I tecnulugii verdi anu un prublema flagrante di scala

Scrittu da Iddo Wernick via RealClearScience.com,

In u cuntestu di l'attenzione massiva pagata à u cambiamentu climaticu, e nazioni di u mondu si sò impegnate à riduce significativamente è ancu eliminà e so emissioni di carbonu da 2050. A realizazione di questi scopi si basa in parechje tecnulugia "verde" chì formanu a basa di un futuru sistema energeticu. . Cum'è previstu, l'implementazione di massa di queste tecnulugii scuntrà limiti fisichi fundamentali chì ponenu in dubbitu a so capacità di funziunà cum'è rimpiazzamentu di i so equivalenti in u sistema energeticu attuale . Ponendu obiettivi fermi, e nazioni di u mondu si sò impegnate à finisce e so emissioni di diossidu di carbonu da u 2050 per offre a fiducia chì un mondu megliu hè ottenibile se solu a sucità implementa e pulitiche ghjuste è impiega e tecnulugia curretta. Questa supposizione hè imprecisa, basatu annantu à una vista chì hè in cuntrastu cù a natura.

A causa di limitazioni fisiche inevitabbili, i futuri tecnulugii verdi offrenu poca prumessa per ottene economie di scala. Parechje di e migliure suggerite per migliurà a so prestazione restanu marginali è spessu venenu cù i costi ambientali di esigenze energetiche supplementari incorporate, l'usu estensivu di a terra è una cumplessità materiale più grande. I risultati ottenuti in cundizioni di laboratoriu ùn sò micca garantiti per esse viabili à a scala necessaria per elli à fà una diferenza significativa.

I sforzi per migliurà l'efficienza energetica restanu essenziali, ma quelli sforzi ùn anu micca prubabile di riduce l'usu di l'energia aggregata. I veiculi è l'apparecchi di u 2050 seranu prubabilmente più efficaci chè quelli d'oghje, ma precisamente per via di a so efficienza più grande, ci saranu assai più. Sutta quasi ogni scenariu, a dumanda di l'electricità glubale aumenterà da avà à u 2050 è riduzioni significativu di l'emissioni di carboniu duverà vene da cambiamenti in u suministru di energia primaria.

A visione tecnologica implicata da l'impegni naziunali per un 2050 neutrale in carbonu assume chì e società future puderanu:

1) Coglie guasi tutta a sucietà energetica usa direttamente da fonti naturali rinnuvevuli (sole, ventu, currenti, onde, vegetazione);

2) Almacenà grandi quantità di elettricità per longu periodi, è

3) Coglie e molécule di diossidu di carbonu da i gasi misti è sguassate. Un'altra ipotesi implicita hè chì i guverni è i citadini seranu disposti à pagà i costi di l'esternalità ambientali indipendentemente da u so costu, cumpresi i costi di evità un disastru climaticu previstu.

I tecnulugii cuncepiti per catturà l'energia radiante di u sole o l'energia cinetica di u ventu devenu accolta l'aleatoriu inherente di sti fonti. A tendenza di a natura à favurizà u disordine annantu à l'ordine (vale à dì, a 2a lege di a termodinamica) complica l'ughjettu di l'estrazione di l'energia netta da e fonti chì si basanu direttamente nantu à e cundizioni meteorologiche. Inoltre, i dispositi di ingegneria implementati per cunvertisce queste fonti in electricità sò sottumessi à e lege fisiche chì limitanu a so efficienza pratica cunvertisce in realtà a radiazione solare è move l'aria in energia utile.

Seculi di ricerca di materiali chimicamente cumpatibili per una batteria chì pò almacenà energia significativa, carica rapidamente, sustene parechji cicli di carica è scaricamentu, è fà cusì in modu sicuru è affidabile, anu datu batterie capaci di alimentà l'apparecchi, ma ancu micca bè adattate per alimentà i veiculi o reti elettriche. . E vitture elettriche d'oghje utilizanu una quantità considerableu di energia per trasportà e so batterie. E batterie di scala di utilità necessitanu spese di capitale massive per l'equipaggiu chì offre ore, micca ghjorni, di capacità di almacenamento. Ricompense ecunomiche enormi aspettanu quelli chì ponu risolve l'enigma tecnicu di batterie sicure, affidabili è densi d'energia, ma finu à quì questu ughjettu resta sfuggita.

U prublema tecnicu di sguassà in modu affidabile e molécule di diossidu di carbonu da un gasu mistu hè statu risoltu. Tuttavia, u prucessu di rimozione richiede energia significativa chì riduce a quantità netta di energia utile generata quandu si brusgia l'idrocarburi. Dopu decennii di ricerca è sviluppu, a rimozione di CO2 da un flussu di rifiuti post-combustione richiede sempre 20-30% di l'energia tutale generata in cundizioni ideali.

L'ingegneria intelligente pò risolve e sfide tecniche ma ùn pò micca superà e forze fundamentali di a natura. I tecnulugii pruposti per risponde à l'impegni futuri di l'energia neutra in carbonu si basanu in a manipulazione di materiali è energia à scale sempre più microscopiche. Di genere, e tecnulugia pruposte si basanu nantu à l'impiegazione di sistemi di cuntrollu sofisticati o materiali altamente ingegneriali chì migliurà i risultati di efficienza. Tuttavia, ancu i prugressi piloti in tecnulugii di l'energia verde ponu offre pocu prova di u so successu quandu sò scalati à a produzzione è u cunsumu di massa, postu chì e stesse tolleranze strette è cundizioni cuntrullate diventanu più difficili da ottene.

I tecnulugii riesciuti ùn anu micca successu istantaneamente è avè bisognu à emergere cù u tempu, ma u so successu ùn pò esse forzatu da u fiat di u guvernu o i mandati di i Piani Quinquennali. Tecnulugie largamente diffuse generalmente sfruttanu principii scientifichi sani chì benefiziu l'omu chì sò destinati à serve. Offrenu un benefiziu ecunomicu aghjunghjendu valore à i beni è servizii chì i cunsumatori sò disposti à pagà. Di solitu s'appoghjanu à qualchì fenomenu scientificu chì pò esse rinfurzatu attraversu a diligenza di l'ingegneri per innuvà in l'applicà. Per esempiu, l'ingegneri anu amparatu à cuntrullà cumu brusmu i carburanti per creà cundizioni ottimali per a generazione di calore efficiente è u trasportu di calore in centrali, case è veiculi. A storia di a crescita in l'elaborazione digitale è a cumunicazione si basa in modu simile à sfruttà ripetutamente i principii basi in a fisica di u statu solidu cù una capacità di ingegneria più grande è più grande.

A cunfidenza chì e tecnulugii verdi ponu scala per duminà i sistemi energetichi naziunali resta basata più nantu à e rivendicazioni di cummercializazione chè in una sperienza operativa dimustrata. L'ubbiettivi naziunali stabiliti per u 2050 presentanu una sfida tecnologica suprema per riduce a caduta ambientale mentre aumentanu i standard di vita per miliardi in u globu. Nè e nazioni ricche è povere ùn ponu permette d'investisce in tecnulugii chì ghjunghjenu benefici discutibili à a spesa di servizii energetichi accessibili è affidabili per i so citadini. I tecnulugii chì ùn scalanu micca sò destinati à esse tecnulugii boutique, u scopu di i ricchi, attivisti ambientali, è i pulitici chì piglianu nantu à elli per fà promesse vacanti.