Согласно Рамочной конвенции Организации Объединенных Наций об изменении климата (РКИКООН), возобновляемые источники энергии составляли 26,2% мирового производства электроэнергии в 2018 году и, как ожидается, к 2050 году достигнут 84%.
Внедрение технологий использования возобновляемых источников энергии может оказать значительное влияние, как на энергетику, так и на окружающую среду. Каким же окажется воздействие технологии возобновляемых источников энергии на энергетику и окружающую среду?
В энергетике внедрение технологий использования возобновляемых источников энергии может привести к значительным изменениям в энергетической отрасли экономики, поскольку эти технологии вытесняют традиционные источники ископаемого топлива. Это может включать вывод из эксплуатации электростанций, работающих на ископаемом топливе, развитие новой инфраструктуры для поддержки технологий возобновляемой энергетики, а также создание новых рабочих мест и отраслей, связанных с этими технологиями. Наряду с этим, могут возникнуть проблемы с обеспечением занятости населения в регионах, где массово производится добыча ископаемого топлива.
Использование технологий возобновляемых источников энергии поможет сократить выбросы в атмосферу продуктов горения, парниковых газов и других загрязняющих веществ, что окажет положительное влияние на окружающую среду, а также будет способствовать переходу на более устойчивую энергетическую систему. Снижение загрязнённости воздуха позволит улучшить качество жизни людей и будет полезно для здоровья, а также позволит смягчить последствия изменения климата.
Потенциальное воздействие технологий возобновляемых источников энергии на энергетику и окружающую среду является значительным, и эти технологии, вероятно, получат дальнейшее развитие в будущем. Помимо прямого воздействия технологий использования возобновляемых источников энергии на энергетику и окружающую среду, существует ряд сопутствующих эффектов от применения этих технологий, к ним относятся:
– развёртывание – технологии использования возобновляемых источников энергии требуют развития новой инфраструктуры и их интеграции в существующую энергетическую систему. Это может быть сложным и трудным процессом, который потребует участия широкого круга заинтересованных сторон, включая транснациональные компании, правительства, коммунальные службы, предприятия и сообщества;
– инвестиции – внедрение технологий возобновляемой энергетики часто требует значительных предварительных инвестиций, что может стать препятствием для некоторых частных лиц и предприятий. Эту проблему можно решить с помощью стимулирования субсидий или налоговых льгот, для поощрения внедрения этих технологий;
– общественная поддержка – внедрение технологий использования возобновляемых источников энергии до сих пор является предметом оживлённых дискуссий и споров, и важно обеспечить широкую общественную поддержку развития этих технологий. Широкое освещение в СМИ преимуществ этих технологий, взаимодействие с заинтересованными сторонами помогут разрешать возникающие проблемы во благо обществу.
Развёртывание, инвестиции и общественная поддержка технологий возобновляемой энергетики являются ключевыми факторами, которые будут влиять на успех этих технологий в переходе к более устойчивой мировой энергетической системе.
Существует много видов возобновляемых источников энергии, которые могут быть реализованы в будущем. Область применения возобновляемой энергетики будет расширяться за счет использования всё новых источников энергии:
– солнечная энергия – использование солнечного света;
– энергия ветра – использование силы ветра;
– гидроэнергетика – использование падающей воды;
– геотермальная энергия – использование тепла недр Земли;
– энергия биомассы – использование органических материалов, таких как древесина или сельскохозяйственные отходы;
– энергия океана – использование океанских приливов, волн и разницы температур;
– водородные топливные элементы – использование водорода для выработки электроэнергии посредством химической реакции;
– передовая ядерная энергетика – использование небольших модульных реакторов.
В 2023 году группа исследователей из Мичиганского инженерного университета разработала новый метод производства водородного топлива с использованием процесса расщепления «солнечной воды». Они создали солнечную панель с эффективностью 9% для преобразования воды в водород и кислород. Команде удалось уменьшить размер полупроводника, ключевого компонента устройства, более чем в 100 раз по сравнению с исходным образцом. Новый метод также улавливает ранее потерянный рассеянный свет, увеличивая количество собираемой энергии и повышая общую эффективность процесса. Технология направлена на снижение стоимости более чистых материалов для производства водородного топлива, а также на повышение эффективности переработки углекислого газа в более чистое топливо.
Внедрение технологий использования возобновляемых источников энергии не обходится без проблем. Существует ряд барьеров, которые могут помешать развёртыванию и широкому применению этих технологий. Некоторые из таких барьеров создают проблемы, требующие скорейшего решения:
– технические барьеры – разработка и внедрение технологий использования возобновляемых источников энергии могут быть технически сложны в реализации из-за потребности в специализированном аппаратном и программном обеспечении, а также необходимости интеграции этих технологий в существующую энергетическую систему;
– финансовые барьеры – первоначальная стоимость технологий возобновляемой энергетики может стать преградой для некоторых частных лиц и предприятий, особенно в случае крупномасштабных проектов. Эту проблему можно решить с помощью стимулов, таких как субсидии или налоговые льготы, для поощрения внедрения этих технологий;
– восприятие общественности – внедрение технологий использования возобновляемых источников энергии может неоднозначно быть воспринято обществом, вызывать споры и важно обеспечить широкую общественную поддержку этих технологий;
– регуляторные барьеры – внедрению технологий использования возобновляемых источников энергии могут препятствовать нормативные барьеры, такие как отсутствие четкой и последовательной политики или нормативно-правовой базы для поддержки этих технологий;
– прерывистость – некоторые технологии возобновляемых источников энергии, такие как солнечная и ветровая, носят прерывистый характер, а это означает, что они вырабатывают электроэнергию только в солнечную или ветреную погоду. С этим можно справиться за счет использования технологий хранения энергии или интеграции этих технологий с другими источниками электроэнергии, но это также может представлять проблему с точки зрения обеспечения стабильного и надежного снабжения электроэнергией.
Помимо барьеров и проблем на пути внедрения технологий возобновляемой энергетики, упомянутых выше, существует также ряд сопутствующих факторов, которые могут повлиять на успех этих технологий. К ним относятся:
– инфраструктура – внедрение технологий использования возобновляемых источников энергии часто требует развития новой инфраструктуры, такой как линии электропередачи или хранилища энергии. Это может стать серьёзной проблемой, особенно в тех случаях, когда отсутствует существующая инфраструктура или когда возникают логистические или экологические проблемы для развития новой инфраструктуры;
– функциональная совместимость – обеспечение совместимости технологий возобновляемых источников энергии с существующей энергетической системой имеет решающее значение для их успеха. Это может включать разработку стандартов и протоколов для обеспечения обмена данными и взаимодействия в рамках общей энергетической системы технологий, работающих на разных принципах;
– исследования и разработки – непрерывные исследования и разработки имеют решающее значение для постоянного совершенствования и развития технологий использования возобновляемых источников энергии. Это может включать разработку новых технологий, а также оптимизацию и снижение стоимости существующих технологий.
В целом, инфраструктура, функциональная совместимость, а также исследования и разработки технологий возобновляемой энергетики являются важными факторами, которые будут влиять на успех этих технологий в переходе к более устойчивой энергетической системе.
Переходя на возобновляемую энергетику, мы можем не только уменьшить углеродный след и бороться с изменением климата, но также создать новые рабочие места и стимулировать экономический рост. Инвестирование в технологии возобновляемых источников энергии полезно не только для окружающей среды, но и для бизнеса. Это беспроигрышная ситуация, которая обеспечит более устойчивое и прибыльное будущее для всех.
Используя возможности биотехнологии и генной инженерии, мы можем не только улучшить качество жизни для себя и будущих поколений, но и решить некоторые из самых серьёзных проблем, стоящих сегодня перед миром, таких как изменение климата и продовольственная безопасность.
Автор
Биотехнология – это использование живых организмов или их продуктов для модификации или создания новых продуктов или процессов. Это широкая область, охватывающая ряд технологий и методов, включая генную инженерию, которая представляет собой прямое манипулирование ДНК организма для изменения его характеристик.
Согласно данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), биотехнологические продукты в 2019 году составляли около 20% от общего объёма фармацевтических продаж во всём мире, что позволило получить около 180 миллиардов долларов годового дохода.
Исследования Организации биотехнологических инноваций (BIO) показали, что мировой рынок биотехнологий в 2018 году оценивался в 425 миллиардов долларов и достигнет 775 миллиардов долларов стоимости к 2024 году, увеличение в среднем должно составить 10,5% в течение прогнозируемого периода.
Рассмотрим некоторые примеры биотехнологии и генной инженерии:
– генетическая модификация – это введение нового генетического материала в организм для изменения его характеристик. Генетическую модификацию можно сделать с помощью таких методов, как сплайсинг генов, представляющий собой выделение и встраивание конкретного гена в геном другого организма, или метод CRISPR, который представляет собой точное редактирование ДНК организма с помощью специализированных ферментов;
– биофармацевтические препараты – это лекарства или другие медицинские продукты, которые производятся с использованием методов биотехнологии. Это могут быть белки или другие молекулы, которые производятся с использованием генетически модифицированных организмов, а также более традиционные продукты, такие как вакцины или препараты крови;
– промышленная биотехнология – представляет собой использование методов биотехнологии для производства промышленных продуктов или материалов. Это может включать производство биотоплива, такого как этанол или биодизель, или использование микроорганизмов для производства химикатов или других материалов;
– сельскохозяйственная биотехнология – использует биотехнологические методы для улучшения или модификации сельскохозяйственных культур или животных. Это может включать разработку генетически модифицированных культур или животных, а также использование биотехнологических методов для повышения эффективности или производительности традиционных методов ведения сельского хозяйства.
Биотехнология и генная инженерия представляют собой разнообразные и быстро развивающиеся области знания, которые могут оказать существенное влияние на целый ряд отраслей и секторов экономики.
Помимо упомянутых выше примеров биотехнологии и генной инженерии стоит отметить ряд ключевых аспектов применения этих технологий:
– преимущества – биотехнология и генная инженерия могут обеспечить ряд преимуществ в различных сферах деятельности человека, включая разработку новых и более эффективных лекарств и методов лечения, производство более устойчивых и экологически чистых продуктов и материалов, а также повышение производительности и эффективности сельского хозяйства;
– риски и проблемы – существенными рисками, связанными с биотехнологией и генной инженерией, являются потенциальное негативное воздействие на окружающую среду, этические проблемы, связанные с модификацией живых организмов, а также возможность использования этих технологий в качестве биологического оружия;
– регулирование – биотехнология и генная инженерия регулируются рядом национальных и международных органов, которые осуществляют надзор за исследованиями, разработками и использованием этих технологий. Это включает в себя разработку руководящих документов и правил для обеспечения безопасности и этичного использования этих технологий.
Дальнейшее развитие и использование биотехнологий и генной инженерии будет зависеть от эффективного управления всеми рисками и ответственного регулирования этих областей знания.
Согласно данным Всемирной организации интеллектуальной собственности (ВОИС), количество патентов, поданных на изобретения в области биотехнологии в последнее время, неуклонно росло: с 27 000 в 2010 году до более 60 000 в 2018 году. Биотехнология и генная инженерия имеют широкий спектр текущих и потенциальных применений в различных секторах и отраслях. Некоторыми из ключевых областей, в которых эти технологии в настоящее время используются или могут быть использованы, являются:
– медицина – биотехнологии и генная инженерия используются для разработки новых и более эффективных лекарств и методов лечения, в том числе таргетной терапии, специально предназначенной для воздействия на основные причины заболеваний, таких как рак или генетические нарушения. Эти технологии также используются для разработки новых средств диагностики и лечения таких состояний, как болезнь Альцгеймера или диабет. По данным Национального института здравоохранения (NIH), генетическое тестирование является быстрорастущей областью в медицине, при этом количество доступных генетических тестов увеличилось с 1500 в 2016 году до более 4000 в 2019 году;
– сельское хозяйство – биотехнология и генная инженерия используются для повышения производительности и эффективности сельскохозяйственных методов, включая создание генетически модифицированных культур устойчивых к вредителям или болезням, а так же способных переносить экстремальные погодные условия. Эти технологии также используются для улучшения питательной ценности сельскохозяйственных культур, например, при выращивании «золотого риса», обогащенного витамином А;
– промышленные продукты и материалы – биотехнологии и генная инженерия используются здесь для разработки новых и более устойчивых промышленных продуктов и материалов, таких как биотопливо, биопластики и биохимические вещества. Эти технологии также используются для разработки новых методов производства традиционных продуктов, таких как использование микроорганизмов для производства химикатов или других материалов;
– применение в окружающей среде – биотехнология и генная инженерия используются для разработки новых технологий и подходов к решению экологических проблем, таких как создание генетически модифицированных деревьев, более устойчивых к вредителям или болезням, или использование микроорганизмов для очистки разливов нефти или других загрязнители окружающей среды. По мнению Организации биотехнологической промышленности (BIO), биотехнология поможет нам смягчить последствия изменения климата, например, сократить выбросы парниковых газов.
В целом, биотехнология и генная инженерия имеют широкий спектр текущих и потенциальных применений, которые потенциально могут повлиять на различные сектора и отрасли экономики, и эти технологии, вероятно, будут продолжать развиваться и играть все более важную роль в ближайшие годы. Исследования Всемирного банка показывают, что генная инженерия и биотехнология являются самым быстрорастущим технологическим сектором в мире, при этом ожидается, что мировой рынок биотехнологий в 2023 году достигнет 765 миллиардов долларов.
О проекте
О подписке