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今年我很幸运地说服了世界著名的100%可再生能源专家马克·雅各布森(Mark Jacobson)作为嘉宾出席我5月份的一个网络研讨会(一个面向城市规划者和市政府人员的系列研讨会)。马克是斯坦福大学的专家,白宫顾问,曾在国会发表过四次演讲(大卫·莱特曼曾发表过一次演讲)等等。他的全部成就更令人印象深刻。
我们的话题是由化石燃料和核工业传播的虚假信息,可能是因为马克的声望,一些喷子在网络研讨会前后在社交媒体上攻击我。像往常一样,我调查了相关人员的背景,发现他们都是大型石油公司或大型核能公司的雇员。
纵观历史,现状行业和强大的实体经常与技术颠覆进行激烈的斗争,特别是当它们产生巨大的经济影响时,比如当前的能源转型。
弗拉基米尔•普京(Vladimir Putin)发起了一场真正的战争,部分原因是为了保护俄罗斯的天然气业务,这是一场似乎没有得到回报的豪赌。这场战争正在推动世界各国更快地实现清洁能源独立,尤其是在欧洲。在美国,乌克兰冲突——以及西南部的野火和干旱、德克萨斯州的天然气厂故障以及其他地方的洪水和风暴——正在产生同样的影响。
它让我思考变化的本质。有时,在我们面临灾难性事件之前,主流社会对采用新技术感到恐惧和犹豫。然而,这并不适用于所有人。早期的采用者通常是有远见的人,比大多数人超前很多年。我每年都会访问这些人的项目。万博手机版登录本官网
低能耗住宅
今年,一个这样的访问是马萨诸塞州纽伯里波特的Hillside可持续生活中心。这是一个拥有48个家庭的社区,他们小心翼翼地管理水资源,几乎不产生任何化石燃料排放。它采用了许多我经常写的技术,比如热泵和能量回收通风设备,一些读者认为这些技术对机械行业来说仍然很新。Hillside还展示了一些更高级的脱碳方法。
该项目由当地开发商Hall & moscow设计和建造,建筑采用预制混凝土被动屋墙体构件,该公司在一个大的建筑帐篷中现场制造。
“我们试图从加拿大引进绿色混凝土,但存在跨境合作的困难,”Hall & moscow的总裁戴维•霍尔(David Hall)表示。“所以我们自己制作墙体部分,用的是地下混凝土,上面部分用的是纤维混凝土。我认为这是一个新的前沿领域,因为现代建筑材料有潜力储存大量碳。”
该公司采用了其他创新,但混凝土是建筑领域变化的前沿和即将到来的重工业转型的一个很好的例子。
传统混凝土是温室气体排放的主要贡献者,产生8%到9%的温室气体。同样,钢铁也是一个大问题,最终得到了世界各地进步工程师的更多关注。
与长途航运、铁路和航空运输等其他工业过程一样,水泥和钢铁在脱碳方面是真正的滞后品。从某种程度上说,大力支持这两类创新是一种误导。我很高兴他们在进步,但这是一个缓慢的过程。
长期以来,人们一致认为,所有这些行业最终都会出现涉及氢的解决方案。遗憾的是,这些炒作都是关于过去几十年已经成为现实的东西。
有一段时间,我也对电气化有偏见,对氢能太过怀疑。然而,我对化石燃料行业的技术、政治和卑鄙交易了解得越多,我就越觉得自己的怀疑是有道理的。然而,最近似乎取得了一些进展。
绿色混凝土
在法国西海岸,位于Rives de l’yon的霍夫曼绿色水泥技术公司(Hoffman Green Cement Technologies)似乎正在朝着无碳混凝土商业化的方向发展,这一过程大大改变了传统的生产工艺。它涉及三种主要的输入:来自冶金和钢铁工业的高炉炉渣,粘土污泥的副产品闪泥,以及从建筑工地挖掘的材料中产生的石膏/脱硫石膏。显然,这三种资源丰富且容易获取。
这些物质与激活剂和超级激活剂混合(听起来像一个化学过程,我想知道更多),创造出三种水泥产品,似乎适用于建筑行业的大多数传统应用。它们以预制混凝土、用搅拌车运输的预拌混凝土和供商人和diy者使用的水泥袋的形式供应。
该公司强调,该项目不涉及熟料生产,而熟料生产是目前排放的主要来源,因此没有任何燃烧,也没有开采原材料,这是对环境产生负面影响的另一个来源。
我将其作为一项有前途的技术进行报道,但这还处于早期阶段。我的知识还不够全面,不足以让它成为一个类似于背书的东西。然而,我读过许多关于制造所谓“绿色水泥”的其他努力,而这个听起来比其他的要好。
霍夫曼似乎有良好的资金支持,与建筑材料公司CEMEX建立了合作关系,有完善的生产计划和正在发展的分销安排。它应该会成功,尽管是在欧洲先于北美。大西洋两岸的许多其他公司都在继续致力于绿色水泥的解决方案,这对未来是一个充满希望的迹象。
与此同时,在纽伯里波特(Newburyport)的Hillside和其他许多北美住房开发项目中,热衷者正在证明纤维混凝土、纤维素和大麻混凝土的有效性。
“我不喜欢大麻混凝土这个名字,”霍尔说。“我认为使用大麻花作为标志的公司是错误的。这是一种性能良好的建筑材料,绝缘性好,解决了嵌入的碳问题。对我来说,与大麻的联系不利于可信度。”
探索不同材料的弹性和绝缘是目前非常热门的。今年1月,我参观了德克萨斯州奥斯汀市一栋在建的小房子,整个房子都安装了几英寸厚的软木隔热层。这位设计师兼建筑商很兴奋地向人们展示了软木在德克萨斯州的低能耗住宅中是多么完美。我拍了一些照片,并将在未来的专栏中更广泛地介绍这个项目。
绿色钢铁
瑞典的两家公司声称他们走在了制造“绿色”钢铁的前沿。两家公司中的SSAB实际上生产的是它称之为绿色的钢铁。汽车制造商沃尔沃(Volvo)曾在一辆大型原型车中使用这种技术,在采矿作业中运送矿石。
这一过程包括在铁球和铁的制造过程中,氢作为化石燃料的替代品,并使用电弧炉将铁转化为钢。通过燃料电池制造氢气的能源将来自可再生能源,可能是风能和太阳能。
氢能还可以用于大规模的能源储存,这是传统工程师的痴迷,他们一直认为风能和太阳能比传统能源更间歇性。
雅各布森在上述关于虚假信息的网络研讨会上表示,这是不真实的。他提供了全球统计数据,说明煤电厂、核电站和天然气电厂在平均一年时间里都无法提供基载电力,而且无法提供基载电力的时间要比可再生能源电厂长得多。因此,他戳破了一个广为流传的媒体神话,即传统能源在某种程度上不会受到不稳定性的影响。
雅各布森指出,如果要实现全年365天全天候可靠服务的目标,传统和现代电力系统都需要备份和冗余系统。越来越多的证据表明,存储、现代软件、V2G、微电网、虚拟发电厂、HVDC基础设施、需求响应和节能都将有助于可再生电力的平稳过渡。可再生能源的可靠性已经超过了传统发电方式。
就像氢气项目一样,可获得的绿色炼钢技术信息有限万博手机版登录本官网且模糊,商业化的时间线神秘地漫长,但政治研究伙伴关系都神奇地到位,甚至一些客户和公共资金已经流向了布道者。
第二家瑞典公司叫H2 Green Steel。它之所以出名,是因为它认为它可以在2024年投入生产,而SSAB去年提到的是5年的旅程。尽管如此,H2绿钢新闻稿的照片显示,工厂将在一片绿色的田野上建造。
工业的其他绿色进展
世界上最大的环境问题是二氧化碳、甲烷、水污染和生物多样性丧失,但碳排放是当前的关键问题。导致这些排放的全球最终用途活动大致平分:四分之一用于交通运输,四分之一用于建筑,四分之一用于发电,四分之一用于工业和农业。
前三个问题的解决方案已经得到了很好的理解和进展,但工业/农业最容易为拖延找借口。这种情况正在开始改变。更年轻、受教育程度更高的人正在推动婴儿潮一代退休,并要求新的环保方法。
•电力存储。正如我经常写的那样,现在从事电池和其他类型存储的工程师可能比地球上其他任何东西都要多。
位于加州弗里蒙特的Rondo能源公司获得了2200万美元的融资,以提高其著名的热电池的产量,这种电池提供了一种零排放的工业热能,可以在超过1200摄氏度(2192华氏度)的温度下存储太阳能和风能。该公司表示,计划在2022年底开始制造并向客户交付系统。这可能是比前面提到的氢气旅行更好的路线。
该公司的投资者注意到,可再生能源的成本已经稳步下降,但对于需要高温工艺热的行业来说,这不是一个选择,因为将可再生电力有效地转化为高温热能是一个挑战。
Rondo系统旨在从太阳能、风能和能源电网中获取能量,在提供连续热量的同时,间歇地为特殊的电池砖材料充电。隆多说,这将使水泥、燃料、食品和海水淡化等行业的公司减少排放,同时利用成本的下降
可再生能源。
另一家位于休斯顿的维京冷解决方案公司,在环境咨询公司D+R International代表南加州爱迪生公司进行了两年的研究后,其热能储存技术得到了验证。
该技术使用相变材料和智能控制,显著提高了冷库设施的能源效率和需求管理能力。制冷是加州第三大能源消耗类别。
在两年的测试中,该公司的产品在制冷系统中提高了25%的能源效率,大幅降低了峰值负荷需求,同时更好地保持了所需的产品温度。维京公司希望通过此次认证,能让全国各地的食品制造商、分销商和食品零售商开始采用其技术。
•汽车。一项有望在工业过程中提高电气化和效率的技术是默默无闻的电动机。数百万人每天从事大量的工作,为我们的集体财富作出贡献。
德克萨斯州圆石市Infinitum Electric公司的Ben Schuler说,电机消耗了53%的电力;他的公司的产品可以节省大约一半的费用,因为它们非常高效。它的设计消除了大量的铁和铜,并通过蚀刻在电路板上运行。
舒勒说:“例如,体重是18磅vs. 8磅。”“更小、更安静、更轻、原材料更少,但产量不变。更高的电流密度,67%的铜和更大的能力冷却定子。我们拥有25项专利,还有25项正在申请中的专利。”
在2019年AHR博览会上,舒勒独自一人坐在一张小桌子上,客户的兴趣很少。然后该公司开始获奖,在2022年,它生产数千台电机,有一个巨大的、人员配备精良的AHR展台,并有不间断的客户咨询。
该公司已经在生产或计划生产用于工业过程、暖通空调设备和运输部门的众多应用的电机。营销经理表示,到2024年,产品路线图将为每个市场提供从1/2马力到30马力的型号。
当我想到电机技术在短短几年内取得类似的巨大飞跃时,我的脑海中浮现出这样一个未来:微电路和预制建筑可以自己发电,使自给自足的离网工业得以实现,人们几乎可以生活在任何地方——一个完全改造的、高度节能的、更绿色的世界。
正如马克·雅各布森高兴地解释的那样,我们已经拥有了创造它的可行方案。我们需要控制错误信息,部署,部署,部署。