600007 г. Владимир, ул. 16 лет Октября, д. 68А, литер "Ф", этаж 2, помещение 12
+7 (4922) 53-10-31
info@skb-proton.ru

Как решить проблему изменения климата – Подкаст

Технологии силовой преобразовательной техники

Чтобы остановить и ликвидировать изменение климата, мы должны сократить наши выбросы до нуля. Чтобы достичь этого, мы должны перестроить нашу энергетическую систему таким образом, чтобы она производила только устойчивую и возобновляемую энергию. Нам также нужны более устойчивые и надежные электрические системы, способные сочетать различные источники питания наиболее эффективным из возможных способов. Пришло время перейти от ископаемого топлива к углеродно-нейтральной энергии, вырабатываемой из возобновляемых источников. Гленн Вайнреб, директор проекта «Манхэттен 2», даст интервью в этом подкасте. Он написал более 18 статей для журнала Power Electronics News о способах борьбы с изменением климата.

плагин iframe версии 4.5 wordpress.org/plugins/iframe/

Для получения дополнительной информации:

Решения для борьбы с изменением климата

Основа для борьбы с изменением климата

Как решить проблему изменения климата

Транскрипция:

Начать

Добро пожаловать на Powerup, подкаст-шоу, ведущее Маурицио Ди Паоло Эмилио, которое оживляет некоторые истории о технологиях и продуктах силовой электроники, представленные на PowerElectronicsNews.com и для других публикаций AspenCore Media.

В этом шоу вы услышите, как инженеры и руководители обсуждают новости, проблемы и возможности для силовой электроники и таких рынков, как автомобильный, промышленный и потребительский. Вот ваш ведущий, главный редактор журнала Power Electronics News и EEWeb.com , Маурицио Ди Паоло Эмилио.

– 19:50

Маурицио Ди Паоло Эмилио

Всем привет и добро пожаловать в этот новый эпизод Power Up. В этом эпизоде мы поговорим о том, как решить проблему изменения климата.

Чтобы замедлить и остановить изменение климата, мы должны свести наши выбросы к нулю. Чтобы сделать это, нам необходимо революционизировать нашу энергетическую систему, производя только устойчивую и возобновляемую энергию. Нам также нужны устойчивые и более надежные электросети, то есть способные наилучшим образом сочетать различные возобновляемые источники энергии.

Если общество продолжит полагаться на ископаемое топливо в той степени, в какой оно это делает в настоящее время, то углекислый газ (CO2) ожидается, что концентрации в атмосфере удвоятся по сравнению с доиндустриальными значениями примерно к 2050 году и утроятся примерно к 2100 году.

Прогнозы на будущее, основанные на климатических моделях, используемых в большом количестве исследовательских центров по всему миру, в целом согласуются с моделями глобального потепления, при этом атмосферное потепление над сушей выше, чем над океанами, и большее потепление в высоких северных широтах, чем в тропиках и Южном океане. Будущие изменения зависят от траектории выбросов и будут меньше, если выбросы будут сокращены, чем при сценарии с высоким уровнем выбросов.

В этом подкасте мы послушаем Гленна Вайнреба, директора проекта «Манхэттен 2». Он опубликовал на PEN более 18 статей о том, как бороться с изменением климата.

Эти статьи посвящены тому, как достичь нулевых выбросов с наименьшими затратами. А во-вторых, они рассматривают, как потратить миллиарды долларов на исследования и разработки, чтобы сэкономить триллионы долларов на новой инфраструктуре.

Позвольте мне представить Гленна и поговорить об изменении климата.

– 17:48

Маурицио Ди Паоло Эмилио

Привет, Гленн, как дела?

– 17.46

Гленн Вайнреб

Хорошо! Хорошо!

17.44

Маурицио Ди Паоло Эмилио

Итак, сегодня я хотел бы поговорить с вами об изменении климата, об этой важной теме. Прежде чем вдаваться в подробности, пожалуйста, представьтесь сообществу PowerUp.

-17.30

Гленн Вайнреб

Я являюсь директором некоммерческой организации под названием «Проект Манхэттен-2», и мы специализируемся на поиске самого дешевого способа обезуглероживания.

В прошлом году у нас было 40 студентов колледжа, проводивших исследования и разработки по сокращению выбросов CO2.

А в 2021 году мы опубликовали более 18 статей о том, как бороться с изменением климата. Они уникальны в двух отношениях. Во-первых, они сосредоточены на том, как достичь нулевых выбросов с наименьшими затратами. А во-вторых, они рассматривают, как потратить миллиарды долларов на исследования и разработки, чтобы сэкономить триллионы долларов на новой инфраструктуре.

Кроме того, 35 лет назад я основал компанию под названием GW Instruments. Мы разрабатываем и производим аппаратные и программные продукты, которые обеспечивают взаимодействие компьютеров с датчиками и системами управления на заводах и в исследовательских лабораториях. Каждый день, в течение 35 лет, я обсуждал с инженерами, как решать проблемы с автоматизацией и НИОКР. Я не осознавал этого тогда, но осознаю сейчас, что это была потрясающая тренировочная площадка для борьбы с изменением климата.

– 16.34

Маурицио Ди Паоло Эмилио

Итак, об изменении климата говорят в новостях почти каждый день, и, согласно опросу, 67% американцев хотят обезуглероживания. Однако экономисты правительства США из EIA прогнозируют, что выбросы углекислого газа в США останутся постоянными в течение следующих 30 лет и не сократятся до нуля. Другие страны более или менее похожи. Многие правительственные лидеры заявляют, что хотят обезуглероживания, но этого не делают. Помогите нам понять, что происходит. И каково ваше мнение по итогам последней КС-26? Что произошло со времени вашего первого заседания КС и что не изменилось со времени КС-1?

– 15.47

Гленн Вайнреб

Я думаю, проблема в том, что я называю путаницей с обезуглероживанием. Более конкретно, путаница в отношении затрат. Если вы хотите обезуглерожить, то шаг №1 заключается в определении параметра, который представляет стоимость обезуглероживания.

Примером может служить среднее повышение потребительских цен на электроэнергию после того, как вы обезуглероживаете большую часть электроэнергии. Например, если вы обезуглероживаете 90% электроэнергии в США в течение 10 лет, и это приводит к увеличению ее стоимости на 2 пенни за кВтч, то среднестатистический американский домовладелец, который платит 13 пенни сегодня, заплатит 15 пенни в 10-м году. Можно было бы назвать это увеличение на 2 пенни стоимостью обезуглероживания.

Шаг № 2 по декарбонизации заключается в том, чтобы законодатели приняли эти расходы в обмен на декарбонизацию.

И шаг № 3 — это принятие закона о декарбонизации, который требует от сообществ обезуглероживания электроэнергии в течение определенного периода времени, учитывая это увеличение затрат.

Кроме того, вы спрашивали о конференциях полицейских. Я не думаю, что они окажут большое влияние, поскольку странам необходимо пройти этот трехэтапный процесс с законодателями у себя дома. Однако конференции КС полезны для повышения осведомленности.

– 14.25

Маурицио Ди Паоло Эмилио

Многие сообщества не хотят, чтобы солнечные фермы, ветряные электростанции и линии электропередачи располагались у них на заднем дворе. Не влияет ли это на затраты на обезуглероживание? Могли бы вы ввести «зеленые» законы, применимые только к сообществам, которые хотят большей экономической активности и принимают больше инфраструктуры на суше?

-14.04

Гленн Вайнреб

Очень даже. Если вы хотите обезуглероживаться с низкими затратами, вам также нужны 3 новых закона.

Закон № 1 дал бы сельским землевладельцам право строить солнечные и ветряные электростанции, даже если соседям не нравится, как они выглядят.

Закон № 2 предусматривает создание правительственного учреждения, наделенного полномочиями быстро требовать предоставления права проезда для новых проводов электропередачи.

А закон № 3 предусматривает создание правительственного учреждения, наделенного полномочиями вносить изменения в соглашения о ценах между городами и электростанциями, работающими на углекислом газе.

Однако эти законы не пользуются популярностью у большинства законодателей. Они считают их разрушительными.

Это означает, что у каждой нации есть 3 варианта:

Вариант “А” заключается в принятии этих 3 законов и обезуглероживании с низкими затратами.

Вариант “Б” заключается в том, чтобы не принимать этих законов и проводить обезуглероживание с высокими затратами.

и

Вариант “С” заключается в том, чтобы не обезуглероживаться и смириться с изменением климата.

И проблема в том, что все 3 из этих вариантов не пользуются популярностью у законодателей.

Я думаю, что единственный способ решить эту проблему — это чтобы федеральное правительство создало зоны зеленой энергетики, которые сообщества могут использовать по своему усмотрению. После присоединения землевладельцы имеют право строить солнечные и ветряные электростанции, правительственный чиновник имеет право требовать отвода проводов электропередачи, а федеральный чиновник имеет право вносить изменения в соглашения об энергоснабжении.

Некоторые сообщества могут счесть это разрушительным и не участвовать. Однако другие сочли бы это хорошей экономической возможностью. Кроме того, я думаю, что регионы, испытывающие экономические трудности, с большей вероятностью примут участие, поскольку они жаждут рабочих мест.

– 12.23

Маурицио Ди Паоло Эмилио

У нас также есть источники CO2 выбросы, не связанные с электричеством, такие как производство металлов, пластмасс, химикатов и цемента. Обычно для них требуется тепло, которое часто получают путем сжигания топлива на основе углерода. Каков самый дешевый способ получения тепла без выделения CO2?

-11.58

Гленн Вайнреб

Стоимость тепла при сжигании угля или природного газа составляет от 2 до 4 долларов за гигаджоуль энергии. Самая дешевая тепловая энергия в мире без выделения CO2 это высокотемпературный ядерный реактор в Китае. Это тепло обходится в 4 доллара за гигаджоуль. Если бы снизить стоимость атомной энергии в 2 раза, то это тепло было бы дешевле угля и природного газа. И это оказало бы большое влияние на обезуглероживание Китая. И это помогло бы обезуглероживанию производства, поскольку многое производится в Китае.

В настоящее время китайцы строят реакторы по одному за раз. Однако, если бы они массово производили их на заводе и автоматизировали строительство площадки, они могли бы значительно снизить затраты.

В настоящее время инженеры в Китае работают над получением экологически чистого газообразного водорода, используя прямое тепло от ядерного реактора, и его можно было бы направить по трубопроводу в промышленную зону Китая, чтобы заменить уголь и природный газ.

Мы оцениваем стоимость этого водорода в 65 центов за килограмм, или 4 доллара за гигаджоуль, если они снизят свои ядерные затраты в 2 раза. И эти 4 доллара аналогичны углю и природному газу.

Легко подавать газообразный водород по трубе. Однако для хранения его в резервуаре требуется охлаждение до -250 градусов Цельсия, что является дорогостоящим мероприятием.

Можно добавить атом азота к газообразному водороду, чтобы получить жидкий аммиак, который представляет собой NH3 Это облегчает хранение и транспортировку. Однако добавление и вычитание азота обходится недешево.

Если бы Китай экспортировал экологически чистый аммиак, а импортер преобразовал его обратно в газообразный водород, то можно было бы получить экологически чистый водород по цене 18 долларов за гигаджоуль, что аналогично стоимости бензина. Другими словами, производство экологически чистого жидкого аммиака в Китае и использование его для питания транспортных средств снаружи Китай — это один из способов обезуглероживания транспорта.

Мы говорим об этом в статье, озаглавленной “Как обезуглерожить транспорт”.

-10.00

Маурицио Ди Паоло Эмилио

Здорово. Итак, в своей новой книге «Как избежать климатической катастрофы» Билл Гейтс говорит, что на самом деле есть только две точки данных, которые имеют значение, когда речь заходит о решении экзистенциальной проблемы человечества: 51 миллиард и ноль. Первый — это количество тонн парниковых газов, которые обычно выбрасываются в атмосферу каждый год. Второе — это число, к которому нам нужно прийти, чтобы избежать катастрофы. Он использует концепцию “зеленой премии”. Углерод остается более дешевым источником энергии, поскольку его негативное воздействие не учитывается в цене. Экологическая премия — это дополнительная стоимость использования экологически чистой альтернативы. В некоторых случаях – например, при производстве электроэнергии с использованием ветряных турбин или солнечной энергии – она может быть равна нулю, в зависимости от страны. В других отраслях, таких как производство бетона, удобрений или стали, этого достаточно, чтобы удержать от использования экологически чистых альтернатив. В то время как богатые страны могли бы заплатить премию за эти варианты с нулевым выбросом углерода, в настоящее время это невозможно для некоторых быстрорастущих стран Азии, Африки и Южной Америки. Экологическая премия должна быть настолько низкой, чтобы имело смысл переходить. Некоторые «зеленые» надбавки – например, за электроэнергию – находятся в пределах досягаемости. Другие потребуют огромных объемов исследований и разработок и инвестиций. Что вы думаете по этому поводу?

– 8.22

Гленн Вайнреб

То, что вы говорите, верно. Нам нужно, чтобы «зеленый» вариант был дешевле, чем вариант на основе углерода.

И чтобы снизить экологическую премию, нам нужно больше исследований и разработок.

Такие люди, как Илон Маск, Билл Гейтс, Джефф Безос и Джон Доир, сколотили состояния, используя исследования и разработки и автоматизацию.

Теоретически, правительство США могло бы организовать крупную научно-исследовательскую инициативу и пригласить этих людей руководить ее частью.

Если кто-то ищет идеи о том, как бороться с изменением климата с помощью исследований и разработок, то ознакомьтесь с нашими 18 статьями.

– 7.49

Маурицио Ди Паоло Эмилио

Цель Fusion — предоставить универсальное и надежное базовое энергетическое решение для удовлетворения растущих мировых потребностей в энергии. Что это может предложить для будущего энергетики на нашей планете? Какие у вас есть другие источники, которые нам сейчас следует рассмотреть? Я помню интервью с Биллом Гейтсом, и он сказал: “Фьюжн может появиться, но мы не можем на это рассчитывать”.

-7.23

Гленн Вайнреб

Существует 4 источника недорогой зеленой энергии: 1, фотоэлектрические солнечные фермы, 2, наземные ветряные электростанции, 3, гидроэлектрические плотины и 4, ядерное деление в таких местах, как Китай.

Однако у ядерного деления есть несколько серьезных проблем. К ним относятся риск расплавления, ядерные отходы и риск распространения. Каждый из них может быть улучшен, но только до определенной степени.

Чтобы снизить риск расплавления, можно работать с ядерным топливом, которое не расплавляется при потере теплоносителя. Это делается с помощью присадок, которые снижают выработку энергии, когда топливо становится слишком горячим.

Чтобы улучшить качество ядерных отходов, можно работать с ядерным топливом, таким как торий, в результате чего образуются отходы, срок годности которых составляет 300 лет вместо 100 000 лет.

А чтобы снизить риск распространения, можно работать с ядерным топливом, которое нелегко перерабатывать в оружейный материал.

Существует еще один тип ядерной энергетики, называемый термоядерным синтезом; однако он все еще находится в стадии разработки. Примером может служить проект ITER в Европе. Однако Fusion не работает из-за двух больших проблем.

Задача № 1 заключается в том, что мощность, поступающая в машину, должна быть меньше мощности, которая выходит наружу. И проблема № 2 заключается в том, что горячая плазма внутри машины повреждает внутренние поверхности. Реактор ITER, например, будет работать всего 5 минут из-за этого радиационного повреждения. Я думаю, что в случае с fusion нам следует вкладывать больше средств в исследования и разработки для решения этих двух задач. И вкладывайте меньше денег в большие машины, которые, как мы знаем, не будут работать.

Мы обсуждаем ядерные проблемы в статье, озаглавленной “Ядерная энергетика неизбежна, но не везде”.

– 5.40

Маурицио Ди Паоло Эмилио

Каково ваше мнение о электромобилях? Могли бы мы сделать электромобили такими же дешевыми и удобными, как газовые автомобили?

-5.32

Гленн Вайнреб

У электромобилей тоже есть проблемы. Одно из них связано с затратами, а другое — с причинением неудобств.

Допустим, мы находимся на остановке для отдыха на шоссе и наблюдаем, как 200 сотен автомобилей, работающих на бензине, заправляются каждый час, по 5 минут каждый. Теперь представьте, что мы находимся в том же месте, но работаем с электромобилями вместо газа. Они заряжаются за 20 минут вместо 5, что означает, что нам нужно в 4 раза больше отсеков. Кроме того, нам нужно электричество примерно на 100 домов в каждой бухте, что дорого. А ждать 20 минут — это совсем не весело.

В качестве альтернативы, если бы несколько производителей автомобилей работали с одной и той же стандартной заменяемой батареей EV, то водители могли бы заменить новую батарею менее чем за минуту. Кроме того, они могли бы работать с батареями меньшего радиуса действия, которые к тому же стоят дешевле. Например, батарея с дальностью действия 150 миль стоит дешевле, чем батарея с дальностью действия 300 миль, в расчете на пройденную милю.

Водители могли бы хранить несколько сменных аккумуляторов в отсеке, закопанном на подъездной дорожке у своего дома. И они могли бы заряжать их солнечной энергией в течение дня, в то время как ночью они снабжают дом электричеством.

Таким образом, система аккумуляторов EV с возможностью замены потенциально может решить проблему стоимости и неудобств при зарядке.

– 4.08

Маурицио Ди Паоло Эмилио

Если бы крупное правительство действительно захотело потратить миллиарды долларов на исследования и разработки, чтобы сэкономить триллионы на инфраструктуре, то с чего бы оно начало?

– 3.57

Гленн Вайнреб

В 1962 году президент Кеннеди заявил, что хочет отправить человека на Луну. В ответ они основали НАСА и выделили им деньги на разработку крупных систем.

Теоретически, правительственный лидер мог бы сделать то же самое с изменением климата. Они могли бы создать государственную лабораторию и поручить ей решить проблему изменения климата путем разработки экологически чистой энергии, более дешевой, чем энергия на основе углерода.

Лидер мог бы также установить такие цели, как снижение стоимости солнечной энергии в 2 раза.

Мы обсудим это в двух статьях. Один из них озаглавлен “Зачем тратить 1 миллиард долларов на исследования и разработки в области солнечных установок?”, а другой — “Механизация фотоэлектрических установок на суше”.

Если правительство или фонд были заинтересованы в создании крупной научно-исследовательской инициативы и хотели получить помощь в написании предложения, я был бы рад помочь. Однако у меня есть одно правило. Я работаю бесплатно. И я делаю это, поскольку это позволяет мне сохранять контроль над своим временем.

– 3.00

Маурицио Ди Паоло Эмилио

У меня есть для вас только последний вопрос: рассматриваете ли вы нынешнюю пандемию в большей степени как угрозу или возможность для будущего перехода к устойчивому развитию и возобновляемым источникам энергии?

-2.48

Гленн Вайнреб

Что ж, и то, и другое представляет угрозу для общества.

В некоторых странах регистрируется 10 случаев COVID в день, в то время как в других речь идет о сотнях тысяч. Это говорит нам о том, что некоторые страны знают, что делать, в то время как другие — в меньшей степени.

Я думаю, что то же самое верно и в отношении обезуглероживания. Я думаю, что если кому-то это трудно, значит, они делают это неправильно. Я думаю, что страны должны сосредоточиться на двух вещах в течение следующих 12 месяцев.

1. создание зон зеленой энергетики, которые производят экологически чистую электроэнергию по низкой цене.

И другой — это создание крупных научно-исследовательских инициатив с такими целями, как снижение стоимости солнечной энергии в 2 раза.

Я думаю, что изменение климата похоже на COVID.

Легче работать умнее, чем усерднее.

-2.00

Маурицио Ди Паоло Эмилио

Здорово. Большое спасибо, Гленн. Было приятно видеть вас в этом подкасте. Спасибо!

– 1.56

Гленн Вайнреб

Спасибо!

-1.52

Маурицио Ди Паоло Эмилио

Спасибо тебе, Гленн. Итак, проблема заключается в том, что Гленн называет путаницей с обезуглероживанием. Более конкретно, путаница в отношении затрат. Если вы хотите обезуглероживаться с низкими затратами, вам также необходимо учитывать три вещи: инвестиции в солнечную энергетику, правительственное учреждение, имеющее право быстро требовать разрешения на прокладку новых линий электропередачи, и правительственное учреждение, имеющее право изменять ценовые соглашения между городами и электростанциями, использующими углерод.. Стоимость тепла при сжигании угля или природного газа составляет от 2 до 4 долларов за гигаджоуль энергии. По словам Гленна, самым дешевым источником тепла в мире без выделения CO2 является высокотемпературный ядерный реактор в Китае. Основываясь на книге Билла Гейтса, нам нужно, чтобы «зеленый» вариант был дешевле, чем вариант на основе углерода. Существует несколько источников энергии для местного экрана: например, фотоэлектрическая солнечная компания и наземный ветер. У электромобилей тоже есть проблемы. Во-первых, это стоимость, а во-вторых, инфраструктура зарядки. Но нам нужно как можно скорее перейти к электрификации. «Нам нужно работать умнее, а не усерднее», — сказал Гленн. Он думает, что изменение климата похоже на COVID.

Это подводит нас к концу этого эпизода. Следите за новостями и техническими аспектами силовой электроники. Если вы слушаете это на странице подкаста по адресу EEtimes.com , или PowerElectronicsNews.com Ссылки на статьи по темам, которые мы обсуждали, приведены на этой странице. PowerUp представляет вам AspenCore media, ведущий — Маурицио Ди Паоло Эмилио, а продюсер — Джеймс Ид. Спасибо всем вам за то, что выслушали. Увидимся в следующем эпизоде. Оставайтесь с нами.