Ekologiczne paliwo lotnicze z energii słonecznej, pary wodnej i dwutlenku węgla z powietrza
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Technologia
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Naukowcy pracujący nad Global Carbon Project, informują, że w bieżącym roku emisja CO2 ze spalania paliw kopalnych osiągnie rekordowo wysoki poziom. Z szacunków wynika, że do końca bieżącego roku ludzkość, spalając paliwa kopalne, wyemituje do atmosfery 37,4 miliardów ton dwutlenku węgla. To o 0,8% więcej niż w roku ubiegłym. Do tego należy dodać emisję związaną ze zmianami w użytkowaniu gruntów (np. wycinkę lasów), z której emisja wyniesie 4,2 miliarda ton. W sumie więc tegoroczna antropogeniczna emisja dwutlenku węgla osiągnie 41,6 miliarda ton, czyli o miliard ton więcej, niż w roku ubiegłym.
W ciągu ostatniej dekady emisja ze spalania paliw kopalnych rosła, a z użytkowania gruntów zmalała aż o 20%, dzięki czemu średni poziom emisji utrzymywał się mniej więcej na tym samym poziomie. W bieżącym roku jest jednak inaczej. Rośnie zarówno emisja z paliw, jak i ze zmian użytkowania gruntu. W tym drugim przypadku jest to w znacznej mierze spowodowane przez susze, które pogarszają emisję ze zdegradowanych przez człowieka lasów.
Pomimo rosnącej emisji autorzy raportu wykazują umiarkowany optymizm. Mówią, że po raz pierwszy widać wyraźnie, iż zmniejszanie wycinki lasów w ostatnich dekadach przynosi efekty, a coraz większy udział energii odnawialnej zarówno w energetyce, jak i transporcie, pokazuje, że szczyt zużycia paliw kopalnych jest coraz bliżej. Wciąż jednak nie wiadomo, jak odległy jest moment, gdy użycie paliw kopalnych zacznie spadać.
Z przeprowadzonych szacunków wynika, że w roku bieżącym – w porównaniu z rokiem ubiegłym – emisja CO2 z węgla wzrośnie o 0,2%, z ropy naftowej o 0,9%, a z gazu o 2,4%. Udział tych paliw w emisji będzie wynosił, odpowiednio 41%, 32% i 21%. Uczeni przewidują, że emisja Chin, które odpowiadają obecnie za 32% emisji światowej, wzrośnie o 0,2%, chociaż możliwy jest też niewielki spadek. USA (13% globalnej emisji) zmniejszą swoją emisję o 0,6%. Indie (8% emisji CO2), wyemitują w bieżącym roku o 4,6% więcej niż w ubiegłym, a emisja UE (7%) zmniejszy się o 3,8%. Cała reszta świata wyemituje o 1,1% dwutlenku węgla więcej, niż w roku ubiegłym.
Szacunki mówią też, że lotnictwo i transport morski, które emitują 3% całości CO2, a z których emisje nie są przypisywane do żadnego kraju, wyemitują o 7,8% więcej, ale wciąż będzie to o 3,5% mniej niż z czasów sprzed pandemii. Średni poziom CO2 w atmosferze w 2024 roku wyniesie 422,5 części na milion. To o 2,8 części na milion więcej niż w roku ubiegłym i o 52% więcej, niż w okresie przedprzemysłowym.
Naukowcy zauważają też, że zjawisko El Niño doprowadziło do zmniejszenia absorpcji atmosferycznego CO2 przez ekosystemy w roku 2023, jednak sytuacja wkrótce powinna wrócić do normy. Lądy i oceany wciąż pochłaniają około połowy CO2 emitowanego przez człowieka.
Uczeni z Global Carbon Budget uważają, że obecnie istnieje 50% ryzyko, że już za 6 lat każdy kolejny rok będzie o co najmniej 1,5 stopnia Celsjusza cieplejszy niż w okresie preindustrialnym. Stwierdzają również, że niemal skończył się czas, by powstrzymać globalne ocieplenie na poziomie poniżej 1,5 stopnia Celsjusza.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Oceany pochłaniają około 26% dwutlenku węgla emitowanego przez człowieka. Są więc niezwykle ważnym czynnikiem zmniejszającym nasz negatywny wpływ na atmosferę. Większość tego węgla – około 70% – wykorzystuje fitoplankton i inne organizmy żywe. Gdy one giną, resztki ich ciał opadają w postaci przypominającej płatki śniegu. Ten zawierający węgiel „śnieg” zalega na dnie, jest przykrywany osadami i pozostaje bezpiecznie zamknięty na bardzo długi czas, nie trafiając z powrotem do atmosfery. Jednak badania, których wyniki ukazały się właśnie na łamach Science wskazują, że proces ten nie wygląda tak prosto, jak byśmy chcieli.
Grupa naukowców z Uniwersytetu Stanforda, Woods Hole Oceanographic Institution oraz Rutgers University zbudowała specjalny mikroskop, potocznie nazwany Gravity Machine, który pozwala badać mikroorganizmy i inne niewielkie elementy występujące w kolumnie wody o dowolnej długości. Okazało się, że „morski śnieg” nie opada na dno tak szybko, jak sądziła nauka. Mikroskop pozwolił na symulowanie zachowania „śniegu” w środowisku naturalnym i okazało się, że „płatki śniegu” ciągną za sobą śluzowe warkocze, która spowalniają ich opadanie. Czasem warkocze te całkowicie uniemożliwiają opadnięcie i „śnieg” pozostaje zawieszony w górnych częściach kolumny wody. Żyjące tam organizmy mogą go pochłaniać i w procesie oddychania wydalić do wody znajdujący się tam węgiel, a to z kolei zmniejsza tempo pochłaniania przez ocean CO2 z atmosfery.
Mikroskop, za pomocą którego prowadzono badania, wykorzystuje koło o średnicy kilkunastu centymetrów. Do koła naukowcy wlewali wodę pobraną w oceanie na różnych głębokościach. Koło się obracało, a obecne w wodzie mikroorganizmy mogły swobodnie opadać pod wpływem grawitacji. Dzięki ruchowi obrotowemu koła, mikroorganizmy mogły bez końca opadać, w ten sposób możliwe jest symulowanie opadania na dowolną odległość. Temperatura, oświetlenie i ciśnienie wewnątrz koła dobiera jest odpowiednio do symulowanej głębokości, na której „znajduje się” badana próbka. Jednocześnie to, co dzieje się w próbce jest bez przerwy monitorowane za pomocą mikroskopu.
Dzięki takiej konstrukcji instrumentu badawczego zauważono, że poszczególne „płatki śniegu” tworzą, niewidoczną goły okiem, śluzowatą strukturę ciągnącą się na podobieństwo warkocza komety. Odkrycia warkocza dokonano, gdy do próbki dodano niewielkie mikrokoraliki, by zbadać, jak będą one przepływały wokół „płatków”. Zauważyliśmy, że koraliki utknęły w czymś niewidzialnym, co ciągnęło się za płatkami, mówi jeden z badaczy. Bliższe badania pokazały, że ten śluzowaty warkocz dwukrotnie wydłuża czas pobytu „płatków” w górnych 100 metrach kolumny wody.
Odkrycie pokazuje, że proces pochłaniania węgla przez oceany jest bardziej złożony niż sądziliśmy. Jest jednak mało prawdopodobne, by oznaczało ono, że oceany pochłaniają mniej węgla, niż sądzimy. Ilość tego węgla została bowiem określona metodami empirycznymi, więc wpływ warkocza został - choć nieświadomie - uwzględniony.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Od 2001 roku globalna emisja CO2 z pożarów lasów wzrosła o 60%, a w przypadku niektórych regionów lasu borealnego wzrost ten wyniósł niemal 300%, alarmuje międzynarodowy zespół naukowy. Eksperci z Wielkiej Brytanii, Brazylii, Hiszpanii, USA i Holandii, pracujący pod kierunkiem uczonych z University of East Anglia, podzielili światowe lasy na 12 „piromów”, jednostek, na których wzorce pożarów lasów są napędzane przez podobne czynniki, jak działalność człowieka, zjawiska naturalne czy zmiany klimatyczne. Przeprowadzili jedne z pierwszych badań, które w skali globalnej porównują pożary lasów z pożarami innych miejsc.
Naukowcy wykazali, że jeden z największych „piromów” znajdują się w lasach borealnych Eurazji i Ameryki Północnej. Tam emisja z pożarów zwiększyła się niemal 3-krotnie w ciągu ostatnich 23 lat. Znaczący wzrost pożarów lasów zaobserwowano w lasach poza tropikami. Przyczyniły się one do dodatkowej emisji 500 milionów ton CO2 rocznie, a centrum tej emisji przesuwa się na północ.
Zwiększenie emisji z pożarów lasów wiązane jest z dwoma czynnikami. Pierwszy to coraz częstsze pojawianie się wielkich upałów i suszy, które sprzyjają powstawaniu pożarów. Czynnik drugi to bardziej bujna roślinność, która zapewnia paliwo pożarom. Oba trendy są znacznie bardziej widoczne na wyższych szerokościach geograficznych na północy, które ocieplają się około 2-krotnie szybciej od światowej średniej.
Badania pokazały, że w ciągu ostatnich dwóch dekad nie tylko zwiększyła się częstotliwość pożarów, ale również stały się one bardziej intensywne. Współczynnik spalania węgla, za pomocą którego mierzy się intensywność pożarów, wzrósł w badanym okresie o 50%. Wzrost zasięgu i intensywności pożarów lasów doprowadził do znacznego zwiększenia emisji do atmosfery. Obserwujemy też zdumiewające przesuwanie się głównego regionu pożarów na północ. Tłumaczymy to coraz większym wpływem zmian klimatu na lasy borealne, mówi główny autor badań, doktor Matthew Jones z UEA. Jeśli chcemy ochronić najważniejsze ekosystemy leśne przed rosnącym zagrożeniem pożarowym, musimy ograniczyć globalne ocieplenie, a to pokazuje, jak ważne jest zmniejszenie emisji, dodaje.
W wyniku zwiększającej się liczby pożarów, ich rosnącej intensywności i przesuwania się głównego pasa pożarów na północ, lasy poza tropikami emitują już o 500 milionów ton CO2 rocznie więcej niż przed 20 laty. To też oznacza, że dochodzi do coraz większego zachwiania równowagi pomiędzy ilością CO2 przechwytywanego z powietrza przez lasy, a ilością, jakie lasy emitują.
Szybkie przesuwanie się pożarów na obszary poza lasami tropikalnymi to widoczny znak rosnącej wrażliwości lasów na pożary. Wiemy, że po bardzo intensywnych pożarach las się słabo odradza, więc obecnie specjaliści z coraz większym zainteresowaniem badają, jak zwiększenie intensywności pożarów będzie wpływało w najbliższych dekadach na możliwości przechwytywania dwutlenku węgla przez lasy, stwierdza Jones.
Wzrost intensywności i liczby pożarów lasów zbiega sę ze zmniejszeniem pożarów tropikalnych sawann. Wcześniejsze badania wykazały, że od roku 2001 całkowity obszar zniszczony przez pożary (zarówno terenów leśnych, jak i poza lasami), zmniejszył się o 25%, a główną przyczyną spadku jest mniej pożarów sawann. To niepokojący trend, gdyż podczas pożarów lasów dochodzi do znacznie większej emisji szkodliwych substancji, co zagraża zdrowiu zarówno mieszkańców okolic, w których wybuchł pożar, jak o osób mieszkających dalej, gdzie wiatr zanosi dym z pożarów.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Panele fotowoltaiczne zamontowane na dachach zakładów przemysłowych mogą zaspokoić do 35% zapotrzebowania amerykańskiego przemysłu na energię, informują naukowcy z Nortwestern University. To olbrzymi niewykorzystany potencjał. Obecnie bowiem panele zainstalowane w miejscach działania firm produkcyjnych dostarczają im zaledwie 0,1% energii. Tymczasem przemysł odpowiada za 38% zużycia energii w Stanach Zjednoczonych i 37% emisji gazów cieplarnianych. Potencjał dachów pozostaje niewykorzystany nie tylko zresztą w przemyśle. Instalowane tam panele zapewniłyby 13,6% energii zużywanej w USA, a obecnie wytwarzają zaledwie 2,2% energii.
Uczeni przedstawili na łamach Environmental Research: Sustainability and Infrastructure wyniki badań nad możliwością pozyskiwania energii słonecznej na własną działalność przez różne gałęzie amerykańskiego przemysłu. Wykorzystali przy tym dane z badań Manufacturing Energy Consumption Survey przeprowadzonych przez Departament Energii. Na ich podstawie wyliczyli potencjalną ilość energii, jaka jest możliwa do pozyskania z paneli słonecznych umiejscowionych na dachu przeciętnego budynku, w którym odbywa się produkcja.
Z obliczeń wynika, że panele montowane na dachach mogą zapewnić – w zależności od sektora przemysłu i pory roku – od 5 do 35 procent zapotrzebowania na energię. Najbardziej na ich zainstalowaniu zyskałyby przemysły meblarski, tekstylny oraz odzieżowy. Tego typu zakłady są w stanie całkowicie samodzielnie zaspokoić swoje roczne uśrednione zapotrzebowanie na energię z własnych paneli słonecznych.
Przemysł jest na całym świecie jednym z głównych użytkowników energii i jednym z głównym emitentów gazów cieplarnianych. Nic więc dziwnego, że skupia się na nim wiele wysiłków mających doprowadzić do zmniejszenia emisji gazów cieplarnianych przez ludzi. Naukowcy z Northwestern University wykazali, że instalowanie paneli słonecznych na dachach budynków może być dla firm produkcyjnych opłacalnym sposobem na pozyskanie energii. Przedsiębiorstwa dysponują bowiem dużymi powierzchniami płaskich dachów, na których montowanie paneli słonecznych jest łatwe i tanie, co w obliczu spadających cen ogniw i ich rosnącej wydajności staje się opłacalnym rozwiązaniem. Szczególnie kuszący może być fakt, że wiosną i latem na 40% powierzchni USA panują takie warunki, które wielu znajdującym się tam firmom produkcyjnym pozwoliłyby w 100% zaspokoić zapotrzebowanie na energię z własnych paneli słonecznych.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Rosnąca popularność samochodów elektrycznych (EV) często postrzegana jako problem dla sieci elektroenergetycznych, które nie są dostosowane do nowego masowego źródła obciążenia. Naukowcy z Uniwersytetu w Lejdzie oraz amerykańskiego Narodowego Laboratorium Energii Odnawialnej podeszli do zagadnienia z innej strony. Z analizy wynika, że w ciągu najbliższych lat EV mogą stać się wielkim magazynem energii ze źródeł odnawialnych, stabilizując energetykę słoneczną i wiatrową.
Energia z wiatru i słońca to najszybciej rosnące źródła energii. So to jednak źródła niestabilne, nie dostarczają energii gdy wiatr nie wieje, a słońce nie świeci. Z analizy, opublikowanej na łamach Nature Communications, dowiadujemy się, że rolę stabilizatora mogą odegrać samochody elektryczne. Obecnie większość ich właścicieli ładuje samochody w nocy. Autorzy badań uważają, że właściciele takich pojazdów mogliby podpisywać odpowiednie umowy z dostawcami energii. Na jej podstawie dostawca energii sprawowałby kontrolę nad ładowaniem samochodu w taki sposób, by z jednej strony zapewnić w sieci odpowiednią ilość energii, a z drugiej – załadować akumulatory do pełna. Właściciel samochodu otrzymywałby pieniądze za wykorzystanie jego pojazdu w taki sposób, wyjaśnia główny autor badań, Chengjian Xu.
Co więcej, gdy pojemność akumulatorów zmniejsza się do 70–80 procent pojemności początkowej, zwykle nie nadają się one do zastosowań w transporcie. Jednak nadal przez wiele lat mogą posłużyć do stabilizowania sieci elektroenergetycznych. Dlatego też, jeśli kwestia taka zostanie uregulowana odpowiednimi przepisami, akumulatory takie mogłyby jeszcze długo służyć jako magazyny energii.
Z wyliczeń holendersko-amerykańskiego zespołu wynika, że do roku 2050 samochody elektryczne oraz zużyte akumulatory mogą stanowić wielki bank energii o pojemności od 32 do 62 TWh. Tymczasem światowe zapotrzebowanie na krótkoterminowe przechowywanie energii będzie wówczas wynosiło od 3,4 do 19,2 TWh. Przeprowadzone analizy wykazały, że wystarczy, by od 12 do 43 procent właścicieli samochodów elektrycznych podpisało odpowiednie umowy z dostawcami energii, a świat zyska wystarczające możliwości przechowywania energii. Jeśli zaś udałoby się wykorzystać w roli magazynu energii połowę zużytych akumulatorów, to wystarczy, by mniej niż 10% kierowców podpisało umowy z dostawcami energii.
Już w roku 2030 w wielu regionach świata EV i zużyte akumulatory mogą zaspokoić popyt na krótkoterminowe przechowywanie energii.
Oczywiście wiele tutaj zależy od uregulowań prawnych oraz od tempa popularyzacji samochodów elektrycznych w różnych regionach świata. Autorzy badań zauważają też, że wielką niewiadomą jest tempo degradacji akumulatorów przyszłości, które będzie zależało m.in. od postępu technologicznego, czy też tempo rozwoju systemów zarządzania energią. Nie wiadomo także, czy nie zajdą radykalne zmiany w samym systemie transportowym. Nie można wykluczyć np. zmiany przyzwyczajeń i rozpowszechnienia się komunikacji zbiorowej czy systemów wspólnego użytkowania pojazdów, na dostępność samochodów i akumulatorów może też wpłynąć rozpowszechnienie się pojazdów autonomicznych.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.