Согласно недавнему исследованию PNAS Nexus, проведенному Стэнфордским университетом, технология, корни которой уходят в бронзовый век, может стать быстрым и недорогим решением, которое поможет достичь климатической цели ООН — нулевых выбросов к 2050 году. Об этом пишет Phys.org.
Технология включает сборку теплопоглощающих кирпичей в изолированном контейнере, где они могут хранить тепло, вырабатываемое солнечной или ветровой энергией, для последующего использования при температурах, необходимых для промышленных процессов. Затем тепло может быть отдано по мере необходимости путем пропускания воздуха через каналы в штабелях «огненных кирпичей». Это позволяет цементным, сталелитейным, стекольным и бумажным заводам работать на возобновляемой энергии даже при отсутствии ветра и солнечного света.
Системы, которые несколько компаний недавно начали коммерциализировать для промышленного хранения тепла, являются формой хранения тепловой энергии. Кирпичи сделаны из тех же материалов, что и изоляционные кирпичи, которыми выкладывали примитивные печи и печи для производства железа тысячи лет назад. Чтобы оптимизировать хранение тепла вместо изоляции, материалы начали комбинировать в разных количествах.
Батареи могут хранить электроэнергию из возобновляемых источников и обеспечивать электроэнергией выработку тепла по требованию. «Разница между хранилищем из огнеупорного кирпича и хранилищем из батареи заключается в том, что огнеупорный кирпич хранит тепло, а не электричество, и стоит в десять раз дешевле батареи», — комментирует ведущий автор исследования Марк З. Якобсон, профессор гражданского и экологического строительства в Стэнфордской школе устойчивого развития и инженерной школе им. Дерра.
Эксперт уточнил, что их исследование — первое, в котором изучен крупномасштабный переход на возобновляемую энергию с использованием огнеупорных кирпичей как части решения. «Мы обнаружили, что огнеупорные кирпичи обеспечивают более быстрый и менее затратный переход на возобновляемые источники энергии, и это помогает всем с точки зрения здоровья, климата, рабочих мест и энергетической безопасности», — заключает специалист.
Команда использовала компьютерные модели для сравнения затрат, потребностей в земле, воздействия на здоровье и выбросов, вовлеченных в два сценария гипотетического будущего, в котором 149 стран в 2050 году будут использовать возобновляемые источники энергии для всех энергетических целей. В одном сценарии огнеупорные кирпичи обеспечивают 90% промышленного технологического тепла. В другом сценарии нет внедрения огнеупорных кирпичей или других форм хранения тепловой энергии для промышленных процессов. В сценарии без огнеупорных кирпичей исследователи предположили, что тепло для промышленных процессов будет поступать из электрических печей, нагревателей, котлов и тепловых насосов, а батареи будут использоваться для хранения электроэнергии для этих технологий.
Оказалось, что сценарий с использованием огнеупорных кирпичей может сократить капитальные затраты на 1,27 триллиона долларов в 149 странах по сравнению со сценарием без использования огнеупорных кирпичей, одновременно снижая спрос на электроэнергию из сети и потребность в емкости для хранения энергии в аккумуляторах.
Решения по ускорению перехода на чистую энергию также связаны со здоровьем человека. Предыдущие исследования показали, что загрязнение воздуха от сжигания ископаемого топлива ежегодно становится причиной миллионов преждевременных смертей. «Каждая частица топлива, которую мы заменяем электричеством, уменьшает загрязнение воздуха, — уточняет Якобсон. — И поскольку существует ограниченное количество денег для перехода на высокой скорости, чем ниже стоимость всей системы, тем быстрее мы сможем ее реализовать».
Ранее стало известно, что олимпийские бассейны научились нагревать при помощи ЦОД. В будущем эта технология получит широкое применение в гражданской инфраструктуре. Подробнее о ней можете узнать в другом материале Hi-Tech Mail.
