Будущее покажут
Зеленая энергетика быстро растет — этого требуют и климатическая повестка, и потребности рынка. Представляем пять прорывных технологий, которые могут кардинально изменить расклад в энергетике в самом ближайшем будущем
Преобразование солнечной энергии в жидкое топливо
Китайские ученые работают над этим проектом с 2001 года и только сейчас достигли успеха — показали общественности технологию преобразования солнечной энергии в жидкое топливо с содержанием метанола 99,5%.
Как это происходит? Солнечные батареи превращают свет в энергию, с помощью которой молекулы воды расщепляются на водород и кислород. Полученный водород на последнем этапе соединяется с оксидом углерода — получается метанол, который, в отличие от нефти и угля, сгорает чисто.
Сегодня на долю Китая приходится около трети всех мировых выбросов углекислого газа. Если солнечную энергию направить на синтез метанола, эти выбросы можно существенно снизить.
Получение керосина с помощью электролиза воды
Из-за пандемии объемы авиаперевозок снизились, но даже это не смогло сдержать рост спроса на авиакеросин. Потребность в нем — одна из причин роста добычи нефти во всем мире.
Сегодня на авиацию приходится 2,5% глобальных выбросов углекислого газа (для России этот показатель равен 1,5%), но, как ожидается, эта доля будет расти, поскольку число пассажиров может удвоиться в ближайшие 20 лет. Это делает вопрос об альтернативных источниках энергии все более актуальным.
В 2021 году стартовало первое промышленное производство синтетического авиационного топлива, для которого не нужна нефть. Экологичное горючее получают методом электролиза воды, используя возобновляемые источники энергии (ВИЭ) и соединяя выделяющийся водород с CO2, который образуется при производстве биогаза.
Использование энергии ветра в городах
Потенциал у энергии ветра сложно оценить, но он огромен. Сегодня на ветряную энергию приходится только 10–12%. У ветряков, оказывается, есть и противники — например, орнитологи говорят о гибели птиц, попадающих в лопасти. Сегодня большие ВЭС находятся в основном в полях или в море. В городах строят только маленькие станции. Но совсем недавно публике был представлен новый способ собирать энергию ветра. Специалисты из США изобрели плоскую турбину, которую можно встраивать прямо в стены зданий.
По расчетам ученых, силы ветра в городах (особенно в прибрежных) достаточно для того, чтобы покрывать потребности многоквартирных домов. Да и птицы в такие турбины попадать не будут.
Стекло, преобразующее солнечный свет в энергию
Еще одна важная технология, которая способна изменить формат частного энергопотребления, — фотовольтаическое стекло. Его еще называют «гибким стеклом», оно не так громоздко и не требует столько места, сколько обычные солнечные батареи. Фотовольтаику изготавливают из прозрачных закаленных фотоэлементов, которые пропускают дневной свет и одновременно производят энергию. Ими просто заменяют строительные элементы здания: окна, крыши, стены, и используют производимую энергию на обслуживание дома.
Среднегодовой темп роста в этом секторе — 30%. Это одна из самых быстрорастущих технологий, востребованных прямо здесь и сейчас. Она позволяет снизить затраты на обслуживание батарей и продлить срок их службы.
Технология, «собирающая» углекислый газ из атмосферы
Декарбонизация экономики — главный вызов ближайших десятилетий. Все открытия, о которых мы писали выше, призваны сократить углеродный след, а последнее из нашего перечня собирает то, что уже выпущено в атмосферу.
Совсем недавно в Исландии заработал крупнейший в мире завод по очищению атмосферы от углекислого газа. Предприятие работает по технологии «прямого захвата» углекислого газа из воздуха, который извлекается непосредственно из атмосферы, а затем разными способами хранится или перерабатывается, например, для производства синтетического топлива или газированных напитков. Мощность завода позволяет откачивать из атмосферы до 4000 тонн углекислого газа, что эквивалентно ежегодным выхлопам примерно 790 автомобилей.
Конечно, такой завод не способен в одиночку снизить углеродную нагрузку на атмосферу, но это, безусловно, большой шаг в зеленом направлении.
Фото: Onyxsolar.com, Karolis Kavolelis / Shutterstock.com, Esc Leo / Shutterstock.com, Shutterstock.com