Zamiast węglem palą... żelazem. Dzięki temu do atmosfery nie trafia dwutlenek węgla
By
KopalniaWiedzy.pl, in Technologia
-
Similar Content
-
By KopalniaWiedzy.pl
Unikalną aplikację komputerową, która pozwoli małym i średnim piekarniom zoptymalizować procesy technologiczne, a tym samym ograniczyć marnotrawienie żywności i emisję CO2, opracowuje międzynarodowy zespół ekspertów z udziałem naukowców z Instytutu Rozrodu Zwierząt i Badań Żywności PAN w Olsztynie.
Aplikacja powstaje w ramach projektu PrO4Bake, finansowanego przez Wspólnotę Wiedzy i Innowacji w obszarze żywności EIT Food. Działania projektowe koordynuje Uniwersytet w Hohenheim (Niemcy) przy zaangażowaniu partnerów z przemysłu, m.in. firmy Siemens, oraz ośrodków naukowych z Polski, Danii, Szwecji, Hiszpanii i Włoch. Kilka tygodni temu PrO4Bake został nominowany do nagrody EIT Innovators Award 2020.
To, co nazywane jest odpadem piekarniczym, jest niczym innym jak efektem nadprodukcji lub niesprzedania wyrobów przez piekarnię. W polskich piekarniach powstaje średnio do kilku ton odpadów piekarniczych w tygodniu. To nie tylko ogromne marnotrawstwo żywności, ale także niepotrzebne zużycie energii. W przeciwieństwie do wielkoskalowej produkcji przemysłowej, małe i średnie piekarnie mogą odpowiedzieć indywidualnie na preferencje lokalnej społeczności. Zaproponowana w projekcie PrO4Bake aplikacja pozwoli takim piekarniom nie tylko dostosować asortyment produktów do oczekiwanego zapotrzebowania konsumentów, ale i zoptymalizować czas produkcji, efektywniej wykorzystać surowce i istniejące maszyny oraz wdrożyć energooszczędny proces produkcyjny. To z kolei pozwoli im zminimalizować ślad ekologiczny, zmniejszyć ilość generowanych odpadów, zużycie energii oraz emisję CO2.
W pierwszym etapie realizacji projektu pobierane są dane z procesów produkcji we współpracujących piekarniach. W Polsce to zadanie realizuje Instytut Rozrodu Zwierząt i Badań Żywności PAN w Olsztynie, który gromadzi informacje udostępniane przez małe i średnie piekarnie w województwie warmińsko-mazurskim. Jednym z kluczowych elementów opracowania algorytmu dla aplikacji będą też kompleksowe badania konsumenckie, prowadzone we wszystkich krajach uczestniczących w projekcie. Analiza ta uwzględni wymagania i oczekiwania konsumentów związane m.in. z pogodą czy okresami świątecznymi oraz akceptacją dla zmian dostępności produktów w ciągu dnia. Wszystkie te czynniki zostaną przetworzone za pomocą nowoczesnych narzędzi obliczeniowych, m.in. algorytmów ewolucyjnych i technologii cyfrowych bliźniaków, które pozwolą ekspertom z firmy Siemens stworzyć optymalny prototyp gotowy do komercjalizacji.
Opracowana aplikacja zostanie skomercjalizowana poprzez szereg szkoleń, tak aby umożliwić europejskim piekarniom dostosowanie asortymentu produktów do oczekiwanego zapotrzebowania konsumentów i wyprodukowanie w piekarni tylko takiej ilości, która będzie sprzedawana, a tym samym utrzymanie na jak najniższym poziomie zarówno ilości odpadów, jak i zużycia energii – mówi dr hab. inż. Małgorzata Wronkowska, koordynator projektu w IRZiBŻ PAN.
Projekt PrO4Bake rozpoczął się w 2020 roku i będzie trwał dwa lata.
« powrót do artykułu -
By KopalniaWiedzy.pl
Przed dwoma dniami odbyła się oficjalna uroczystość, podczas której zainaugurowano montaż reaktora termojądrowego, tokamaka ITER. Dziesięć lat po rozpoczęciu budowy projekt ITER wszedł w decydującą fazę. W miesiącach poprzedzających niedawną uroczystość do Francji dostarczono główne elementy tokamaka, w tym cewki toroidalne – jedna Europy i dwie z Japonii. Kilka dni przed uroczystością z Korei dotarła pierwsza część komory próżniowej.
Rozpoczynamy montaż ITER. To historyczny moment. Mija sto lat od chwili, gdy naukowcy zrozumieli, że Słońce i gwiazdy są zasilane przez fuzję jądrową, i sześć dekad od czasu, gdy w Związku Radzieckim zbudowano pierwszy tokamak. [...] Musimy jak najszybciej zastąpić paliwa kopalne [...] Posuwamy się do przodu tak szybko, jak to możliwe, mówił dyrektor generalny ITER, Bernard Bigot.
ITER ma być urządzeniem badawczym. Największym dotychczas zbudowanym tokamakiem i pierwszym, w którym uzyskany zostanie dodatni bilans energetyczny. Naukowcy od kilkudziesięciu lat pracują nad fuzją termojądrową, ale dopiero niedawno udało się uzyskać z takiej reakcji więcej energii niż w nią włożono. Dokonali tego w 2013 roku specjaliści z amerykańskiego National Ignition Facility.
Z fuzją termojądrową wiązane są olbrzymie nadzieje na uzyskanie źródła naprawdę czystej bezpiecznej energii. Różnica pomiędzy reaktorem fuzyjnym, a standardowym reaktorem atomowym polega na tym, że w reaktorze atomowym energię uzyskuje się z rozpadu ciężkich izotopów radioaktywnych. Zaś w elektrowni termojądrowej ma ona powstawać w wyniku łączenia się lekkich izotopów wodoru. Proces ten, podobny do procesów zachodzących w gwiazdach, niesie ze sobą dwie olbrzymie korzyści.
Po pierwsze w reaktorze termojądrowym nie może zajść niekontrolowana reakcja łańcuchowa, podobna do tej, jaka zaszła w Czarnobylu. Po drugie, nie powstają tam odpady radioaktywne, które trzeba by przez tysiące lat przechowywać w specjalnych bezpiecznych warunkach.
Fuzja jądrowa ma olbrzymi potencjał. Z 1 grama wodoru i trytu można teoretycznie uzyskać tyle energii, co ze spalenia 80 000 ton ropy naftowej. Deuter i tryt są łatwo dostępnymi, powszechnie występującymi na Ziemi pierwiastkami. ITAR zaś posłuży to badań i stworzenia technologii, które pozwolą na zbudowanie komercyjnych elektrowni fuzyjnych. Obecnie przewiduje się, że pierwszy zapłon ITER nastąpi w 2025 roku, a 10 lat później rozpoczną się regularne prace z kontrolowaną syntezą termojądrową.
Obecnie przewiduje się, że pierwsze komercyjne elektrownie termojądrowe powstaną w latach 50. obecnego wieku.
Uczestnikami projektu ITER są Unia Europejska, Chiny, Indie, Japonia, Korea Południowa, Rosja i Stany Zjednoczone. UE pokrywa 45,4% kosztów projektu, a pozostałe koszty są po równo (po 9,1%) podzielone pomiędzy resztę członków.
« powrót do artykułu -
By KopalniaWiedzy.pl
Oceany są tak czułe na poziom dwutlenku węgla w atmosferze, że zmniejszenie jego emisji szybko prowadzi do mniejszego pochłaniania go przez wodę. Autorzy najnowszych studiów uważają, że w bieżącym roku oceany pochłoną mniej CO2, gdyż w związku z epidemią COVID-19 ludzkość mniej go wyemitowała.
Galen McKinley z należącego do Columbia University Lamont-Doherty Earth Observatory uważa, że w bieżącym roku oceany nie będą kontynuowały obserwowanego od wielu lat trendu, zgodnie z którym każdego roku pochłaniają więcej węgla niż roku poprzedniego. Nie zdawaliśmy sobie sprawy z tego zjawiska, dopóki nie przeprowadziliśmy badań na temat wymuszania zewnętrznego. Sprawdzaliśmy w ich ramach, jak zmiany wzrostu koncentracji atmosferycznego dwutlenku węgla wpływają na zmiany jego pochłaniania przez ocean. Uzyskane wyniki nas zaskoczyły. Gdy zmniejszyliśmy emisję i tempo wzrostu koncentracji CO2, oceany wolniej go pochłaniały.
Autorzy raportu, którego wyniki opublikowano właśnie w AGU Advances, chcieli sprawdzić, co powoduje, że w ciągu ostatnich 30 lat oceany pochłaniały różną ilość dwutlenku węgla. Takie badania pozwalają lepiej przewidywać zmiany klimatyczne i reakcję oceanów na nie.
Oceany są tym środowiskiem, które absorbuje największą ilość CO2 z atmosfery. Odgrywają więc kluczową rolę w ochronie planety przed ociepleniem spowodowanym antropogeniczną emisją dwutlenku węgla. Szacuje się, że oceany pochłonęły niemal 40% całego CO2 wyemitowanego przez ludzkość od początku epoki przemysłowej. Naukowcy nie rozumieją jednak, skąd bierze się zmienne tempo pochłaniania węgla. Od dawna zastanawiają się np., dlaczego na początku lat 90. przez krótki czas pochłaniały więcej CO2, a później tempo pochłaniania zwolniało do roku 2001.
McKinley i jej koledzy wykorzystali różne modele za pomocą których sprawdzali i analizowali różne scenariusza pochłaniania dwutlenku węgla i porównywali je z tym, co działo się w latach 1980–2017. Okazało się, że zmniejszenie pochłaniania dwutlenku węgla w latach 90. najlepiej można wyjaśnić przez zmniejszenie jego emisji. W tym bowiem czasie z jednej strony poprawiono wydajność procesów przemysłowych i doszło do upadku ZSRR, a gospodarki jego byłych satelitów przeżywały poważny kryzys. Stąd spowolnienie pochłaniania w latach 90. Skąd zaś wzięło się krótkotrwałe przyspieszenie tego procesu na początku lat 90? Przyczyną była wielka erupcja wulkanu Pinatubo na Filipinach z roku 1991.
Jednym z kluczowych odkryć było stwierdzenie, że takie wydarzenia jak erupcja wulkanu Pinatubo mogą odgrywać ważną rolę w zmianach reakcji oceanów na obecność węgla w atmosferze, wyjaśnia współautor badań Yassir Eddebbar ze Scripps Institution of Oceanography.
Erupcja Pinatubo była drugą największą erupcją wulkaniczną w XX wieku. Szacuje się, że wulkan wyrzucił 20 milionów ton gazów i popiołów. Naukowcy odkryli, że z tego powodu w latach 1992–1993 oceany pochłaniały więcej dwutlenku węgla. Później ta ilość zaczęła spadać i spadała do roku 2001, kiedy to ludzkość zwiększyła emisję, co pociągnęło za sobą też zwiększenie pochłaniania przez oceany.
McKinley i jej zespół chcą teraz bardziej szczegółowo zbadać wpływ Pinatubo na światowy klimat i na oceany oraz przekonać się, czy rzeczywiście, zgodnie z ich przewidywaniami, zmniejszenie emisji z powodu COVID-19 będzie skutkowało zmniejszeniem pochłaniania CO2.
Uczona zauważa, że z powyższych badań wynika jeszcze jeden, zaskakujący wniosek. Gdy obniżymy antropogeniczną emisję dwutlenku węgla, oceany będą mniej go wchłaniały, więc nie będą kompensowały emisji w tak dużym stopniu jak w przeszłości. Ten dodatkowy, niepochłonięty przez oceany, węgiel pozostanie w atmosferze i przyczyni się do dodatkowego ocieplenia.
Musimy przedyskutować ten mechanizm. Ludzie muszą rozumieć, że po obniżeniu emisji nastąpi okres, gdy i ocean obniży swoją efektywność jako miejsce pochłaniania węgla, mówi McKinley.
« powrót do artykułu -
By KopalniaWiedzy.pl
Arktyka to jedno z najszybciej ocieplających się miejsc na Ziemi. Wiemy, że ocieplanie się przyspieszają roztapiające się śniegi i lody, że przyczynia się do niego zmiana cyrkulacji atmosferycznej. Jest wiele powodów, dla którego to w Arktyce ocieplenie zachodzi wyjątkowo szybko. Teraz naukowcy uważają, że znaleźli dodatkowy czynnik. A są nim... drzewa.
Nie tylko zresztą drzewa, ale w ogóle rośliny mogą mieć niespodziewany wpływ na globalne ocieplenie.
Gdy w atmosferze rośnie ilość dwutlenku węgla, rośliny bardziej wydajnie przeprowadzają fotosyntezę. Bardziej wydajny proces oznacza często mniejsze straty wody, czyli mniejsze parowanie z roślin. Parowanie zaś jest procesem powiązanym z chłodzeniem. Jeśli się ono zmniejsza, otoczenie ogrzewa się. I właśnie na ten proces zwrócili uwagę naukowcy z University of Edinburgh na łamach Nature Communications.
Dotychczas przegapiano wpływy roślin. To badanie pokazuje wpływ roślinności na ocieplanie się Arktyki w warunkach zwiększonej koncentracji CO2 w atmosferze, mówi współautor badań Jin-Soo Kim.
Naukowcy wykorzystali modele klimatyczne, w których uwzględnili parowanie z roślin. Modele te wykazały, że wraz z rosnącym poziomem atmosferycznego dwutlenku węgla rośliny na półkuli północnej tracą mniej wody. W wyniku tego procesu poszczególne regiony ocieplają się bardziej niż wynikałoby z samej tylko zmiany klimatu.
Autorzy badań szacują, że opisany przez nich wpływ roślin jest odpowiedzialny za niemal 10% ocieplenia w Arktyce i nawet 28% ocieplenia na niższych szerokościach półkuli północnej. Podkreślają jednocześnie, że ich szacunki obarczone są sporym marginesem błędu.
Podczas badań naukowcy wykorzystali 8 modeli i porównali je między sobą. Okazało się, że istnieją spore różnice w uzyskiwanych wynikach dotyczących wpływu roślin na ocieplanie się Arktyki. Może się tak dziać zarówno z powodu sporej niepewności odnośnie reakcji lodu morskiego na ocieplający się klimat jak i z powodu braku zgody w środowisku naukowym odnośnie wpływu zwiększonej koncentracji CO2 na rośliny. Z jednej strony gdy mamy więcej dwutlenku węgla w atmosferze, rośliny nie muszą tak szeroko otwierać aparatów szparkowych, więc tracą mniej wody. Z drugiej strony CO2 może czasem przyspieszać wzrost roślin. A jeśli roślin jest więcej, to mamy i większe parowanie. Te oba zjawiska – większy wzrost roślin i mniejsze rozwarcie aparatów szparkowych – mogą mieć przeciwny wpływ na lokalne temperatury.
Omawiane tutaj badanie sugeruje jednak, że silniejszy jest wpływ zmian w otwarciu aparatów szparkowych. W wielu ekosystemach nie obserwujemy takiego wzrostu roślin, jaki naiwnie założyliśmy myśląc o wzroście stężenia CO2, mówi doktor Leander Anderegg z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley.
« powrót do artykułu -
By KopalniaWiedzy.pl
Pod koniec triasu poziom atmosferycznego CO2 był podobny, jak ten, przewidywany dla poziomu w XXI wieku. Trias trwał od 252 do 201 milionów lat temu. Rozpoczął się i zakończył dużym wymieraniem gatunków. Na łamach Nature Communications naukowcy opisali wyniki badań nad bazaltami z formacji Central Atlantic Magmatic Province (CAMP).
Naukowcy z Uniwersytetów w Padwie, Budapeszcie, Tomsku, Oslo, Leeds oraz z kanadyjskiego McGill University i z Sorbony przeanalizowali 200 skał, w których były uwięzione bąble powietrza. Najpierw upewnili się, że zawarty w nich dwutlenek węgla rzeczywiście pochodzi z atmosfery. Następnie przeprowadzili analizy, które pozwoliły im obliczyć stężenie CO2 w atmosferze, w czasie, gdy bąble zostały w magmie uwięzione.
CAMP to największa na Ziemi wielka pokrywa lawowa. Pokrywa ona powierzchnię około 11 milionów kilometrów kwadratowych. CAMP powstała przed około 201 milionami lat. Doszło wówczas do serii czterech gigantycznych erupcji, z których każda trwała od kilkuset do kilku tysięcy lat. W wyniku tych wydarzeń na powierzchnię wydostały się nawet 3 miliony km3 magmy.
Teraz dowiadujemy się, że podczas takich długotrwałych erupcji do atmosfery przedostało się wystarczająco dużo CO2, by zwiększyć średnie temperatury na Ziemi o 2 stopnie Celsjusza. Masowe wymieranie, które było następstwem tych erupcji, doprowadziło do wyginięcia około 75% gatunków i otworzyło drogę do dominacji dinozaurów.
« powrót do artykułu
-
-
Recently Browsing 0 members
No registered users viewing this page.