3个问题:Asegun Henry谈论遏制全球变暖趋势的5个“大热挑战”

今天超过全球90%的能源使用涉及到热,无论是发电,加热和冷却建筑物和车辆、制造钢铁和水泥,或其他工业活动。总的来说,这些流程发出惊人的数量每年的温室气体排放到环境中。

改造我们的运输、存储、转换,并利用热能会对避免全球温度上升超过2摄氏度——一个关键增加,预计地球陷入一连串的灾难性的气候情况。

但是,正如三热能专家写一封信今天发表在自然能源,“尽管这关键的需要存在,之间有一个明显的断开当前需要研究在热科学和深脱碳。”

为了激励科学界climate-critical热的问题,作者提出了五个热能“大挑战”,或广泛的领域重大创新需要为了阻止全球变暖的崛起。麻省理工学院的新闻采访Asegun亨利,第一作者罗伯特·n·诺伊斯和职业发展在机械工程系副教授,宏伟蓝图。

问:在我们进入细节之前的五个挑战你,你能说一点关于本文是如何产生的,以及为什么你认为这是一个行动的召唤吗?

答:本文出生的真正有趣的会议,在那里,我和我的两个同事被要求会见比尔•盖茨(Bill Gates)和教他关于热能。我们做了一个几小时会议与他在2018年10月,当我们离开的时候,在机场,我们都同意的信息共享与比尔需要更广泛的传播。

这个论文是关于热科学和工程具体来说,但它是一个跨学科的领域有很多的十字路口。我们框架,本文是关于五大挑战,如果解决,将改变人类的课程。这是一个很大的要求,但我们支持它。

我们真的需要这个声明为一个任务,类似于声明我们要把人送上月球,你在哪里看到这在科学界共同努力来实现这一任务。我们的使命是拯救人类免于灭绝由于气候变化。任务是明确的。这五个问题的一个子集,将让我们的大多数方法,如果我们能解决这些问题。时间不多了,我们需要甲板上所有的手。

问:什么是五个热能源挑战你在你的论文大纲吗?

第一个挑战是电网发展中热存储系统,电动汽车和建筑物。电网:有国际比赛去开发一个网格存储系统存储多余的电力来自可再生资源,因此您可以使用它在稍后的时间。这将使可再生能源穿透网格。如果我们能到达的地方完全除去碳素网格,仅此一项就能减少二氧化碳排放的电力生产了25%。美丽的是,一旦你脱碳网格开放脱碳与电动汽车交通行业。那么你谈论全球减少40%的碳排放量。

第二个挑战是脱碳工业过程,占全球二氧化碳排放的15%。这里的大演员水泥、钢铁、铝和氢。其中的一些工业过程本质上涉及二氧化碳的排放,因为它的反应本身释放出二氧化碳,在当前的形式。问题是,有另一种方式吗?我们认为的另一种方式使水泥,或想出不同的东西。这是一个极其困难的挑战,但是有好的想法,我们需要更多的人思考这个问题。

第三个挑战是解决冷却问题。空调和冰箱有化学物质对环境非常有害,有害的2000倍比二氧化碳在摩尔的基础上。如果密封破坏,制冷剂,这一点泄漏将导致全球变暖的显著转变。当你占印度和其他发展中国家,现在获得电力基础设施运行空调系统,这些制冷剂的泄漏将成为负责15到2050年20%的全球变暖。

第四个挑战是热量的远距离传输。我们传输电力是因为它能以低损耗传输，而且便宜。问题是，我们能像传输电力一样传输热量吗?发电厂有过多的废热，问题是，发电厂和人们居住的地方是两个不同的地方，我们没有连接装置从这些发电厂输送热量，这些热量被浪费了。你可以用这些废热的一小部分来满足整个住宅的供暖负荷。我们没有连接它们的电线。问题是，有人能创造一个吗?

最后一个挑战是可变电导建筑围护结构。有些示威表明身体有可能创建一个热材料,或将改变其电导设备,这样热的时候,它可以阻止热量穿过一堵墙,但是当你想要,你可以改变其电导让热量。我们离一个有效运作的系统还很远，但基础已经存在。

问:你说这五个挑战代表着科学界的一个新任务，类似于载人登月的任务，有明确的最后期限。就解决这五个热问题来减缓气候变化而言，我们在这里谈论的是什么样的时间表?

答:简而言之，在全球平均气温上升超过2摄氏度这一不可避免的趋势结束之前，我们还有大约20到30年的时间一切照旧。这可能看起来很长时间，但当你考虑到天然气用了70年才成为我们能源结构的20%时，这就不算什么了。所以想象一下，现在我们不仅要更换燃料，还要在不到三分之一的时间内对整个能源基础设施进行彻底检修。我们需要戏剧性的改变，不是昨天，而是几年前。因此，我每天都在担心，我们会做得太少，做得太晚，我们作为一个物种可能无法在地球母亲的反扑中生存下来。