PUHTAAT TEKNIIKAT: OMINAISUUDET, EDUT JA ESIMERKIT - YMPÄRISTÖ

Puhtaat teknologiat ovat teknisillä keinoilla, jotka pyrkivät minimoimaan ympäristövaikutukset on yleensä syntyy jokaisen ihmisen toimintaa. Tämä teknologiakäytäntöjoukko kattaa kaiken ihmisen toiminnan, energiantuotannon, rakentamisen ja monipuolisimmat teolliset prosessit.

Heitä yhdistävä yhteinen tekijä on heidän tavoitteensa suojella ympäristöä ja optimoida käytettyjä luonnonvaroja. Puhtaat tekniikat eivät kuitenkaan ole olleet täysin tehokkaita pysäyttämään ihmisen taloudellisen toiminnan aiheuttamia ympäristövahinkoja.

Kuva 1. Aurinkopaneelit. Lito Encinas, Wikimedia Commonsista

Esimerkkeinä alueista, joihin puhdas tekniikka on vaikuttanut, voidaan mainita seuraavat:

Uusiutuvien ja saastuttamattomien energialähteiden käytössä.
Teollisuusprosesseissa jätevesien ja myrkyllisten pilaavien päästöjen minimointi.
Kulutustavaroiden tuotannossa ja niiden elinkaaren aikana, ympäristövaikutukset vähäiset.
Kestävien maatalouskäytäntöjen kehittämisessä.
Kehitettäessä kalastustekniikoita, joilla säilytetään meri-eläimistö.
Kestävässä rakentamisessa ja kaupunkisuunnittelussa muun muassa.

Puhtaan tekniikan yleiskatsaus

Tausta

Nykyinen talouskehitysmalli on tuottanut vakavia vaurioita ympäristölle. ”Puhtaiksi teknologioiksi” kutsutut teknologiset innovaatiot, jotka tuottavat vähemmän ympäristövaikutuksia, vaikuttavat toiveellisilta vaihtoehdoilta tehdä taloudellisesta kehityksestä yhteensopiva ympäristönsuojelun kanssa.

Puhtaan teknologian alan kehitys syntyi vuoden 2000 alussa ja kasvaa edelleen vuosituhannen ensimmäisen vuosikymmenen aikana. Puhtaat tekniikat ovat vallankumous tai mallimuutos tekniikan ja ympäristöasioiden hoidossa.

tavoitteet

Puhtaalla teknologialla on seuraavat tavoitteet:

Minimoi ihmisen toiminnan ympäristövaikutukset.
Optimoi luonnonvarojen käyttö ja suojele ympäristöä.
Auta kehitysmaita saavuttamaan kestävä kehitys.
Tehdään yhteistyötä kehittyneiden maiden aiheuttaman pilaantumisen vähentämisessä.

Puhtaan tekniikan ominaisuudet

Puhtaalle teknologialle on ominaista innovatiivisuus ja keskittyminen ihmisen toiminnan kestävyyteen, luonnonvarojen (muun muassa energian ja veden) säilyttämiseen ja niiden käytön optimointiin.

Näillä innovaatioilla pyritään vähentämään kasvihuonekaasupäästöjä, jotka ovat ilmaston lämpenemisen pääasiallisia syitä. Siksi voidaan sanoa, että heillä on erittäin tärkeä rooli ilmastomuutoksen lieventämisessä ja siihen sopeutumisessa.

Puhtaisiin tekniikoihin kuuluu laaja joukko ympäristöteknologioita, kuten uusiutuva energia, energiatehokkuus, energian varastointi, uudet materiaalit.

Puhtaan tekniikan tyypit

Puhtaat tekniikat voidaan luokitella toiminta-alueidensa mukaan seuraavasti:

Uusiutuvien, saastuttamattomien energialähteiden käyttölaitteiden suunnittelussa käytetty tekniikka.
Puhtaat tekniikat, joita käytetään "putken päässä", pyrkivät vähentämään päästöjä ja teollisuuden myrkyllisiä päästöjä.
Puhtaat tekniikat, jotka muuttavat olemassa olevia tuotantoprosesseja.
Uudet tuotantoprosessit puhtaalla tekniikalla.
Puhtaat tekniikat, jotka muuttavat nykyisiä kulutustottumuksia, soveltuvat saastuttamattomien, kierrätettävien tuotteiden suunnitteluun.

Vaikeudet puhtaan tekniikan toteuttamisessa

Tuotantoprosessien analysointiin ja niiden mukauttamiseen uusiin, ympäristöystävällisempiin tekniikoihin on nykyään kiinnostunut paljon.

Tätä varten on arvioitava, ovatko kehitetyt puhtaat tekniikat riittävän tehokkaita ja luotettavia ympäristöongelmien ratkaisemisessa.

Siirtyminen tavanomaisesta tekniikasta puhtaaseen tekniikkaan aiheuttaa myös useita esteitä ja vaikeuksia, kuten:

Näitä tekniikoita koskevan nykyisen tiedon puute.
Koulutetun henkilöstön puute sen soveltamiseksi.
Tarvittavan investoinnin korkeat taloudelliset kustannukset.
Selvitä yrittäjien pelko riskistä ottaa tarvittavat taloudelliset investoinnit.

Tärkeimmät sähköntuotantoon käytetyt puhtaat tekniikat: edut ja haitat

Energian tuotantoon käytetyistä puhtaista tekniikoista ovat seuraavat:

-Aurinkoenergia

Aurinkoenergia on energia, joka tulee auringon säteilystä planeetalla Maapallo. Ihminen on hyödyntänyt tätä energiaa muinaisista ajoista lähtien primitiivisillä alkeellisilla tekniikoilla, jotka ovat kehittyneet yhä kehittyneemmiksi ns. Puhtaiksi tekniikoiksi.

Tällä hetkellä auringon valoa ja lämpöä käytetään erilaisten sieppaus-, muuntamis- ja jakelutekniikoiden avulla.

On olemassa aurinkoenergian sieppaamiseen tarkoitettuja laitteita, kuten aurinkosähkökennot tai aurinkopaneelit, joissa auringonvalosta tuleva energia tuottaa sähköä, ja helikostaattien tai aurinkokeräimien nimeltään lämmönkerääjät. Nämä kaksi laitetyyppiä muodostavat perustan ns. ”Aktiiviselle aurinkoteknologialle”.

Sitä vastoin "passiivisella aurinkoteknologialla" tarkoitetaan arkkitehtuurin ja talojen ja työpaikkojen rakennustekniikoita, joissa suotuisinta suuntausta maksimaaliseen auringon säteilyttämiseen, materiaaleja, jotka absorboivat tai lähettävät lämpöä paikan ilmasto-olosuhteiden mukaan ja / tai tai jotka mahdollistavat valon ja sisätilojen leviämisen tai pääsyn luonnollisella ilmanvaihdolla.

Nämä tekniikat suosivat sähköenergian säästöä ilmastoinnissa (ilmastoinnin jäähdytys tai lämmitys).

Aurinkoenergian käytön edut

Aurinko on puhdas energialähde, joka ei aiheuta kasvihuonekaasupäästöjä.
Aurinkoenergia on halpaa ja tyhjentämätöntä.
Se on energia, joka ei riipu öljyn tuonnista.

Aurinkoenergian käytön haitat

Aurinkopaneelien valmistus vaatii kaivannaisteollisuudesta peräisin olevia metalleja ja ei-metalleja, toimintaa, joka vaikuttaa kielteisesti ympäristöön.

-Tuulivoima

Tuulienergia on energia, joka hyödyntää tuulen liikkeen voimaa; Tämä energia voidaan muuntaa sähköenergiaksi generaattoriturbiinien avulla.

Sana "aeolian" tulee kreikkalaisesta sanasta Aeolus, joka on tuulien jumalan nimi kreikkalaisessa mytologiassa.

Tuulivoimaa käytetään tuulipuistoissa nimeltään tuuliturbiinit. Tuuliturbiineissa on tuulen mukana liikkuvia siipiä, jotka on kytketty sähköä tuottaviin turbiineihin ja sitten sitä jakeluverkkoihin.

Tuulipuistot tuottavat halvempaa sähköä kuin perinteisellä tekniikalla tuotettu fossiilisten polttoaineiden polttaminen. Lisäksi on olemassa pieniä tuulivoimaloita, jotka ovat hyödyllisiä syrjäisillä alueilla, joilla ei ole yhteyttä sähkönjakeluverkkoihin.

Kuva 2. Tuulipuisto. Lähde: Victor Salvador Vilariño, Wikimedia Commonsista

Tällä hetkellä kehitetään merituulipuistoja, joissa tuulienergia on voimakkaampaa ja vakioista, mutta ylläpitokustannukset ovat korkeammat.

Tuulet ovat suunnilleen ennustettavissa olevia ja vakaita tapahtumia vuoden aikana tietyssä planeetan paikassa, vaikka niillä on myös merkittäviä vaihteluita, minkä vuoksi niitä voidaan käyttää vain täydentävänä energialähteenä, varana perinteisiin energioihin.

Tuulienergian edut

Tuulivoima on uusiutuvaa.
Se on ehtymätön energia.
Se on taloudellista.
Tuottaa vähän ympäristövaikutuksia.

Tuulienergian haitat

Tuulienergia on muuttuva, minkä vuoksi tuulienergian tuotanto ei voi olla vakio.
Tuulivoimalan rakentaminen on kallista.
Tuuliturbiinit ovat uhka lintujen eläimistölle, koska ne aiheuttavat iskuista tai törmäyksistä johtuvia kuolemia.
Tuulienergia tuottaa melusaasteita.

-Maalämpö

Geoterminen energia on puhtaan uusiutuvan energian tyyppi, joka käyttää maapallon sisälämpöä; Tämä lämpö siirtyy kivien ja veden läpi, ja sitä voidaan käyttää sähkön tuottamiseen.

Sana geoterminen tulee kreikkalaisesta "geo": Maa ja "termos": lämpö.

Maapallon sisätiloissa on korkea lämpötila, joka nousee syvyydessä. Pohjakerroksessa on syviä maanalaisia vesiä, joita kutsutaan kasveiksi; Nämä vedet kuumenevat ja nousevat pintaan kuumina lähteinä tai geystereinä joissain paikoissa.

Tällä hetkellä on olemassa tekniikoita näiden kuumien vesien paikantamiseksi, poraamiseksi ja pumppaamiseksi, jotka helpottavat geotermisen energian käyttöä planeetan eri paikoissa.

Geotermisen energian edut

Geoterminen energia edustaa puhdasta energialähdettä, joka vähentää kasvihuonekaasupäästöjä.
Se tuottaa minimaalisen määrän jätettä ja paljon vähemmän ympäristövahinkoja kuin perinteisistä lähteistä, kuten hiilestä ja öljystä, tuotettu sähkö.
Se ei tuota ääni- tai melusaastetta.
Se on suhteellisen halpa energialähde.
Se on ehtymätön resurssi.
Se sijaitsee pienillä alueilla.

Geotermisen energian haitat

Geoterminen energia voi aiheuttaa rikkihappopäästöjä, jotka ovat tappavia.
Poraus voi aiheuttaa lähellä olevien pohjavesien saastumisen arseenilla, ammoniakilla, muiden vaarallisten toksiinien joukossa.
Se on energia, jota ei ole saatavana kaikilta alueilta.
Ns. Kuivissa säiliöissä, joissa on vain kuumia kiviä matalassa syvyydessä ja vesi on ruiskutettava niin, että se kuumenee, maanjäristykset voivat tapahtua kivien repeämällä.

- vuorovesi- ja aaltoenergia

Vuoroveden energia hyödyntää meren vuorovesien kineettistä tai liikeenergiaa. Aaltoenergia (jota kutsutaan myös aaltoenergiaksi) käyttää valtamerten aaltojen liikkeestä saatavaa energiaa sähkön tuottamiseen.

Kuva 3. Aallon energia. Lähde: P123, Wikimedia Commonsista

Vuorovesi- ja aaltoenergian edut

Ne ovat uusiutuvia, ehtymättömiä energioita.
Molempien energiamuotojen tuotannossa kasvihuonekaasupäästöjä ei ole.
Aaltoenergian suhteen on helpompaa ennustaa optimaalisia tuotantoolosuhteita kuin muissa puhtaissa uusiutuvissa energialähteissä.

Vuorovesi- ja aaltoenergioiden haitat

Molemmilla energialähteillä on kielteisiä ympäristövaikutuksia meri- ja rannikkoekosysteemeihin.
Alkuperäinen taloudellinen sijoitus on suuri.
Sen käyttö on rajattu meri- ja rannikkoalueille.

- Hydraulinen energia

Hydraulista energiaa tuotetaan jokien, purojen ja vesiputouksien tai makean veden vesiputouksien vedestä. Patoihinsa rakennetaan padot, joissa käytetään veden kineettistä energiaa, ja turbiinien kautta tämä muunnetaan sähköksi.

Vesivoiman etu

Vesivoima on suhteellisen halpaa ja saastuttamatonta.

Vesivoiman haitat

Vesipatamien rakentaminen aiheuttaa suurten metsien pistämisen ja vahingoittaa niihin liittyviä ekosysteemejä vakavasti.
Infrastruktuuri on taloudellisesti kallis.
Vesivoiman tuotanto riippuu ilmastosta ja veden runsaudesta.

Muita esimerkkejä cleantech-sovelluksista

Hiilinanoputkissa tuotettu sähköenergia

On tehty laitteita, jotka tuottavat tasavirtaa amputtamalla elektroneja hiilinanoputkien (erittäin pienten hiilikuitujen) kautta.

Tämän tyyppinen lämpövoimalaite voi syöttää saman määrän sähköenergiaa kuin tavallinen litiumparisto, sata kertaa pienempi.

Aurinkopaneelit

Ne ovat laattoja, jotka toimivat kuin aurinkopaneelit ja jotka on valmistettu ohuista kuparin, indiumin, galliumin ja seleenin kennoista. Aurinkokattolevyt, toisin kuin aurinkopaneelit, eivät vaadi suuria avoimia tiloja aurinkopuistojen rakentamiseksi.

Zenith aurinkoteknologia

Tämän uuden tekniikan on suunnitellut israelilainen yritys; Se hyödyntää aurinkoenergiaa keräämällä säteilyä kaarevilla peileillä, joiden hyötysuhde on viisi kertaa suurempi kuin perinteisten aurinkopaneelien.

Pystysuorat tilat

Maatalouden, karjanhoidon, teollisuuden, rakentamisen ja kaupunkisuunnittelun toiminta on miehittänyt ja pilaantanut suuren osan planeetan maaperästä. Ratkaisu tuottavan maaperän pulaan ovat ns. Pystysuorat tilat.

Kaupunkien ja teollisuusalueiden pystysuorat maatilat tarjoavat viljelyalueita ilman maaperän käyttöä tai pilaantumista. Lisäksi, ne ovat alueita kasvillisuus kuluttaa CO ₂ - tunnettu kasvihuonekaasu - ja tuottaa happea fotosynteesin avulla.

Vesiviljelykasvit pyörivillä riveillä

Tämäntyyppiset vesiviljelykasvit pyörivissä riveissä, yksi rivi päällekkäin, sallivat riittävän auringonsäteilyn jokaiselle laitokselle ja säästöt käytetyn veden määrässä.

Tehokkaat ja taloudelliset sähkömoottorit

Ne ovat moottoreita, joilla ei ole kasvihuonekaasupäästöjä, kuten hiilidioksidin CO ₂, rikkidioksidin SO _2, typen oksidin NO, ja siksi ne eivät edistä maapallon lämpenemistä.

Energiansäästölamput

Ilman elohopeapitoisuutta, erittäin myrkyllinen nestemäinen metalli ja saastuttava ympäristöä.

Elektroniset laitteet

Valmistettu materiaaleista, jotka eivät sisällä tinaa, metallia, joka on ympäristön pilaaja.

Vedenpuhdistuksen biokäsittely

Veden puhdistus mikro-organismeilla, kuten bakteereilla.

Kiinteiden jätteiden hallinta

Kompostoimalla orgaanista jätettä ja kierrättämällä paperia, lasia, muoveja ja metalleja.

Älykkäät ikkunat

Missä valon pääsy on itsesäätelevää, mikä mahdollistaa energiansäästön ja huoneiden sisälämpötilan hallinnan.

Sähköntuotanto bakteerien kautta

Ne on geneettisesti muokattu ja kasvavat jäteöljyllä.

Aerosolien aurinkopaneelit

Niitä valmistetaan nanomateriaaleilla (materiaalit esitetään hyvin pieninä mittoina, kuten erittäin hienojakoiset jauheet), jotka imevät nopeasti ja tehokkaasti auringonvalon.

bioremediation

Siihen sisältyy metallien, maatalouskemikaalien tai öljyjätteiden ja niiden johdannaisten saastuttamien pintavesien, syvien vesien, teollisuuslieteiden ja maaperien puhdistaminen (puhdistaminen) biologisilla käsittelyillä mikro-organismeilla.

Aghion, P., David, P. ja Foray, D. (2009). Tiedeteknologia ja innovaatiot talouskasvua varten. Lehti tutkimuspolitiikasta. 38 (4): 681-693. doi: 10.1016 / j.respol.2009.01.016
Dechezlepretre, A., Glachant, M. ja Meniere, Y. (2008). Puhtaan kehityksen mekanismi ja teknologioiden kansainvälinen leviäminen: Empiirinen tutkimus. Energiapolitiikka. 36: 1273 - 1283.
Dresselhaus, MS ja Thomas, IL (2001). Vaihtoehtoiset energiateknologiat. Nature. 414: 332-337.
Kemp, R. ja Volpi, M. (2007). Puhtaiden tekniikoiden leviäminen: katsaus ehdotuksineen tulevaa diffuusiotutkimuksen analyysiä varten. Lehti puhtaammasta tuotannosta. 16 (1): S14-S21.
Zangeneh, A., Jadhid, S. ja Rahimi-Kian, A. (2009). Puhtaan teknologian edistämisstrategia hajautetun sukupolven laajennussuunnittelussa. Uusiutuvan energian lehti. 34 (12): 2765 - 2773. doi: 10.1016 / j.renene.2009.06.018

PUHTAAT TEKNIIKAT: OMINAISUUDET, EDUT JA ESIMERKIT - YMPÄRISTÖ - 2025