają się wraz z wiatrem, połączone z turbinami wytwarzającymi energię elektryczną, a następnie z sieciami, które ją rozprowadzają.

Farmy wiatrowe wytwarzają tańszą energię elektryczną niż ta wytwarzana przez technologie konwencjonalne, w oparciu o spalanie paliw kopalnych, są też małe turbiny wiatrowe, które są przydatne na odległych obszarach, które nie mają połączenia z sieciami dystrybucji energii elektrycznej..

Rysunek 2. Farma wiatrowa. Źródło: Victor Salvador Vilariño [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)], źródło Wikimedia Commons

Obecnie powstają morskie farmy wiatrowe, w których energia wiatrowa jest bardziej intensywna i stała, ale koszty utrzymania są wyższe..

Wiatry są w przybliżeniu przewidywalnymi i stabilnymi zdarzeniami w ciągu roku w określonym miejscu na planecie, chociaż mają również istotne różnice, dlatego mogą być wykorzystywane jedynie jako dodatkowe źródło energii, jako zapasowe, dla energii konwencjonalnych..

Zalety energii wiatru

  • Energia wiatrowa jest odnawialna.
  • To niewyczerpana energia.
  • To jest ekonomiczne.
  • Wywiera niewielki wpływ na środowisko.

Wady energii wiatru

  • Energia wiatru jest zmienna, dlatego produkcja energii wiatrowej nie może być stała.
  • Budowa turbiny wiatrowej jest droga.
  • Turbiny wiatrowe stanowią zagrożenie dla fauny ptaków, ponieważ są przyczyną śmierci w wyniku uderzenia lub kolizji..
  • Energia wiatru powoduje zanieczyszczenie hałasem.

-Energia geotermalna

Energia geotermalna to rodzaj czystej, odnawialnej energii, która wykorzystuje ciepło z wnętrza Ziemi; Ciepło to jest przenoszone przez skały i wodę i może być wykorzystywane do wytwarzania energii elektrycznej.

Słowo geotermalny pochodzi od greckiego „geo”: Ziemia i „termos”: ciepło.

Wewnątrz planety panuje wysoka temperatura, która rośnie wraz z głębokością. W podglebie występują głębokie wody podziemne zwane wodami freatycznymi; wody te nagrzewają się i w niektórych miejscach wypływają na powierzchnię w postaci gorących źródeł lub gejzerów.

Obecnie istnieją techniki lokalizowania, wiercenia i pompowania tych gorących wód, które ułatwiają wykorzystanie energii geotermalnej w różnych miejscach na naszej planecie..

Zalety energii geotermalnej

  • Energia geotermalna to źródło czystej energii, która ogranicza emisję gazów cieplarnianych.
  • Wytwarza minimalną ilość odpadów i znacznie mniej szkód dla środowiska niż energia elektryczna wytwarzana z konwencjonalnych źródeł, takich jak węgiel i ropa.
  • Nie powoduje zanieczyszczenia dźwiękiem ani hałasem.
  • Jest to stosunkowo tanie źródło energii.
  • To niewyczerpany zasób.
  • Zajmuje małe obszary ziemi.

Wady energii geotermalnej

  • Energia geotermalna może powodować śmiercionośne opary kwasu siarkowego.
  • Wiercenie może spowodować zanieczyszczenie pobliskich wód gruntowych arszenikiem, amoniakiem i innymi niebezpiecznymi toksynami..
  • Jest to energia, która nie jest dostępna we wszystkich miejscowościach.
  • W tak zwanych „suchych zbiornikach”, gdzie na płytkiej głębokości znajdują się tylko gorące skały, a woda musi być wtryskiwana, aby się nagrzała, mogą wystąpić trzęsienia ziemi z pęknięciem skały..

-Energia pływów i fal

Energia pływów wykorzystuje energię kinetyczną lub ruchową pływów morskich. Energia fal (zwana również energią fal) wykorzystuje energię ruchu fal oceanicznych do wytwarzania energii elektrycznej.

Rysunek 3. Energia fal. Źródło: P123 [domena publiczna], z Wikimedia Commons

Zalety energii pływów i fal

  • Są to odnawialne, niewyczerpane energie.
  • Przy produkcji obu rodzajów energii nie ma emisji gazów cieplarnianych.
  • W odniesieniu do energii fal łatwiej jest przewidzieć optymalne warunki wytwarzania niż w przypadku innych czystych odnawialnych źródeł energii.

Wady energii pływów i fal

  • Oba źródła energii mają negatywny wpływ na ekosystemy morskie i przybrzeżne.
  • Początkowa inwestycja ekonomiczna jest wysoka.
  • Jego użycie jest ograniczone do obszarów morskich i przybrzeżnych.

-Energia hydrauliczna

Energia hydrauliczna pochodzi z wód rzek, strumieni i wodospadów lub wodospadów słodkowodnych. Do jej wytwarzania buduje się tamy, w których wykorzystywana jest energia kinetyczna wody, która za pośrednictwem turbin jest przekształcana w energię elektryczną.

Zaleta energii wodnej

  • Energia wodna jest stosunkowo tania i nie zanieczyszcza środowiska.

Wady energii wodnej

  • Budowa zapór wodnych powoduje wycinkę dużych obszarów lasów i poważne zniszczenia towarzyszących im ekosystemów.
  • Infrastruktura jest kosztowna finansowo.
  • Produkcja energii hydraulicznej zależy od klimatu i obfitości wody.

Inne przykłady zastosowań cleantech

Energia elektryczna wytwarzana w nanorurkach węglowych

Wyprodukowano urządzenia wytwarzające prąd stały przez wystrzeliwanie elektronów przez nanorurki węglowe (bardzo małe włókna węglowe).

Tego typu urządzenie zwane „termoenergetą” może dostarczyć taką samą ilość energii elektrycznej jak zwykła bateria litowa, będąc stukrotnie mniejszą.

Płytki słoneczne

Są to płytki działające jak panele słoneczne, wykonane z cienkich ogniw miedzi, indu, galu i selenu. Dachówki solarne w przeciwieństwie do paneli słonecznych nie wymagają dużych otwartych przestrzeni do budowy parków słonecznych.

Technologia Zenith Solar

Ta nowa technologia została opracowana przez izraelską firmę; wykorzystuje energię słoneczną, zbierając promieniowanie za pomocą zakrzywionych luster, których wydajność jest pięciokrotnie większa niż w przypadku konwencjonalnych paneli słonecznych.

Gospodarstwa pionowe

Działalność rolnicza, hodowlana, przemysł, budownictwo i urbanistyka zajęły i zdegradowały dużą część gleb planety. Rozwiązaniem problemu niedoboru gleb urodzajnych są tzw. Gospodarstwa wertykalne.

Gospodarstwa wertykalne na obszarach miejskich i przemysłowych zapewniają obszary uprawne bez użytkowania lub degradacji gleb. Dodatkowo są to strefy wegetacyjne, które zużywają COdwa -znany gaz cieplarniany- i produkuje tlen poprzez fotosyntezę.

Uprawy hydroponiczne w wirujących rzędach

Ten rodzaj uprawy hydroponicznej w wirujących rzędach, jeden na drugim, pozwala na odpowiednie nasłonecznienie każdej rośliny i oszczędność w zużyciu wody..

Wydajne i ekonomiczne silniki elektryczne

Są to silniki, które mają zerową emisję gazów cieplarnianych, takich jak dwutlenek węgla COdwa, dwutlenek siarki SOdwa, tlenek azotu NO, a zatem nie przyczyniają się do globalnego ocieplenia planety.

Żarówki energooszczędne

Brak zawartości rtęci, bardzo toksyczny ciekły metal i zanieczyszczający środowisko.

Sprzęt elektroniczny

Wykonane z materiałów niezawierających cyny, metalu zanieczyszczającego środowisko.

Uzdatnianie biologiczne oczyszczania wody

Oczyszczanie wody za pomocą mikroorganizmów, takich jak bakterie.

Zarządzanie odpadami stałymi

Z kompostowaniem odpadów organicznych i recyklingiem papieru, szkła, tworzyw sztucznych i metali.

Inteligentne okna

W którym dopływ światła jest samoregulujący, co pozwala na oszczędność energii i kontrolę temperatury wewnętrznej pomieszczeń.

Wytwarzanie energii elektrycznej przez bakterie

Są one genetycznie modyfikowane i rosną na zużytym oleju.

Panele słoneczne w aerozolu

Są wytwarzane z nanomateriałów (materiałów prezentowanych w bardzo małych wymiarach, takich jak bardzo drobne proszki), które szybko i skutecznie pochłaniają światło słoneczne.

Bioremediacja

Obejmuje rekultywację (odkażanie) wód powierzchniowych, wód głębinowych, osadów przemysłowych i gleb zanieczyszczonych metalami, substancjami agrochemicznymi lub odpadami ropopochodnymi i ich pochodnymi poprzez biologiczną obróbkę mikroorganizmami.

Bibliografia

  1. Aghion, P., David, P. and Foray, D. (2009). Nauka, technologia i innowacje na rzecz wzrostu gospodarczego. Journal of Research Policy. 38 (4): 681–693. doi: 10.1016 / j.respol.2009.01.016
  2. Dechezlepretre, A., Glachant, M. and Meniere, Y. (2008). Mechanizm czystego rozwoju i międzynarodowa dyfuzja technologii: badanie empiryczne. Polityka energetyczna. 36: 1273-1283.
  3. Dresselhaus, M. S. i Thomas, I.L. (2001). Alternatywne technologie energetyczne. Natura. 414: 332-337.
  4. Kemp, R. i Volpi, M. (2007). Rozpowszechnianie czystych technologii: przegląd z sugestiami dotyczącymi przyszłej analizy dyfuzji. Dziennik Czystszej Produkcji. 16 (1): S14-S21.
  5. Zangeneh, A., Jadhid, S. i Rahimi-Kian, A. (2009). Strategia promocji czystych technologii w planowaniu ekspansji generacji rozproszonej. Journal of Renewable Energy. 34 (12): 2765–2773. doi: 10.1016 / j.renene.2009.06.018

Jeszcze bez komentarzy