10 consigli su cosa dobbiamo fare e cosa non fare per salvare il pianeta

Abbiamo avuto temperature record di tutti i tempi sia negli ultimi 12 mesi che nello scorso luglio. Abbiamo avuto ondate di caldo record in Medio Oriente e nel sud-ovest degli Stati Uniti. Gli incendi di quest’anno alle Hawaii e nel 2018 in California sono stati i più distruttivi degli ultimi 100 anni. Negli ultimi anni, gli uragani come Ian in Florida l’anno scorso e i tifoni come Nanmadol in Giappone l’anno scorso, spinti dalle temperature oceaniche più calde, sono diventati più distruttivi. Con queste osservazioni, diventa sempre più difficile sostenere che il nostro pianeta non stia diventando più caldo. Sta inoltre diventando sempre più ovvio che l’unica spiegazione per una causa è che gli esseri umani bruciano enormi quantità di combustibili fossili. Questo riscaldamento sta uccidendo le persone e sta sciogliendo le calotte polari, il che aumenterà l’altezza dell’oceano. Molte più persone moriranno a causa delle inondazioni nelle regioni costiere.

Vedi i 10 takeaway di seguito su cosa dobbiamo fare e non fare per salvare il pianeta. La tecnologia è una cosa divertente: può avanzare solo al ritmo di una lumaca o andare avanti velocemente come un fulmine. Ci sono voluti più di 100 anni perché lo stoccaggio dell’elettricità nelle batterie migliorasse sufficientemente oltre le batterie al piombo-acido per fornire energia pratica per computer portatili, smartphone e veicoli elettrici. Per alimentare il primo veicolo elettrico Tesla sono state necessarie oltre 7.000 batterie agli ioni di litio di dimensioni AA sviluppate per laptop e telefoni cellulari. La chimica delle batterie AA e delle celle leggermente più grandi delle nuove Tesla è migliorata, ma la costruzione delle batterie è quasi la stessa oggi.

Nel film di fantascienza Guerre stellari, vediamo l’astronave Millennium Falcon volare nello spazio da un punto morto. La NASA ha lavorato per oltre 70 anni su aerei spaziali come l’X-43A verso un razzo che decollerebbe da una pista, atterrerebbe su quella pista e sarebbe pronto a volare di nuovo presto come un aereo di linea commerciale. Lo Space Shuttle ha dimostrato che è possibile volare dall’orbita e atterrare su una pista, ma la NASA non è ancora lontana da un razzo che decollerà da una pista e volerà in orbita. D’altra parte, come matricola in ingegneria meccanica alla UW Madison nel 1958, usavamo regoli calcolatori per i calcoli. A quel tempo nessuno aveva la minima idea degli incredibili progressi che sarebbero arrivati ​​nei successivi 50 anni nei computer elettronici, nella fotografia digitale e nei video.

Quando si tratta di salvare il nostro pianeta, non possiamo fare affidamento sui rapidi progressi tecnologici come abbiamo visto con i computer. Per quanto riguarda la tecnologia di cui abbiamo bisogno per salvare il pianeta, possiamo contare solo su una tecnologia già collaudata ed economica.

1. Smettere di sovvenzionare i combustibili fossili.

Non ha molto senso istituire una tassa sul carbonio per disincentivare la combustione di combustibili fossili (vedi punto 2) quando se ne incentiva l’uso sovvenzionandoli. Non sarà facile. Mentre il mondo si allontana dai combustibili fossili, le società produttrici di combustibili fossili avranno trilioni di dollari di asset non recuperabili. Potete star certi che faranno tutto il possibile per ripagare i politici affinché continuino a concedere i sussidi

2. Istituire una tassa sul carbonio su tutta la combustione di combustibili fossili. Anche qui c’è la stessa reazione da parte delle aziende produttrici di combustibili fossili.

3. Generare elettricità pulita utilizzando solo vento, acqua e energia solare (Vedi il lavoro di Mark Z. Jacobson.) L’energia idroelettrica, eolica e solare sono prive di emissioni al 100%, non richiedono carburante durante il funzionamento e rappresentano il metodo più economico per generare elettricità. Come parte di questo, dovremmo potenziare l’energia eolica e solare per il vento leggero, i cieli nuvolosi e le situazioni con angoli di sole bassi.

4. Costruire linee di trasmissione elettrica per spostare l’energia dalle fonti agli utenti. Le linee HVDC possono essere utilizzate per spostare l’energia dalle aree ventose alle aree calme (anche, in una certa misura, dalle aree dell’alba al tramonto).

5) Costruire impianti idroelettrici con pompaggio e accumulatori di batterie per colmare i periodi di bassa potenza solare ed eolica. Ciò avviene solo in aree in cui manca la tecnologia collaudata attuale per effettuare il salto dai combustibili fossili a quelli puliti. L’impianto idroelettrico con pompa funziona alla grande, ma richiede molto tempo per essere costruito e funziona solo dove c’è un dislivello sufficiente. Le batterie chimiche sono fantastiche per una risposta rapida alle variazioni della domanda di energia, ma non possono fornire energia per giorni o settimane. Nuove tecnologie per le batterie, come l’utilizzo dell’aria compressa, potrebbero essere in grado di colmare questa lacuna.

6) Non costruire nuove centrali nucleari per generare elettricità. (Vedi il lavoro di Mark Z. Jacobson.) Sono troppo pericolosi (fughe e proliferazione), troppo costosi (sia i costi che le assicurazioni/sussidi governativi richiesti) e le tempistiche sono troppo lunghe (ci vogliono più di 10 anni per costruire una centrale nucleare). ). Inoltre, negli Stati Uniti, dobbiamo ancora escogitare un modo per immagazzinare le scorie nucleari e ciò è problematico anche in paesi come la Francia, dove stanno utilizzando i migliori metodi tecnologici possibili.

7) Elettrizzare tutto (Vedi il lavoro di Mark Z. Jacobson.)

7a) Utilizza motori elettrici efficienti al 90%. convertire l’energia elettrica in energia meccanica invece di produrre energia meccanica con motori a gas e diesel.

7b) Usa batterie efficienti al 90% per alimentare quei motori per tutti i trasporti terrestri (eccetto le ferrovie), tutti gli aerei a corto raggio, tutti i trasporti marittimi a breve distanza, tutti gli usi industriali, utensili elettrici, uso ricreativo, ecc., ecc.

7c) Elettrificare tutte le ferrovie con cavi aerei e pantografi sui motori che utilizzano auto a batteria per superare tunnel e ponti difficili da elettrificare. Questo processo è ben avviato in Europa e Cina. Fatta eccezione per i treni passeggeri ad alta velocità Acela da Washington, DC, a Boston e per i treni pendolari e le metropolitane delle principali città, l’elettrificazione delle ferrovie nel Nord America non è nemmeno iniziata. Ci vorrà l’intervento e i finanziamenti del governo per far sì che ciò accada qui.

7d) Utilizzare pompe di calore elettriche invece di bruciare combustibili fossili per riscaldare e raffreddare l’aria e riscaldare l’acqua in tutti gli edifici.

7e) Elettrizzare la produzione di acciaio e cemento. I rottami di acciaio possono essere riciclati utilizzando forni elettrici ad arco, ma produrre acciaio dal minerale di ferro utilizzando l’elettricità è problematico. Anche la produzione del calcestruzzo utilizzando l’elettricità è problematica.

8) Non usare l’idrogeno per alimentare nulla! L’idrogeno è un combustibile ad alta densità energetica, ma la sua generazione e il suo utilizzo sono inefficienti; inoltre, il trasporto, lo stoccaggio e l’utilizzo dell’idrogeno sono tutti estremamente difficili. Non sarà mai pratico utilizzarlo per qualsiasi cosa, compresi gli aerei transoceanici e le spedizioni a lunga distanza.

9) La cattura e il sequestro del carbonio (CCS) è estremamente difficile! Si tratta di un’altra tecnologia, come gli aerei spaziali, che decollano e atterrano sulle piste: potrebbe non essere mai conveniente, e almeno non nel prossimo futuro! Anche se fosse possibile catturare il carbonio dall’aria o da una centrale elettrica utilizzando una grande quantità di energia, il sequestro permanente potrebbe essere impossibile. Potrebbe semplicemente fuoriuscire di nuovo dalla terra. Il carbonio è già sequestrato: si chiama carbone e petrolio. Lascialo lì e basta. Innanzitutto è molto più economico non produrre CO2. Dobbiamo fare ingenti investimenti nell’energia eolica e solare pulita. Solo quando avremo raggiunto rendimenti decrescenti dagli investimenti nell’energia eolica e solare avrà senso spendere soldi nella CCS. Poiché la CO2 rimarrà nell’atmosfera per centinaia di anni, prima o poi probabilmente avremo bisogno di trovare soluzioni serie in termini di CCS e geoingegneria.

10) Utilizzare biocarburanti ricavato dai rifiuti agricoli per alimentare gli aerei transoceanici e le spedizioni a lunga distanza. Le batterie attuali non hanno una densità energetica sufficiente per le spedizioni a lunga distanza e per gli aerei a lungo raggio. Gli aerei ad elica non sono abbastanza veloci per il volo transoceanico.

11) Bonus asporto! L’unico posto in cui otterremo energia sicura, pulita ed economica dalla fusione nucleare per i prossimi oltre 100 anni è dal sole.

Immagine in primo piano: marmo blu classico. Realizzato da Reto Stockli che ho portato dalla Svizzera a lavorare nel mio laboratorio. Centro di volo spaziale Goddard della NASA.