Felieton

Ślad węglowy i zmiany klimatyczne: cała nadzieja w technologii

13 marca 2020, Aktualizacja 16 września 2020Aleksandra Stanisławska

Zmiany klimatyczne Crazy Nauka

Ślad węglowy to jedyny ślad jaki po sobie pozostawimy? Ostatnie lata pokazały, że bezzasadna jest nadzieja, iż ludzkość się „opamięta” – przestanie emitować dwutlenek węgla i w ten sposób uniknie katastrofy klimatycznej. Tak naprawdę mało kto gotów jest na skrajne wyrzeczenia w imię klęski, która ma się zdarzyć za kilkadziesiąt lat. Dlatego potrzebne jest nam wsparcie w rozwiązaniu tego kryzysu. Z pomocą może przyjść technologia.

Ślad węglowy i zmiany klimatyczne: misja niemożliwa?

Główną przyczyną zachodzącego właśnie ocieplenia klimatu są nadmierne ilości dwutlenku węgla emitowane przez ludzkość od początku rewolucji przemysłowej. Najpilniejszą potrzebą jest więc natychmiastowe i kategoryczne ograniczenie tych emisji. Tyle że ani przemysł, ani energetyka, ani tym bardziej my, zwykli ludzie, nie jesteśmy gotowi na to, by odejść od spalania węgla w takim stopniu, w jakim zrobiłoby to różnicę klimatowi Ziemi. Cóż, niełatwo jest zrezygnować z dobrobytu i to w sumie nie powinno nikogo dziwić. Co zatem można zrobić, by zatrzymać zmiany klimatyczne i zmniejszyć ślad węglowy?

Uważam, że powszechna świadomość tego, gdzie kryją się emisje CO2, jest konieczna, żebyśmy te emisje świadomie ograniczali i naciskali na przemysł i polityków, aby ze swojej strony wprowadzali ograniczenia na większą skalę. To jednak może się okazać niewystarczające przy tej ilości dwutlenku węgla, która stale trafia do atmosfery.

Czy technologia może wspomóc ograniczenie emisji CO2?

Tu pojawia się pole do popisu dla naukowców i inżynierów. Wielu z nich od dawna pracuje nad stworzeniem technologii pozwalających na łatanie naszych wykroczeń wobec klimatu. Jednym z najbardziej obiecujących rozwiązań jest stworzenie systemu wychwytywania dwutlenku węgla z powietrza. Sęk w tym, że większość zaproponowanych do tej pory rozwiązań, owszem, pozwala na wychwytywanie niechcianego gazu, ale tylko w sytuacji, gdy jest on emitowany w dużych ilościach, a więc np. w elektrowniach. Co więcej, wiele z tych rozwiązań, paradoksalnie, ma duże zapotrzebowanie na energię, co dobrze oddaje powiedzenie „skórka za wyprawkę”.

Na tym tle pozytywnie wyróżnia się pomysł przedstawiony w 2019 roku przez inżynierów z Massachusetts Institute of Technology (MIT), najsłynniejszej chyba uczelni technicznej na świecie. Ich rozwiązanie jest po pierwsze, energooszczędne (nawet dziesięciokrotnie względem innych rozwiązań). Po drugie – pozwala na wychwytywanie z powietrza nawet niewielkich ilości dwutlenku węgla. W dużym uproszczeniu: urządzenie opisane w piśmie „Energy and Environmental Science” jest dużą, nietypową baterią, która pochłania dwutlenek węgla podczas ładowania i uwalnia go podczas rozładowywania. Odpowiadają za to elektrochemiczne procesy zachodzące w elektrodach zawierających węglowe nanorurki. Tak pozyskany dwutlenek węgla można wykorzystać np. do nasycania nim napojów gazowanych. Oby to rozwiązanie okazało się skalowalne i pozwoliło na wychwytywanie CO2 w skali przemysłowej.

superkomputer

Czy elektrownie jądrowe są bezpieczne?

W czasach, gdy odejście od spalania węgla w gospodarce jest sprawą absolutnie kluczową, gorącym tematem staje się zastąpienie elektrowni węglowych takimi, które byłyby jednocześnie bardzo efektywne i „czyste”, a więc nie stanowiłyby obciążenia dla środowiska. Pod tym względem duże nadzieje budzą reaktory jądrowe IV generacji, które mają szansę trafić na rynek w ciągu najbliższych 10 lat. Będą znacznie bezpieczniejsze, tańsze i będą wytwarzać ułamek tej ilości odpadów, które produkują działające obecnie elektrownie jądrowe. Technologią najbardziej zaawansowaną w tym zakresie były projekty reaktora wysokotemperaturowego (Very High Temperature Reactor, VHTR), zwanego też Next Generation Nuclear Plant (NGNP). Dodatkowymi zaletami miało być wytwarzanie ciepła do ogrzewania mieszkań oraz możliwość produkcji wodoru. Niestety, projekt, który miał być gotowy w 2021 roku, został kilka lat temu zawieszony. Elektrownie jądrowe w Polsce to dalej frazesy.

Przeczytaj także DNA – co można z niego wyczytać?

Obiecująco wyglądają projekty małych reaktorów modułowych (Small Modular Reactor ­- SMR). Instaluje się je pod ziemią, co wymaga wyznaczenia stosunkowo niewielkiej strefy bezpieczeństwa. Takie mniejsze źródła energii będą mogły zaopatrywać w prąd osiedla czy pojedyncze fabryki. Instalację tego rozwiązania w swoich zakładach zapowiedział polski koncern Synthos. Podpisał w tej sprawie list intencyjny z amerykańsko-japońską firmą GEH (GE Hitachi Nuclear Energy). Pierwsze SMR mają trafić do Polski w 2026 roku.

Przewidzieć nieprzewidywalne – technologia a zmiany klimatyczne

Klimat Ziemi wskutek wzrostu temperatur robi się coraz bardziej kapryśny i nieprzewidywalny. Aby trafniej przewidywać zmiany klimatyczne zachodzące na naszych oczach, potrzeba nie tylko wysiłku klimatologów, ale i ogromnych mocy obliczeniowych. A takich dostarczają superkomputery umożliwiające badania nad zmianą klimatu i prognozę jej następstw za pomocą skomplikowanych modeli klimatycznych. Maszyną, która już wkrótce podejmie takie działania, będzie najpotężniejszy austriacki superkomputer Vienna Scientific Cluster-4 (VSC-4). Lenovo i Intel ogłosiły pod koniec 2019 roku, że prowadzą jego modernizację m.in. pod kątem wydajniejszego przewidywania wpływu zmian klimatycznych na rzeki i obszary zalewowe czy wspierania ludności w przygotowaniu się na zmienne warunki pogodowe.

Zmiany klimatyczne mapa

Problem jest palący, bo dane meteorologiczne pokazują, że na świecie od 1980 roku liczba powodzi i innych zdarzeń hydrologicznych wzrosła aż czterokrotnie – jak podaje dokument przygotowany przez European Academies’ Science Advisory Council (EASAC). Najsilniejszy wzrost liczby tych ekstremalnych zjawisk nastąpił w ostatnich latach – od 2004 roku uległa ona podwojeniu! Nic więc dziwnego, że zadanie przeciwdziałania skutkom powodzi postawili przed sobą specjaliści z kanadyjsko-niemieckiego projektu ClimEx (Climate Change and Hydrological Extremes Project). Za pomocą danych przetwarzanych przez superkomputery naukowcy ci we współpracy z Lenovo starają się przewidywać i symulować przebieg oraz gwałtowność mogących nastąpić w przyszłości katastrofalnych powodzi w Quebecu i Bawarii.

Według danych EASAC w porównaniu z 1980 rokiem Ziemia doświadcza teraz również ponad dwukrotnie więcej fal upałów, susz i związanych z nimi pożarów lasów. Zagadnieniem tym zajęli się z kolei naukowcy z Uniwersytetu Stanowego Karoliny Północnej. Korzystając z danych satelitarnych i sztucznej inteligencji, z wyprzedzeniem identyfikują obszary rolnicze i uprawy, na które wpłyną zmiany klimatu, takie jak susze lub powodzie. Wspierają ich w tym rozwiązania technologiczne Lenovo.

Zminimalizować ślad węglowy

Na koniec warto też pomyśleć o tych działaniach, które pośrednio mogą się przyczynić do zmniejszenia emisji gazów cieplarnianych. Wśród nich na pewno ważna jest dbałość firm i instytucji o to, by minimalizować swój ślad węglowy, czyli ilość dwutlenku węgla wykorzystywaną we wszystkich aktywnościach: od transportu, przez wyżywienie pracowników, po codzienne funkcjonowanie biur czy hal produkcyjnych. Warto sprawdzić, czy produkt, który kupujemy, jest zgodny ze standardami ECMA-370, których celem jest zmniejszenie presji przemysłu na środowisko. 

Jak widać, przeciwdziałanie zmianie klimatu i jej skutkom może przybierać bardzo różne formy. Obejmują one i konkretne rozwiązania technologiczne, i zmianę podejścia pojedynczych ludzi i wielkich firm do ochrony środowiska. Najważniejsze jest to, żeby nie załamywać rąk, tylko faktycznie działać. Robić wszystko, co w naszej mocy, zanim będzie za późno.

Zmiany klimatyczne

Czy istnieją technologie, które mogą powstrzymać zmiany klimatyczne?

Jednym z najbardziej obiecujących rozwiązań jest stworzenie systemu wychwytywania dwutlenku węgla z powietrza. Sęk w tym, że większość zaproponowanych do tej pory rozwiązań, owszem, pozwala na wychwytywanie niechcianego gazu, ale tylko w sytuacji, gdy jest on emitowany w dużych ilościach, a więc np. w elektrowniach. Co więcej, wiele z tych rozwiązań, paradoksalnie, ma duże zapotrzebowanie na energię, co dobrze oddaje powiedzenie „skórka za wyprawkę”.

Na tym tle pozytywnie wyróżnia się pomysł przedstawiony w 2019 roku przez inżynierów z Massachusetts Institute of Technology (MIT), najsłynniejszej chyba uczelni technicznej na świecie. Ich rozwiązanie jest po pierwsze, energooszczędne (nawet dziesięciokrotnie względem innych rozwiązań). Po drugie – pozwala na wychwytywanie z powietrza nawet niewielkich ilości dwutlenku węgla. W dużym uproszczeniu: urządzenie opisane w piśmie „Energy and Environmental Science” jest dużą, nietypową baterią, która pochłania dwutlenek węgla podczas ładowania i uwalnia go podczas rozładowywania. Odpowiadają za to elektrochemiczne procesy zachodzące w elektrodach zawierających węglowe nanorurki. Tak pozyskany dwutlenek węgla można wykorzystać np. do nasycania nim napojów gazowanych. Oby to rozwiązanie okazało się skalowalne i pozwoliło na wychwytywanie CO2 w skali przemysłowej.

Czy istnieją technologie, które mogą powstrzymać zmiany klimatyczne?

Warto pomyśleć o tych działaniach, które pośrednio mogą się przyczynić do zmniejszenia emisji gazów cieplarnianych. Wśród nich na pewno ważna jest dbałość firm i instytucji o to, by minimalizować swój ślad węglowy, czyli ilość dwutlenku węgla wykorzystywaną we wszystkich aktywnościach: od transportu, przez wyżywienie pracowników, po codzienne funkcjonowanie biur czy hal produkcyjnych. Warto sprawdzić, czy produkt, który kupujemy, jest zgodny ze standardami ECMA-370, których celem jest zmniejszenie presji przemysłu na środowisko.

Czy istnieją technologie, które mogą powstrzymać zmiany klimatyczne?

W czasach, gdy odejście od spalania węgla w gospodarce jest sprawą absolutnie kluczową, gorącym tematem staje się zastąpienie elektrowni węglowych takimi, które byłyby jednocześnie bardzo efektywne i „czyste”, a więc nie stanowiłyby obciążenia dla środowiska. Pod tym względem duże nadzieje budzą reaktory jądrowe IV generacji, które mają szansę trafić na rynek w ciągu najbliższych 10 lat. Będą znacznie bezpieczniejsze, tańsze i będą wytwarzać ułamek tej ilości odpadów, które produkują działające obecnie elektrownie jądrowe. Technologią najbardziej zaawansowaną w tym zakresie były projekty reaktora wysokotemperaturowego (Very High Temperature Reactor, VHTR), zwanego też Next Generation Nuclear Plant (NGNP). Dodatkowymi zaletami miało być wytwarzanie ciepła do ogrzewania mieszkań oraz możliwość produkcji wodoru. Niestety, projekt, który miał być gotowy w 2021 roku, został kilka lat temu zawieszony. Elektrownie jądrowe w Polsce to dalej frazesy.

Obiecująco wyglądają projekty małych reaktorów modułowych (Small Modular Reactor ­- SMR). Instaluje się je pod ziemią, co wymaga wyznaczenia stosunkowo niewielkiej strefy bezpieczeństwa. Takie mniejsze źródła energii będą mogły zaopatrywać w prąd osiedla czy pojedyncze fabryki. Instalację tego rozwiązania w swoich zakładach zapowiedział polski koncern Synthos. Podpisał w tej sprawie list intencyjny z amerykańsko-japońską firmą GEH (GE Hitachi Nuclear Energy). Pierwsze SMR mają trafić do Polski w 2026 roku.



Jak przydatny był ten post?

Kliknij gwiazdkę, aby go ocenić!

Średnia ocena 5 / 5. Liczba głosów: 4

Dotychczas brak głosów! Oceń ten post jako pierwszy.


Aleksandra Stanisławska

Współzałożycielka bloga Crazy Nauka. Uwielbia antropologię ewolucyjną, Puszczę Białowieską i kosmos. Tropi polskie wynalazki. Łączy pisanie o nauce z podróżami, choć część z nich, rzecz jasna, jest zmuszona odbywać w wyobraźni. Jak na przykład te w odległe rejony Układu Słonecznego. Ale to doprawdy żadna przeszkoda :-D

Powiązane Artykuły

Druk 3D, czyli jak most połączył tradycję z technologią

Lenovo

Superkomputer Lenovo umożliwiający badania nad zmianami klimatycznymi

Lenovo

Cyberataki, czyli ciekawość pierwszym stopniem do cyberpiekła - felieton Marka Jaślana

Lenovo

Komentarze do artykułu


widget instagram lenovo
widget twitter lenovo
widget facebook lenovo
widget youtube lenovo
Read previous post:
Nowa oferta laptopów ThinkPad

Nowa oferta laptopów ThinkPad trafi do sklepów w tym roku. Modele z serii T, X i L zostały opracowane z uwzględnieniem kluczowych zasad...

Close