CZYSTE TECHNOLOGIE: CHARAKTERYSTYKA, ZALETY I PRZYKŁADY - ŚRODOWISKO - 2026

Te czyste technologie są praktyki technologiczne te, które starają się zminimalizować wpływ na środowisko jest zwykle generowane w każdej ludzkiej działalności. Ten zestaw praktyk technologicznych obejmuje różne rodzaje działalności człowieka, wytwarzanie energii, budownictwo i najróżniejsze procesy przemysłowe.

Wspólnym czynnikiem, który je łączy, jest ich cel, jakim jest ochrona środowiska i optymalizacja wykorzystywanych zasobów naturalnych. Jednak czyste technologie nie były w pełni skuteczne w powstrzymywaniu szkód w środowisku powodowanych przez działalność gospodarczą człowieka.

Rysunek 1. Panele słoneczne. Lito Encinas, źródło Wikimedia Commons

Jako przykłady obszarów, na które wpłynęły czyste technologie, możemy wymienić:

• W wykorzystaniu odnawialnych i nie zanieczyszczających źródeł energii.
• W procesach przemysłowych z minimalizacją ścieków i toksycznych emisji zanieczyszczeń.
• W produkcji dóbr konsumpcyjnych i ich cyklu życia, przy minimalnym wpływie na środowisko.
• W rozwoju zrównoważonych praktyk rolniczych.
• W rozwoju technik połowowych chroniących faunę morską.
• W zrównoważonym budownictwie i urbanistyce m.in.

Przegląd czystych technologii

tło

Obecny model rozwoju gospodarczego spowodował poważne szkody w środowisku. Innowacje technologiczne zwane „czystymi technologiami”, które mają mniejszy wpływ na środowisko, wydają się być obiecującą alternatywą umożliwiającą pogodzenie rozwoju gospodarczego z ochroną środowiska.

Rozwój sektora czystych technologii narodził się na początku 2000 roku i rozwija się przez pierwszą dekadę tysiąclecia do dnia dzisiejszego. Czyste technologie to rewolucja lub zmiana modelu zarządzania technologią i środowiskiem.

cele

Czyste technologie mają następujące cele:

• Zminimalizuj wpływ działalności człowieka na środowisko.
• Optymalizuj wykorzystanie zasobów naturalnych i chroń środowisko.
• Pomóż krajom rozwijającym się osiągnąć zrównoważony rozwój.
• Współpracuj w redukcji zanieczyszczeń generowanych przez kraje rozwinięte.

Charakterystyka czystych technologii

Czyste technologie charakteryzują się innowacyjnością i nastawieniem na zrównoważony charakter działalności człowieka, dążeniem do zachowania zasobów naturalnych (m.in. energii i wody) oraz optymalizacji ich wykorzystania.

Te innowacje mają na celu zmniejszenie emisji gazów cieplarnianych, głównych przyczyn globalnego ocieplenia. Dlatego można powiedzieć, że odgrywają bardzo ważną rolę w łagodzeniu i adaptacji do globalnych zmian klimatycznych.

Czyste technologie obejmują szeroki zakres technologii środowiskowych, takich jak między innymi energia odnawialna, efektywność energetyczna, magazynowanie energii, nowe materiały.

Rodzaje czystych technologii

Czyste technologie można podzielić ze względu na ich obszary działania w następujący sposób:

• Technologie stosowane przy projektowaniu urządzeń wykorzystujących odnawialne, niezanieczyszczające źródła energii.
• Czyste technologie stosowane „na końcu rury”, które mają na celu redukcję emisji i toksycznych ścieków przemysłowych.
• Czyste technologie modyfikujące istniejące procesy produkcyjne.
• Nowe procesy produkcyjne z czystymi technologiami.
• Czyste technologie, które zmieniają istniejące sposoby konsumpcji, stosowane przy projektowaniu niezanieczyszczających produktów nadających się do recyklingu.

Trudności we wdrażaniu czystych technologii

Obecnie istnieje duże zainteresowanie analizą procesów produkcyjnych i dostosowaniem ich do nowych, bardziej przyjaznych środowisku technologii.

W tym celu należy ocenić, czy opracowane czyste technologie są wystarczająco skuteczne i niezawodne w rozwiązywaniu problemów środowiskowych.

Przejście od technologii konwencjonalnych do technologii czystych wiąże się również z kilkoma przeszkodami i trudnościami, takimi jak:

• Brak dostępnych informacji o tych technologiach.
• Brak wyszkolonego personelu do jego stosowania.
• Wysoki koszt ekonomiczny niezbędnej inwestycji.
• Pokonaj strach przedsiębiorców przed ryzykiem podjęcia niezbędnych inwestycji ekonomicznych.

Główne czyste technologie stosowane do wytwarzania energii: zalety i wady

Wśród czystych technologii stosowanych do produkcji energii są:

-Energia słoneczna

Energia słoneczna to energia pochodząca z promieniowania słońca na planecie Ziemia. Ta energia była wykorzystywana przez człowieka od czasów starożytnych, z prymitywnymi podstawowymi technologiami, które ewoluowały w coraz bardziej wyrafinowane tak zwane czyste technologie.

Obecnie światło i ciepło słoneczne są wykorzystywane poprzez różne technologie wychwytywania, przetwarzania i dystrybucji.

Istnieją urządzenia do wychwytywania energii słonecznej, takie jak ogniwa fotowoltaiczne lub panele słoneczne, w których energia ze światła słonecznego wytwarza energię elektryczną, oraz kolektory ciepła zwane heliostatami lub kolektorami słonecznymi. Te dwa typy urządzeń stanowią podstawę tzw. „Aktywnych technologii słonecznych”.

Natomiast „pasywne technologie słoneczne” odnoszą się do technik architektury i budowy domów i miejsc pracy, gdzie najkorzystniejsza orientacja dla maksymalnego nasłonecznienia, materiały pochłaniające lub emitujące ciepło w zależności od klimatu danego miejsca i / lub lub które umożliwiają rozproszenie lub wejście światła i przestrzeni wewnętrznych z naturalną wentylacją.

Techniki te sprzyjają oszczędzaniu energii elektrycznej na potrzeby klimatyzacji (chłodzenie lub ogrzewanie klimatyzacji).

Zalety wykorzystania energii słonecznej

• Słońce jest czystym źródłem energii, które nie powoduje emisji gazów cieplarnianych.
• Energia słoneczna jest tania i niewyczerpana.
• Jest to energia niezależna od importu ropy.

Wady wykorzystania energii słonecznej

• Produkcja paneli słonecznych wymaga metali i niemetali pochodzących z górnictwa wydobywczego, co ma negatywny wpływ na środowisko.

-Moc wiatru

Energia wiatru to energia wykorzystująca siłę ruchu wiatru; Energię tę można przekształcić w energię elektryczną za pomocą turbin generatora.

Słowo „eolian” pochodzi od greckiego słowa Aeolus, imienia boga wiatrów z mitologii greckiej.

Energia wiatru jest wykorzystywana za pomocą urządzeń zwanych turbinami wiatrowymi w farmach wiatrowych. Turbiny wiatrowe mają łopatki poruszające się wraz z wiatrem, połączone z turbinami wytwarzającymi energię elektryczną, a następnie z sieciami, które ją rozprowadzają.

Farmy wiatrowe wytwarzają tańszą energię elektryczną niż ta wytwarzana przez technologie konwencjonalne, w oparciu o spalanie paliw kopalnych, są też małe turbiny wiatrowe przydatne w odległych obszarach, które nie mają połączenia z sieciami dystrybucji energii elektrycznej.

Rysunek 2. Farma wiatrowa. Źródło: Victor Salvador Vilariño, źródło Wikimedia Commons

Obecnie powstają morskie farmy wiatrowe, w których energia wiatrowa jest bardziej intensywna i stała, ale koszty utrzymania są wyższe.

Wiatry są w przybliżeniu przewidywalnymi i stabilnymi wydarzeniami w ciągu roku w określonym miejscu na planecie, chociaż mają również istotne różnice, dlatego mogą być wykorzystywane jedynie jako dodatkowe źródło energii, jako zapasowe, dla energii konwencjonalnych.

Zalety energii wiatru

• Energia wiatrowa jest odnawialna.
• To niewyczerpana energia.
• To jest ekonomiczne.
• Ma niewielki wpływ na środowisko.

Wady energii wiatru

• Energia wiatru jest zmienna, dlatego produkcja energii wiatrowej nie może być stała.
• Budowa turbiny wiatrowej jest droga.
• Turbiny wiatrowe stanowią zagrożenie dla fauny ptaków, ponieważ są przyczyną śmierci w wyniku uderzeń lub kolizji.
• Energia wiatru powoduje zanieczyszczenie hałasem.

-Energia geotermalna

Energia geotermalna to rodzaj czystej, odnawialnej energii, która wykorzystuje ciepło z wnętrza Ziemi; Ciepło to jest przenoszone przez skały i wodę i może być wykorzystywane do wytwarzania energii elektrycznej.

Słowo geotermalny pochodzi od greckiego „geo”: Ziemia i „termos”: ciepło.

Wewnątrz planety panuje wysoka temperatura, która rośnie wraz z głębokością. W podglebiu występują głębokie wody podziemne zwane wodami freatycznymi; Wody te nagrzewają się i wypływają na powierzchnię w niektórych miejscach w postaci gorących źródeł lub gejzerów.

Obecnie istnieją techniki lokalizowania, wiercenia i pompowania tych gorących wód, które ułatwiają wykorzystanie energii geotermalnej w różnych miejscach na planecie.

Zalety energii geotermalnej

• Energia geotermalna to czyste źródło energii, które ogranicza emisję gazów cieplarnianych.
• Wytwarza minimalną ilość odpadów i znacznie mniej szkód dla środowiska niż energia elektryczna wytwarzana przez konwencjonalne źródła, takie jak węgiel i ropa.
• Nie powoduje zanieczyszczenia dźwiękiem ani hałasem.
• Jest to stosunkowo tanie źródło energii.
• To niewyczerpany zasób.
• Zajmuje małe obszary ziemi.

Wady energii geotermalnej

• Energia geotermalna może powodować emisję oparów kwasu siarkowego, który jest śmiertelny.
• Wiercenie może spowodować zanieczyszczenie pobliskich wód gruntowych arszenikiem, amoniakiem i innymi niebezpiecznymi toksynami.
• Jest to energia, która nie jest dostępna we wszystkich miejscowościach.
• W tak zwanych „suchych zbiornikach”, gdzie na płytkiej głębokości znajdują się tylko gorące skały, a woda musi być wtryskiwana do jej podgrzania, mogą wystąpić trzęsienia ziemi z pęknięciem skały.

-Energia pływów i fal

Energia pływów wykorzystuje energię kinetyczną lub ruchową pływów morskich. Energia fal (zwana także energią fal) wykorzystuje energię ruchu fal oceanicznych do wytwarzania energii elektrycznej.

Rysunek 3. Energia fal. Źródło: P123, źródło Wikimedia Commons

Zalety energii pływów i fal

• Są to odnawialne, niewyczerpane energie.
• Przy produkcji obu rodzajów energii nie ma emisji gazów cieplarnianych.
• W odniesieniu do energii fal łatwiej jest przewidzieć optymalne warunki wytwarzania niż w przypadku innych czystych odnawialnych źródeł energii.

Wady energii pływów i fal

• Oba źródła energii mają negatywny wpływ na ekosystemy morskie i przybrzeżne.
• Początkowa inwestycja ekonomiczna jest wysoka.
• Jego użycie jest ograniczone do obszarów morskich i przybrzeżnych.

-Energia hydrauliczna

Energia hydrauliczna pozyskiwana jest z wód rzek, strumieni i wodospadów lub wodospadów słodkowodnych. Do jej wytwarzania buduje się tamy, w których wykorzystywana jest energia kinetyczna wody, która za pośrednictwem turbin jest przekształcana w energię elektryczną.

Zaleta energii wodnej

• Energia wodna jest stosunkowo tania i nie zanieczyszcza środowiska.

Wady energii wodnej

• Budowa zapór wodnych powoduje wycinanie dużych obszarów lasów i poważne szkody w towarzyszących im ekosystemach.
• Infrastruktura jest kosztowna ekonomicznie.
• Produkcja energii wodnej zależy od klimatu i obfitości wody.

Inne przykłady zastosowań cleantech

Energia elektryczna wytwarzana w nanorurkach węglowych

Stworzono urządzenia wytwarzające prąd stały poprzez wystrzeliwanie elektronów przez nanorurki węglowe (bardzo małe włókna węglowe).

Tego typu urządzenie zwane „termoelektryczną” może dostarczyć taką samą ilość energii elektrycznej, jak zwykła bateria litowa, będąc stukrotnie mniejszą.

Płytki słoneczne

Są to płytki, które działają jak panele słoneczne, wykonane z cienkich ogniw miedzi, indu, galu i selenu. Dachówki solarne w przeciwieństwie do paneli słonecznych nie wymagają dużych otwartych przestrzeni do budowy parków słonecznych.

Technologia Zenith Solar

Ta nowa technologia została opracowana przez izraelską firmę; Wykorzystuje energię słoneczną, zbierając promieniowanie za pomocą zakrzywionych luster, których wydajność jest pięciokrotnie wyższa niż w przypadku konwencjonalnych paneli słonecznych.

Gospodarstwa pionowe

Działalność rolnicza, hodowlana, przemysł, budownictwo i urbanistyka zajęła i zdegradowała dużą część gleb planety. Rozwiązaniem problemu niedoboru gleb urodzajnych są tzw. Gospodarstwa pionowe.

Gospodarstwa wertykalne na obszarach miejskich i przemysłowych zapewniają obszary uprawne bez użytkowania lub degradacji gleb. Ponadto są to obszary roślinności, które zużywają CO ₂ - znany gaz cieplarniany - i wytwarzają tlen w procesie fotosyntezy.

Uprawy hydroponiczne w wirujących rzędach

Ten rodzaj upraw hydroponicznych w obracających się rzędach, jeden na drugim, pozwala na odpowiednie nasłonecznienie każdej rośliny i oszczędność ilości zużywanej wody.

Wydajne i ekonomiczne silniki elektryczne

Są to silniki, które mają zerową emisję gazów cieplarnianych, takich jak dwutlenek węgla CO ₂ , dwutlenek siarki SO _2, tlenek azotu NO, a zatem nie przyczyniają się do globalnego ocieplenia planety.

Żarówki energooszczędne

Bez zawartości rtęci, bardzo toksyczny ciekły metal i zanieczyszczający środowisko.

Sprzęt elektroniczny

Wykonane z materiałów niezawierających cyny - metalu zanieczyszczającego środowisko.

Uzdatnianie biologiczne oczyszczania wody

Oczyszczanie wody za pomocą mikroorganizmów, takich jak bakterie.

Zarządzanie odpadami stałymi

Z kompostowaniem odpadów organicznych i recyklingiem papieru, szkła, tworzyw sztucznych i metali.

Inteligentne okna

W którym dopływ światła jest samoregulujący, co pozwala na oszczędność energii i kontrolę temperatury wewnętrznej pomieszczeń.

Wytwarzanie energii elektrycznej przez bakterie

Są one genetycznie modyfikowane i rosną na zużytym oleju.

Panele słoneczne w aerozolu

Są produkowane z nanomateriałów (materiałów prezentowanych w bardzo małych wymiarach, takich jak bardzo drobne proszki), które szybko i skutecznie pochłaniają światło słoneczne.

Bioremediacja

Obejmuje rekultywację (dekontaminację) wód powierzchniowych, wód głębinowych, szlamów przemysłowych i gleb zanieczyszczonych metalami, substancjami agrochemicznymi lub odpadami ropopochodnymi i ich pochodnymi, poprzez biologiczną obróbkę mikroorganizmami.

1. Aghion, P., David, P. and Foray, D. (2009). Nauka, technologia i innowacje na rzecz wzrostu gospodarczego. Journal of Research Policy. 38 (4): 681–693. doi: 10.1016 / j.respol.2009.01.016
2. Dechezlepretre, A., Glachant, M. and Meniere, Y. (2008). Mechanizm czystego rozwoju i międzynarodowa dyfuzja technologii: badanie empiryczne. Polityka energetyczna. 36: 1273-1283.
3. Dresselhaus, MS i Thomas, IL (2001). Alternatywne technologie energetyczne. Natura. 414: 332-337.
4. Kemp, R. i Volpi, M. (2007). Rozpowszechnianie czystych technologii: przegląd z sugestiami dotyczącymi przyszłej analizy dyfuzji. Dziennik Czystszej Produkcji. 16 (1): S14-S21.
5. Zangeneh, A., Jadhid, S. i Rahimi-Kian, A. (2009). Strategia promocji czystych technologii w planowaniu ekspansji generacji rozproszonej. Journal of Renewable Energy. 34 (12): 2765–2773. doi: 10.1016 / j.renene.2009.06.018