Доля электричества, которую произвели солнечные, ветреные и другие электростанции с возобновляемыми источниками (коме воды) выросла на 13%. А вот у АЭС этот показатель всего 3,5%.
Однако, несмотря на то, что АЭС проиграли гонку современным более экологически чистым электростанциям, говорить о полном переходе к безуглеродной энергетике пока еще рано. В мире, хоть и не во всем, угольная промышленность до сих пор остается главным источником электроэнергии. Хоть эксперты и говорят о том, что выработка угольной электроэнергии упала до 36,4% (минимум с 1985 года, когда BP начали вести статистику), все еще существуют тревожные факторы.
В ежегодном отчете BP Statistical Review говорится о том, что снижение выбросов парниковых газов происходит слишком медленно. В 2019 мировое сообщество добилось уменьшения этого показателя, однако эксперты утверждают, что за последние десять лет эти данные превысили среднегодовое значение.
Если вернуться к угольной промышленности, то опять-таки, стоит заметить, что не все страны до сих пор преимущественно пользуются только ей. Например, в Великобритании, в которой когда-то произошла промышленная революция благодаря углю, «зеленая» энергетика впервые обеспечила 37% электроэнергии, по сравнению с 35% от ископаемого топлива. Также, совсем недавно в США угольная энергетика потеряла 15% и достигла минимальных показателей за практически полвека.
Многие страны Европы уже поставили перед собой цель стать углеродно-нейтральными. Россия пока что только начинает свой путь в сфере «зеленой» электроэнергии. Как сообщает РБК к 2020 году было построено 184 МВт ветряных электростанций и 1,4 ГВт солнечных электростанций, это составляет меньше 1% мощности от всей энергосистемы страны. По данным Минэнерго России сейчас 66,8% приходится на тепловые электростанции на угле и газе, 20,2% — на атомные и 12,3% — на гидроэлектростанции.
В Австралии создали солнечные батареи, которые встроены прямо в оконные стекла
Полупрозрачные солнечные элементы, которые можно встроить в оконное стекло, могут трансформировать архитектуру, городское планирование и производство электроэнергии. Австралийские ученые, создавшие такое изобретение, опубликовали его данные в Nano Energy.
Исследователи преуспели в производстве солнечных батарей на основе перовскита следующего поколения, которые генерируют электричество и пропускают свет. Сейчас они изучают, как новая технология может быть встроена в коммерческие продукты с Viridian Glass — крупнейшим производителем стекла в Австралии.
Эта технология превратит окна в активные генераторы энергии, потенциально революционизируя дизайн здания. Исследователи говорят, что 2 м² солнечного окна будут генерировать примерно столько же электроэнергии, сколько стандартная солнечная панель на крыше.
Идея полупрозрачных солнечных элементов не нова, но предыдущие проекты провалились, потому что они были очень дорогими, нестабильными или неэффективными. Австралийцы изобрели другой подход.
Они использовали органический полупроводник, который можно превратить в полимер, и использовали его для замены обычно используемого компонента солнечного элемента (известного как Spiro-OMeTAD), который демонстрирует очень низкую стабильность, поскольку создает бесполезное водянистое покрытие. Заменитель дал удивительные результаты.
Солнечные окна станут благом для владельцев зданий и жителей, и принесут новые проблемы и возможности для архитекторов, строителей, инженеров и проектировщиков. Потому что так получается компромисс. Солнечные элементы можно сделать более или менее прозрачными. Чем они прозрачнее, тем меньше вырабатывается электричества, поэтому архитекторам это нужно учитывать.
Он добавил, что солнечные окна, окрашенные в той же степени, что и нынешние коммерческие окна, будут генерировать около 140 Вт электроэнергии на м². Первое применение, скорее всего, будет в многоэтажных домах. Потому что большие окна, установленные в высотных зданиях, дороги в изготовлении. Дополнительные затраты на включение в них полупрозрачных солнечных элементов будут незначительными.
Но даже с дополнительными затратами здание получает электричество бесплатно. До сих пор каждое здание проектировалось исходя из предположения, что окна в основном пассивны. Теперь они будут активно производить электричество. Планировщикам и дизайнерам, возможно, придется даже пересмотреть то, как они размещают здания на площадках, чтобы оптимизировать ловлю стенами солнца.
Сейчас исследователи тестируют тандемное устройство, где будут использоваться солнечные элементы на основе перовскита в качестве нижнего слоя и органические солнечные элементы в качестве верхнего.
Что касается того, когда на рынке появятся первые коммерческие полупрозрачные солнечные элементы, это будет зависеть от того, насколько успешным будет масштабирование технологии. Разработка таких солнечных окон приведет к новым стеклянным инновациям и технологиям в будущем.
«Искусственный лист» с легкостью превращает воду в водородное топливо
Исследователи Университета Райса (США) создали простое устройство, которое с помощью солнечного света может расщеплять воду на составляющие и получать водород, чтобы затем использовать в качестве топлива. Система очень напоминает «искусственный лист», она вполне самодостаточна и относительно дешева в производстве.
«Искусственный лист» состоит из перовскитного солнечного элемента, к которому подключены электроды из катализатора. Когда свет попадает на солнечный элемент, он начинает вырабатывать электричество, которое активирует катализатор, расщепляющий воду на кислород и водород. В процессе реакции на поверхности воды образуются пузырьки газов, которые можно собирать для последующего использования.
Эффективность преобразования солнечного света в водород составляет около 6,7%, что является относительно высоким показателем для систем такого типа. Однако, по мнению исследователей, ее самое полезное свойство заключается в том, насколько самодостаточна новая установка.
Фотоэлемент и электроды в едином блоке упакованы внутри полимерного корпуса, защищающего от повреждений и воды. Электроды находятся снаружи, где происходит расщепление воды.
Большой плюс этой системы в том, что ее можно поместить в воду под прямые солнечные лучи на длительное время и включать для получения водорода по необходимости.
По словам ученых, перовскитный солнечный элемент также был модифицирован с таким расчетом, чтобы ему не требовались дорогие компоненты (к примеру, платина), которые были заменены дешевым углеродом. Все это должно снизить затраты и повысить конкурентоспособность «искусственного листа» в процессе серийного производства.
