Vi behöver en omställning mot en mer hållbar framtid om vi vill rädda vår planet.
Det finns många innovationer som är banbrytande inom den förnybara energisektorn. Ny energiteknik blir alltmer populär, vilket skapar medvetenhet om övergången till miljövänligare lösningar, som grön energiteknik. Många branscher genomför förändringar och fokuserar på att skapa mer hållbara lösningar, med allt från förnybara energikällor, som solkraft och vindkraft, till energilagring, elfordon, innovativa värmepumpar, vätgasteknologi, smarta elnät och fler alternativ till kol, olja och gas.
I och med tillväxten inom förnybara energikällor finns det möjligheter att röra sig bort från fossila bränslen. Därför kommer den här artikeln fokusera på hållbara innovationer som grundar sig på ren energiteknik, som skapar en ny, bättre och grönare framtid för världen.
Vårt universum är ett hav av energi – gratis, ren energi. Allt väntar på att vi ska segla ut i det.
Robert Adams, amerikansk landskapsfotograf
Vilka hållbara energitekniker förvandlar energisektorn?
I och med tillväxten inom artificiell intelligens (AI), additiv tillverkning, automatisering och annan teknologi kan övergången till en renare framtid förenklas. Många av de nya energitekniska framstegen bidrar till att kontrollera och övervaka infrastrukturer, och förbättra miljön genom att gammal utrustning ersätts med nyare lösningar som bygger på hållbar energiteknik. Värmekameror kan t.ex. visa skador på solcellsanläggningar till följd av överhettning och trycksändare kan användas inom vätgas för att undersöka hur stor expansionskraft ett flytande eller gasprov har.
Tack vare de tekniska framstegen kan allt fler saker övervakas och mätas, vilket skapar möjligheter för hela världen att bygga en mer hållbar miljö. Vi vill därför lyfta några av de trender som formar energibranschen.
1. Solcellsdrivna tåg
Thomas A. Edison, en av de viktigaste uppfinnarna inom sektorn för elproduktion, sa: “Jag skulle sätta mina pengar på solen och solenergi. Vilken kraftkälla! Jag hoppas att vi inte behöver vänta tills oljan och kolet tar slut innan vi tar oss an det.” Det visar på vilken potential som finns i solenergi.
Men även om solenergi är en av de mest populära förnybara energikällorna är den fortfarande inte lika populär som fossila bränslen. Enligt International Energy Agency (IEA, internationella energirådet) kom tre fjärdedelar av den ökade förnybara kapaciteten 2023 uteslutande från solceller (PV), och jämfört med 2022 förväntas ökningen av solceller och vindkraft mer än fördubblas fram till 2028, fortsätta slå gamla rekord och komma upp i nästan 710 GW.
Många håller med Edison och försöker hitta fler sätt att använda solenergi för att utveckla innovationer inom förnybar energi, till exempel soldrivna tåg. Det är ett transportmedel som kan köras hela dagen utan att laddas. Som BBC rapporterat i sin video om soljärnvägen (se nedan), exporterar tåget 75% av energin det skapar tillbaka till nätet.
2. Solpaneler av matavfall
Energisektorn förbättras ständigt, och ett annat exempel på hur solenergi förbättras är solpaneler som tillverkas av matavfall. Det revolutionerande materialet skapades med hjälp av självlysande partiklar från frukt- och grönsaksavfall. Den designades av en ingenjörsstudent, Carvey Ehren R. Maigue, som arbetar för AuReus, och konceptet gjorde att han vann James Dyson Award.
3. Bladlös vindenergi
I takt med att ny teknik utvecklas finns det mer avancerade lösningar för nya energikällor, som till exempel vindkraftverk. Alla känner till eller har åtminstone sett de vanliga och vanligtvis stora vindkraftverken som kan resas till havs och på land, och som vi skrev om i denna artikel. Men har någon sett en ny vindturbinkonstruktion utan några roterande blad?
Ett nystartat spanskt företag, Vortex Bladeless, har tagit fram den nya designen. En elastisk stång används för att fästa företagets 3 m höga bladlösa turbin vertikalt i marken. Den är byggd för att svaja eller svänga inom vindens hastighetsområde, och vibrationerna som blir resultatet av detta producerar energi. Dessa vinglösa turbiner kan användas i stads- eller bostadsområden utan det utrymme som krävs för att bygga konventionella vindkraftsparker.
4. Batterier av litiumglas
Batteriernas betydelse för omställningen till förnybar energi är enorm. John Goodenoughs innovation, litiumjonbatterier, är de mest energitäta och tillförlitliga batterierna vi har, och de används i elfordon och många elektroniska apparater. Goodenough kallas för “litiumjonbatteriernas fader” och han fick Nobelpriset i kemi för denna uppfinning. Det hindrade honom dock inte från att bidra till utvecklingen av ett litium-glasbatteri som har en kapacitet som ökar med åldern och har en energitäthet som är dubbelt så stor som litiumjonbatterier.
Dessa batterier har en mycket längre livslängd än konventionella batterier. De fungerar också vid lägre temperaturer, laddas snabbare, kostar mindre, är säkrare (ej brandfarliga) och lagrar mer energi över tid.
5. “Uppladdningsbara” däck
Goodyear utvecklar en innovativ idé för elfordon kunna utföra däckbyten snabbare. Märket presenterade något som de kallar ett “revolutionerande självregenererande konceptdäck som kan anpassas och förändras för att möta individuella mobilitetsbehov”.
Tänk dig ett däck som anpassar sig efter väderförhållanden, väglag eller hur du vill köra. Goodyears nya innovation är skapad av en biologisk substans som förstärks med fibrer som designats efter ett av naturens starkaste ämnen, spindeltråd. Detta gör den helt biologiskt nedbrytbar och otroligt hållbar.
6. 3D-utskrivna solenergiträd
Vad sägs om att plantera träd, i stället för att hugga ner dem för att få energi? Forskare vid Teknologiska forskningscentralen VTT i Finland har skapat en prototyp av ett träd som samlar in sol-, rörelse- och värmeenergi från sin omgivning, inomhus eller utomhus. Den kan lagra energi och omvandla den till elektricitet för att driva små apparater som LED-lampor, luftfuktare, termometrar och mobiltelefoner.
De konstgjorda energiskördande träden kan replikeras i det oändliga med hjälp av 3D-skrivare. De utformades för att likna träd så att de kunde placeras i trädgårdar och andra naturliga miljöer.
7. Avfallsdrivna flygplan
En av människans mest koldioxidintensiva aktiviteter är flygresor. Förutom solpanelerna vi nämnde tidigare, som konstrueras av livsmedelsavfall, kan det även användas som flygplansbränsle. Dessa avfallsdrivna flygplan drivs av bränslen som skapas ur avfall, t.ex. “vått” mänskligt avfall, matavfall och avloppsvatten, trä och hushållsavfall som reagerar med katalytiska kemikalier.
Kommer fler företag att fokusera på att producera flygbränsle av avfalls-kolkällor, som matavfall och kommunala sopor? Detta bränsle skulle ge mindre klimatpåverkan än från traditionella bränslen eftersom det framställs av växter som absorberar koldioxid från atmosfären. Enligt Popular Mechanics står matavfall för 6 % av världens utsläpp av växthusgaser, jämfört med flygplanens 2,5 %. Och det finns tillräckligt med användbart vått avfall för att ersätta 20 % av allt flygbränsle, vilket också innebär att det inte hamnar i soptippar som släpper ut metan.
8. Solenergi 3.0
Du har säkert hört talas om de industriella revolutionerna, som Industri 5.0, som fokuserar på samarbete mellan människor och robotar, men har du hört talas om solenergi 3.0, revolutionen inom solindustrin?
Solenergi 3.0 är ett solcellskraftverk som är helt reglerbart, och som använder batterilagring och andra lagringsenheter för att möjliggöra tidsförskjutning, och mata in mer eller mindre energi i elnätet när det behövs. Revolutionen handlar huvudsakligen om att ta fram perovskiter som använder 10 till 1000 gånger mindre material ände kiselkristallceller som används mest i nuläget. Ta reda på mer om detta i videon nedan.
9. Kolnanorör
Studenter från Massachusetts Institute of Technology har upptäckt ett innovativt material bestående av kolnanorör som kan producera elektricitet genom att absorbera energi från sin omgivning.
Mikroskopiska kolpartiklar som kan generera ström bara genom att reagera med vätskan runt omkring dem kan användas för att producera energi. Enligt forskarna drar vätskan, ett organiskt lösningsmedel, elektroner från partiklarna och skapar en ström som kan användas för att driva robotteknik i mikro- eller nanoskala eller kemiska reaktioner.
10. Byggnaden som kyler sig själv
Vi har redan skrivit om gröna byggnader, och visat hur de är en viktig del av stadsplaneringen, och mildrar effekterna av klimatförändringarna och förbrukar mindre energi och vatten. Men känner du till byggnader som inte behöver luftkonditionering för att kylas ner?
I naturen skapar termiter enorma stackar som ventileras genom ett intrikat nätverk av tunnlar. Zimbabwes arkitekt Mick Pearce använde biomimikmetoden för att skapa ett naturligt kylsystem som utnyttjade naturen genom att modellera termiters kreativitet. Resultatet är ett arkitektoniskt mästerverk som utnyttjar kylluft under natten och värmeutsläpp under dagen för att uppnå 90% passiv klimatkontroll.
Framtidens energi är digitaliserad och hållbar
Några av hållbarhetsinnovationerna och projekten inom förnybar energi som vi har presenterat kan förvandla energisektorn till en grön sektor, och om jordens material används rationellt kan en balans äntligen skapas mellan människa och natur. Hållbarhet tvingar oss att titta på vad vi redan använder, hitta och återanvända potentialen i matavfall eller den natur som är full av skatter.
Vissa av dessa innovativa tekniker skulle dock inte kunnat upptäckas eller utvecklas utan andra tekniska framsteg, som till exempel de soldrivna träd som förmodligen inte skulle finnas utan additiv tillverkning, och de uppladdningsbara däck som inte varit möjliga om uppladdningsbara batterier inte uppfunnits. Därför kan digitaliseringen göra energisektorn renare genom att hjälpa oss att upptäcka mer hållbar energiteknik, med till exempel 3D-skrivare eller energimätare. Digitaliseringen växer och verkar vara en oskiljaktig del av våra liv. Nu kommer allt fler enheter att anslutas till elnätet, och vi kan förutse att allt så småningom kommer att drivas av en sammankoppling av data och energi.
*Eftersom Distrelec inte har testat någon av dessa innovationer kan vi inte bekräfta de påståenden som görs av deras skapare.
