Технологические инновации для смягчения последствий изменения климата - Technological Innovation for Climate Change Mitigation

На этой фотографии показан спутниковый снимок световое загрязнение и сколько электричества используется вокруг Земли за ночь.

Изменение климата усугублялось деятельностью человека на протяжении веков, и с момента первого политического признания было предпринято много научных усилий. Чтобы избежать текущих и потенциальных воздействий изменения климата, были разработаны технологии смягчения последствий, позволяющие адаптироваться к проблеме, при этом каждое изобретение относится к одной из четырех конкретных групп усилий. Эти группы включают энергоэффективность улучшения, Возобновляемая энергия (RE), ядерная энергия / энергия (NE), и хранилище улавливания углерода (CCS).[1] Тем не менее, проблемы, связанные со смягчением последствий изменения климата и адаптацией к ним, обычно имеют приоритетное внимание к группам, связанным с хранением углерода и возобновляемыми источниками энергии.

Традиционно области западной цивилизации по всему миру имеют ресурсы и финансы для успешной разработки и поддержания технологических смягчающих воздействий на изменение климата. Исследования и разработки этих технологий требуют финансирования и влекут за собой высокие затраты. В производстве этих изобретений наблюдается глобальная непоследовательность, в результате чего развивающиеся страны без средств защиты от проблемы изменения климата.[2] По иронии судьбы, некоторые из этих областей достаточно бессильны, но при этом больше всего страдают от изменения климата в мире.

Изменение климата было упомянуто еще в 1896 году шведским химиком, Сванте Аррениус. Эта тема не возникала как политическая проблема до 1950-х годов. Публичная политика является самим игроком в бизнесе климатических инноваций, контролируя деятельность по выбросам и сокращению выбросов загрязняющих веществ. Преимущественно, законодательная власть работает над контролем над инновациями, в частности, путем установления ограничений на количество загрязняющих веществ, которые могут быть произведены, и сокращения времени, когда компании, использующие изобретения, загрязняющие окружающую среду, должны быть завершены.[1] Государство, реализующее политику, и предприятия, способствующие загрязнению, должны работать в соответствии с внедренными законодательными требованиями для достижения экологических целей к установленному сроку.

Политическое влияние

Начало эры защиты окружающей среды началось с общее право, основанный на законе неприятность. Это введение разрешало только частную работу по улучшению земли, когда ей причинен вред (включая удаление запаха из свиньи, ремонт разрушенных дамб и обеспечение соблюдения строгое обязательство ). Любое другое правоприменение было строгим, чтобы иметь дело только с любыми серьезными экологическими угрозами, будучи способным адекватно защитить только общие ресурсы. Глубокое регулирование по защите окружающей среды было впервые замечено в законодательстве Англии, вызванном экологически опасными событиями. Катастрофы, такие как "Великая вонь "(сброс сточных вод в реку Темзу парламентом) вызвал движение в законодательном органе по защите Закон о столичной канализационной комиссии 1848 г.. Кроме того, "Великий смог "(массовое загрязнение воздуха) способствовало развитию Англии Закон о чистом воздухе 1956 года.[нужна цитата ] Нормы охраны окружающей среды налагают ограничения на количество выбросов от домашних хозяйств и предприятий, которые могут производиться, и инспекция заставляет гарантировать соблюдение. «Экологическое право» стало отдельным законодательным органом во всех развитых и многих развивающихся странах только в 1960-х годах после признания того, что окружающая среда отчаянно нуждается в помощи, чтобы поддержать себя, будучи таким хрупким.

В то время как государственные нормативные акты действуют для сокращения выбросов в целях защиты качества воздуха в окружающей среде, международные инициативы направлены на решение более широких проблем. Например, многие химические вещества, которые вредят озоновый слой были глобально ограничены выбросами посредством разработки программ, ориентированных на торговлю выбросами (акцент делается на сокращении кислотных дождей или адаптации к изменению климата). Программы также сотрудничают для выявления и классификации загрязнителей воздуха и определения приемлемого уровня выбросов и необходимых технологий смягчения последствий.

Качество воды также является важной темой для улучшения окружающей среды, поскольку этот фактор имеет прямое и непосредственное влияние на жизнь вокруг него. Государственные нормативные акты в каждой стране реализуют политику в отношении очистка и удаление сточных вод, а также управление всеми сельскохозяйственный и промышленный Сточные Воды. Законодательные органы также работают над контролем уровня поверхностный сток который поступает со строительных площадок преимущественно в городской среде. Кроме того, международные усилия также направлены на выявление и категоризацию загрязнителей воды и установление приемлемых уровней концентрации в водных ресурсах.

Более того, политики могут управлять твердые бытовые отходы, опасные отходы, и ядерные отходы, среди многие другие типы посредством управления его транспортировкой, обработкой, хранением и утилизацией. Что касается очистки от содержания (от осадок, почва, поверхность, и грунтовые воды ), существуют политики, которые работают как защитная, а не профилактическая мера. Они управляются посредством ответных действий, которые жизненно важны для восстановления поврежденных сред в окружающей среде. Для улучшений нужна не только политика, но и стремление людей взять на себя ответственность или заплатить за нее. Управляемые действия включают в себя службы реагирования на чрезвычайные ситуации, распределение ответственности, оценку объекта, корректирующее расследование и действия, технико-экономические обоснования, повторное использование объекта и мониторинг после восстановления.

Наконец, законы, регулирующие техногенную безопасность химических веществ в современных промышленных условиях, включают управление человеческой деятельностью. Эти правила строго направлены на запрещение некоторых химических загрязнителей (особенно в потребительских товарах, таких как Бисфенол А материал в пластиковых бутылках) и регулируют пестициды.

Научное обоснование

Технологические изменения и научные процессы играют важную роль в исследованиях, вдохновляя на создание, распространение и использование знаний. Эти научные достижения улучшают технологические инновации для смягчения последствий изменения климата. Они жизненно важны для использования при разработке методов адаптации, поскольку они необходимы, когда изменение климата угрожает миру. В настоящее время национальные технологические системы сосредоточены на росте рабочих мест и объемов производства, а не на сокращении выбросов парниковых газов или повышении энергоэффективности.[3] Стратегии адаптации предназначены для уменьшения любой уязвимости доступных технологий и необходимости адаптации к научным технологиям, включая энергоэффективность доработки и производство Возобновляемая энергия (RE), ядерная энергия / энергия (NE), и хранилище улавливания углерода (CCS).[1]

Повышение энергоэффективности

Энергоэффективность - это концепция, используемая для определения направленности борьбы с изменением климата путем создания энергоэффективных технологий и продуктов (они предназначены для использования меньшего количества энергии для предоставления тех же услуг). Энергоэффективность - важный инструмент адаптации к изменению климата, поскольку он сохраняет и расширяет ресурсы в долгосрочной перспективе. Это также минимизирует затраты государства на адаптацию энергетического сектора к изменению климата. Наименее затратный способ удовлетворить возросший спрос на энергию - это ее экономия. Однако развивающиеся страны пытаются найти компромисс между энергоэффективностью и экономическими показателями, чтобы не отставать от своей растущей экономики, поскольку они требуют значительного увеличения энергия производство и потребление.[2] Повышение энергоэффективности включает не только усилия по сокращению выбросов двуокиси углерода. Он варьируется и зависит от энергии, поставляемой для конкретной технологии, например, от ископаемого топлива от каменный уголь завод, производящий бензин для авто. Повышение эффективности сократит выбросы для технологий, работающих на ископаемом топливе, по сравнению с с низким содержанием углерода источники, такие как электричество который производится из возобновляемых источников энергии. Тем не менее, повышение энергоэффективности является ключевым инструментом сокращения выбросов углекислого газа и большинства источников с низким содержанием углерода (включая возобновляемые источники энергии и накопители для улавливания углерода).

Возобновляемая энергия (ВЭ)

Возобновляемая энергия генерируется из природные ресурсы, Такие как Солнечный свет, ветер, и дождь. Возобновляемые технологии функционируют за счет ресурсов, которые варьируются от солнечная энергия, ветровая энергия, к гидроэлектроэнергия и постоянно обновляются. Технологии возобновляемых источников энергии имеют преимущество перед традиционными энергетическими системами, поскольку они оказывают гораздо меньшее воздействие на окружающую среду и считаются чистым источником энергии. Недостатком использования возобновляемых источников энергии является нестабильный рынок источника с неопределенной прибыльностью из-за конкуренции с ископаемым топливом.[4] Таким образом, источник энергии вряд ли получит большую поддержку со стороны государства и частный сектор. Возобновляемые источники поощряются для решения проблем и проблем, возникающих в результате воздействия парниковых газов.[4] Большинство технологий возобновляемых источников энергии генерируются из солнечного света, который создает солнечную энергию (мощность). Эта солнечная энергия является наиболее эффективным возобновляемым ресурсом на планете, в основном вырабатывающим электроэнергию, но также источником энергии для целей отопления и очистки воды.[4] Солнечная энергия вырабатывается за счет солнечного тепла, которое поглощается ветряными турбинами, улавливая ветер, который генерирует энергию ветра. Использование солнечных возобновляемых источников энергии играет большую роль в сокращении выбросов для смягчения последствий изменения климата, уменьшения загрязнения воздуха и решения проблем с энергетической безопасностью.

Ядерная энергия (NE)

Атомная энергия проводится высвобожденной ядерной энергией от ядерных реакций. Энергия - это воспламеняющееся тепло от реакций, которое чаще всего используется в приводе в действие паровых турбин, вырабатывающих электроэнергию, расположенных на атомных электростанциях. электростанции. Ядерное деление это тип ядерной реакции, которая является ведущей формой производство энергии с низким содержанием углерода. Коммерциализация целых электростанций впервые началась в 1970-х годах. Весь энергостанции которые работают на делении электричества, как известно, имеют значения выбросов ниже, чем у станций возобновляемой энергии, с точки зрения выбросов парниковых газов за цикл (единицы произведенной энергии). Среднее значение всех коммерческих источников для базовая нагрузка Энергия самая низкая для этого метода и вторая после самой низкой для всех технологий коммерческого электричества. Первые установки этих заводов предотвратили выброс 64 миллиардов тонн углекислого газа, выбрасываемого тепловыми электростанциями, работающими на ископаемом топливе. Атомная энергетика приветствуется Всемирная ядерная ассоциация и Экологи за атомную энергию быть безопасным и устойчивым источником энергии для сокращения выбросов углерода. Ретроспективно корпорации Гринпис Интернэшнл и NIRS как известно, выступают против ядерной энергетики, утверждая, что она больше всего угрожает окружающей среде.

Хранилище улавливания углерода (CCS)

Углекислый газ является основным парниковым газом, который способствует изменению климата, и его уровни повысились в результате деятельности человека, что способствует возникновению таких инцидентов, как ископаемое топливо. горение. Одна из основных технологий снижения выбросов углекислого газа - хранилище улавливания углерода (CCS). Это включает абсорбцию углекислого газа, чтобы предотвратить его попадание в атмосфера от источников излучения, таких как натуральный газ перерабатывающие предприятия или электростанции[1]. Хранилище улавливания углерода - это технология, которая может улавливать до 90 процентов выбросов углекислого газа в результате использования ископаемого топлива в производство электроэнергии или промышленные процессы.[1] Ископаемое топливо воздействует на окружающую среду при сжигании в количествах, ограничивающих возможность стабилизации безопасных уровней концентрации парниковых газов в атмосфере. Хранилище для улавливания углерода включает в себя трехэтапный процесс получения диоксида углерода, его транспортировки и надежного хранения. Во-первых, технология отделяет углекислый газ от газов, образующихся в производство электроэнергии или промышленные процессы в методах улавливания до сжигания, улавливание дожигания, или же кислородно-топливное горение. Затем отделенный диоксид углерода транспортируется на безопасное хранение по трубопроводу или на корабле. Углекислый газ бережно хранится в обедненных месторождения природного газа или выбран геологические горные образования под землей, которые обычно находятся на глубине нескольких километров от поверхности земли. Дальнейшее развитие достижений в технологиях улавливания углерода означает больший успех в будущих процессах улавливания. Основным препятствием является проблема стоимости и эффективности улавливания углекислого газа при производстве электроэнергии.[1]

Экономические факторы

При определении текущих и ожидаемых будущих улучшений технологий адаптации к изменению климата необходимо учитывать экономические факторы. Экономические факторы, которые описаны в спрос и предложение цепи, важны для понимания скорости и направления прогресса технологических изменений. Государство определяет предложение, основываясь на соответствующих научных и технологических знаниях и возможностях. Кроме того, государство оценивает стоимость и доступность ресурсов, таких как обученные техники и опытные работники, которые участвуют в исследовательских процессах по созданию и совершенствованию технологий адаптации к изменению климата.[5] Принимая во внимание, что спрос на инновации зависит от степени снижения затрат от конкретной используемой технологии, а также от выгоды потребителя и производителя от новой или улучшенной технологии для существующих товаров.[5]

Технологии смягчения последствий изменения климата предназначены для создания энергоэффективных продуктов и услуг, которые приносят экономические выгоды потребителям и окружающей среде. Государство может отслеживать повышение энергоэффективности посредством политики, регулирующей цены на рынках.[3]

С экономической точки зрения выбросы парниковых газов считаются «внешними факторами», которые не полностью продаются и не оцениваются на рынках, не вызывая доверия. рыночная стоимость. Решение проблемы изменения климата становится проблемой для общества и не может быть достигнуто просто за счет прогресса частных рынков, потребителей и производителей.[5] Такие вопросы, как прямое регулирование личного выбора по сокращению выбросов парниковых газов, потребуют от правительства запретить большие автомобили, повысить выбросы углерода или ископаемое топливо налоги и даже увеличить расходы на общественный транспорт. Кроме того, субсидирование производства и распространение во всем обществе политически менее проблематичен, поскольку технологические инновации имеют важное значение для экономического роста.[3] Повышение энергоэффективности напрямую влияет на потребителей (то есть в 2016 году правительство Канады помогло гражданам сэкономить 12 миллиардов долларов на затратах на электроэнергию в 2013 году, накопив в среднем 869 долларов на семью).[6]

Чтобы технологические инновации достигли экономической устойчивости, экономика должна обеспечивать ответственное и ограниченное использование природных ресурсов, которые не являются возобновляемыми или не наносят вред окружающей среде, таких как ископаемое топливо или уран.[7] Устойчивая экономика использует различные стратегии для привлечения оптимальных ресурсов для достижения выгодного баланса в долгосрочной перспективе. В настоящее время уже существует технология, которая может эффективно снизить и даже стабилизировать уровни парниковых газов в течение следующих нескольких десятилетий. Однако проблема заключается в том, что с экономической и политической точек зрения сложно запускать и устанавливать энергоэффективные продукты с использованием возобновляемых источников энергии (т.е. ветровая энергия ). Социальные и политические барьеры ограничивают прогресс внедрения технологий и удовлетворения требований эффективного смягчения последствий изменения климата.[3]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c d е ж Райзер, К .; Naims, H .; Брун, Т. (2017). «Корпоратизация климата? Инновации, права интеллектуальной собственности и патенты для смягчения последствий изменения климата». Энергетические исследования и социальные науки. 27: 1–8. Дои:10.1016 / j.erss.2017.01.020.
  2. ^ а б Канторе, Никола; Кали, Массимилиано; Велде, Дирк Виллем те (2016). «Повышает ли энергоэффективность технический прогресс и экономический рост в развивающихся странах?». Энергетическая политика. 92: 279–285. Дои:10.1016 / j.enpol.2016.01.040.
  3. ^ а б c d Mikler, J .; Харрисон, Н. (2012). «Разновидности капитализма и технологических инноваций для адаптации к изменению климата». Новая политическая экономия. 17 (2): 179–208. Дои:10.1080/13563467.2011.552106.
  4. ^ а б c Adenle, Ademola A .; Азади, Хоссейн; Арбиоль, Джозеф (2015). «Глобальная оценка технологических инноваций для адаптации к изменению климата и смягчения его последствий в развивающихся странах». Журнал экологического менеджмента. 161: 261–275. Дои:10.1016 / j.jenvman.2015.05.040. PMID  26189184.
  5. ^ а б c Пирсон, Питер Дж. Дж .; Фоксон, Тимоти Дж. (2012). «Низкоуглеродная промышленная революция? Взгляд на прошлые технологические и экономические преобразования». Энергетическая политика. 50: 117–127. Дои:10.1016 / j.enpol.2012.07.061.
  6. ^ Панканадские рамки. «PAN-Канадская рамочная программа по экологически чистому росту и изменению климата» (PDF). Панканадские рамки. Панканадские рамки. Получено 15 мая 2020.
  7. ^ Томбари, С. "Зеленое государство публичности" (PDF). Получено 15 мая 2020. Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)
  • Райзер, К .; Naims, H .; Брун, Т. (2017). «Корпоратизация климата? Инновации, права интеллектуальной собственности и патенты для смягчения последствий изменения климата». Энергетические исследования и социальные науки. 27: 1–8. Дои:10.1016 / j.erss.2017.01.020.