¿Qué le depara el futuro a Australia cuando enfrenta de frente el desafío de las emisiones de carbono? En septiembre de 2023 se informó que la industria del carbón estaba invirtiendo cientos de millones de dólares para identificar y desarrollar tecnología de bajas emisiones para extender la vida útil de la carga base crucial. generadores de electricidad y reducir drásticamente las emisiones de carbono de la industria manufacturera. Los productores de carbón negro de Australia comprometieron 550 millones de dólares desde 2006 para desarrollar medidas para capturar carbono y luego almacenarlo, reutilizarlo o prevenir las emisiones. Se espera que casi dos tercios de los generadores de electricidad a carbón de Australia cierren antes de 2033, lo que generó advertencias del operador de la red eléctrica nacional de que la confiabilidad estará en riesgo sin una “inversión inminente y urgente”. El carbón es la mayor fuente de combustible para la energía mundial, con un 38 por ciento, por lo que la Agencia Internacional de Energía dice que las tecnologías de captura de carbono son importantes para reducir el costo total de transformar las redes eléctricas y mantener un suministro estable. Las regalías del carbón están impulsando los presupuestos estatales en Queensland y Nueva Gales del Sur. Una ganancia inesperada de 15.300 millones de dólares por regalías del carbón en el presupuesto de Queensland de junio permitió el mayor superávit presupuestario estatal del país – 12.300 millones de dólares – y al menos 550 dólares en reembolsos de energía para cada residente de Queensland. En febrero de 2024, el primer ministro de Queensland, Steven Miles, esbozó su ambicioso objetivo de reducción de emisiones del 75 por ciento, lo que desató una nueva guerra de palabras. La captura y almacenamiento de carbono (CAC) implica tecnología para capturar dióxido de carbono y almacenarlo de forma segura bajo tierra, incluso directamente de grandes fuentes de emisiones como Centrales eléctricas alimentadas con carbón. “No existe una solución milagrosa para llegar a cero emisiones netas, ni una forma única de llegar a cero emisiones netas; necesitamos todas las tecnologías para alcanzar este objetivo y la CAC desempeñará un papel clave porque puede evitar que más del 95 por ciento de las emisiones de CO2 entren en el planeta. la atmósfera”, dijo Mark McCallum, director ejecutivo de LETA. El Global CCS Institute, un grupo de expertos de la industria, dice que la tecnología será particularmente importante para sectores difíciles de reducir, como la producción de cemento y acero, en los que no existen otras soluciones viables para eliminar el dióxido de carbono. ¿Pero qué significa todo eso? ¿Y cómo llegamos a nuestros objetivos? Respondemos a todas sus preguntas clave a continuación >>> Haga clic aquí para encontrar todas las historias en la campaña Future Energy ¿Cuánta de la energía de Australia proviene del carbón? El sitio web de energía del gobierno australiano afirma: “Los combustibles fósiles contribuyeron con 71 % de la generación eléctrica total en 2021, incluido el carbón (51%), el gas (18%) y el petróleo (2%). La participación del carbón en la generación de electricidad ha disminuido del 83% en 1999-2000, mientras que la participación del gas natural y las energías renovables ha aumentado. Las energías renovables contribuyeron con el 29% de la generación total de electricidad en 2021. «¿Qué reemplazará al carbón en Australia? En 1995-96, las «renovables» representaron aproximadamente el 10 por ciento de la generación de energía de Australia. Esa cifra se redujo a menos del 10 por ciento en 2000-01, sin embargo, ha crecido de manera constante desde entonces. En 2021, el 29% de la generación total de electricidad de Australia provino de fuentes de energía renovables, incluidas la solar (12%), la eólica (10%) y la hidroeléctrica (6%). La proporción de energías renovables en la generación total de electricidad en 2021 fue la más alta jamás registrada, con un pico anterior del 26% a mediados de la década de 1960. Mientras tanto, el “carbón negro” ha caído del 60% en 1995-96 a aproximadamente el 40%. ciento a partir de 2021. Fuente: energy.gov.au ¿Qué tan eficiente es el carbón desde el punto de vista energético? Según Energy Matters: “En términos de impacto ambiental, la energía solar es la más eficiente. Sin embargo, el carbón y el gas natural son más eficientes en cuanto a usos confiables. Los paneles solares suelen tener una eficiencia del 15% al 22%, que está mejorando con los avances tecnológicos. En cambio, el carbón tiene una eficiencia de hasta el 40 % y el gas natural, de hasta el 60 %; la energía restante en los combustibles fósiles y el carbón se pierde en calor y para siempre. ¿Es el carbón más eficiente que la energía solar? Porque sólo el 22 % de la energía total que interactúa con los paneles solares se convierte en energía eléctrica, necesitará más paneles si necesita más producción de energía. ¿Cuánto contribuye Australia a las emisiones de carbono? El Inventario Nacional de Gases de Efecto Invernadero de Australia en agosto de 2022 estimó las emisiones totales de gases de efecto invernadero de Australia para El año hasta marzo de 2022 fue de 487,1 Mt CO2-e, un aumento del 1,5 % o 7,4 Mt CO2-e) con respecto al año anterior. Este aumento de las emisiones reflejó movimientos en todos los sectores, entre ellos: ■ Reducciones continuas de las emisiones procedentes de la electricidad ■ Aumento de las emisiones del transporte lo que refleja una recuperación continua de los impactos de las restricciones de movimiento de Covid ■ Aumento de las emisiones de la energía estacionaria (excluida la electricidad), la agricultura y las emisiones fugitivas Las emisiones en el año hasta marzo de 2022 fueron un 21,6 % inferiores a las emisiones del año hasta junio de 2005 (el año de referencia para El objetivo de Australia para 2030 según el Acuerdo de París). ¿Cuánta de la energía de Australia es renovable? Clean Energy Australia informó que la energía renovable representó el 35,9 por ciento de la generación eléctrica total de Australia, frente al 32,5 por ciento en 2021. Esa cifra se había más que duplicado desde 2017, cuando la energía renovable representaba solo el 16,9 por ciento de la generación. ¿Cuál es la principal fuente de energía renovable en Australia? La energía solar y la eólica han sido los principales impulsores de más que duplicar la expansión de la generación renovable durante la última década. La generación solar a pequeña escala creció un 29% en 2021 y una media del 28% anual durante los últimos 10 años. La generación eólica creció un 19% en 2021 y una media del 15% anual durante la última década. La producción de energía hidroeléctrica ha fluctuado en torno a un nivel bastante constante según las precipitaciones y las condiciones del mercado, perdiendo predominio a medida que se diversificaron las fuentes de generación. Fuente: www.energy.gov.au/data/renewables ¿Puede Australia utilizar energía 100% renovable? En 2021, un informe del El Operador del Mercado Energético Australiano declaró que las energías renovables podrían satisfacer el 100 por ciento de la demanda de electricidad de los consumidores en ciertos momentos del día para 2025 si el desarrollo eólico y solar a gran escala continuara al ritmo actual. El resumen anual de confiabilidad de la red de Aemo señala la penetración de la generación renovable en Australia alcanzó un récord del 57 por ciento dos veces en 2021. Mientras tanto, el sitio web del Parlamento de Australia declaró: “(Con) tecnologías y políticas sólidas, una base ampliada de energía renovable es posible para Australia. Según Beyond Zero Emissions, el suministro de energía 100 por ciento renovable es técnicamente posible para 2020 utilizando sólo tecnologías probadas, a un costo de 370 mil millones de dólares en 10 años”. El sitio web cyanergy.com.au afirmó que la infraestructura, la intermitencia y la voluntad política eran los tres principales desafíos para llegar al 100 por ciento de energía renovable. ¿Cuál es el objetivo del 82 por ciento de energía renovable en Australia? La figura surgió por primera vez a través del modelo que hizo el Partido Laborista mientras estaba en la Oposición. En el período previo a las elecciones federales de 2022, la ALP encargó a RepuTex, un consultor de economía energética, que modelara los impactos de su Plan Powering Australia. La clave para esto fue la política laborista de Recablear la Nación: un fondo de 20 mil millones de dólares para acelerar la inversión en proyectos de transmisión de electricidad. RepuTex predijo que la implementación exitosa de esta política aumentaría la generación renovable general en el Mercado Nacional de Electricidad (NEM) al 82 por ciento para 2030. A su vez, esta mayor penetración de energías renovables en el NEM ayudaría a Australia a alcanzar su carbono total actualizado del 43 por ciento para 2030. promesa.Fuente: www.energycouncil.com.auPublicado originalmente como Emisiones y energía de Australia: todo lo que necesita saber
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Los dispositivos portátiles, como casi cualquier otro dispositivo tecnológico, necesitan energía. Afortunadamente, sin embargo, con los modestos presupuestos de energía de los dispositivos portátiles, la energía está efectivamente en todas partes. Está en los rayos del sol y las ondas de radio, el sudor de la piel y el calor corporal, el movimiento de una persona y sus pisadas. Y hoy en día, la tecnología está madurando hasta el punto de que se pueden aprovechar cantidades significativas de estas donaciones de energía para liberar a los dispositivos portátiles de la necesidad de una batería. Lo cual parece bastante atractivo para una variedad de empresas e investigadores. “La energía es algo que damos por sentado, porque simplemente conectamos cosas a la pared y se siente tan inevitable como el aire. Pero en realidad necesitamos que se genere esa energía”, afirma Alper Bozkurt, quien junto con Veena Misra codirige el Centro de Sistemas Avanzados Autoalimentados de Sensores y Tecnologías Integradas (ASSIST) de la Universidad Estatal de Carolina del Norte. La tecnología portátil de recolección de energía más conocida en la actualidad es, por supuesto, la solar, que extrae electrones de la luz solar o de la luz ambiental. Pero la energía solar es sólo la táctica inicial. Los investigadores han descubierto que existe una amplia gama de opciones para recolectar suficientes microvatios para reemplazar las baterías de los dispositivos portátiles. Entre ellos se encuentran los generadores piezoeléctricos y triboeléctricos, que aprovechan la tensión mecánica y las propiedades electrostáticas de los materiales para generar electricidad. Mientras tanto, el conocido fenómeno de la inducción electromagnética cosecha golpes, saltos y zancadas para crear pequeños pero aún útiles goteos de corriente. Si bien los dispositivos portátiles generalmente no requieren mucha energía, los dispositivos portátiles deben ser, bueno, fáciles de usar. Una mochila con un panel solar gigante podría funcionar técnicamente, pero no en la realidad. Un sensor ligero de salud humana no sería útil para los biólogos que intentan mantener un rastreador en un bisonte por el resto de su vida. La variedad de necesidades (y fuentes de energía) es evidente en una avalancha de investigaciones recientes sobre recolección de energía, incluidos algunos trabajos híbridos que integran múltiples modalidades. El poder de sudar El equipo de Caltech ha experimentado con diferentes formas de energía para recolectar y alimentar su energía eléctrica. -piel, incluido el sudor humano y la fricción de materiales durante el movimiento. Wei Gao/CaltechWei Gao, del Instituto de Tecnología de California, desarrolló una “piel electrónica” autoalimentada. E-skin, dice, es un dispositivo con sensores incorporados que se aplica directamente a la piel para leer y transmitir indicadores de salud como frecuencia cardíaca, temperatura corporal, azúcar en sangre y subproductos metabólicos. «La atención sanitaria personalizada podría revolucionar la práctica médica tradicional», afirma Gao. “Pero para incorporar muchos tipos diferentes de sensores, necesitamos diferentes diseños de materiales y herramientas. Una de las consideraciones más importantes es el almacenamiento de energía. [and generation].” La primera piel electrónica de Gao, producida en abril de 2020, estaba hecha de goma suave y flexible y aprovechaba el sudor del paciente para alimentar el dispositivo. Utilizando pilas de combustible incorporadas, el dispositivo absorbió el lactato del sudor y lo combinó con el oxígeno atmosférico para generar agua y piruvato. A través de este proceso, los biocombustibles generaron suficiente electricidad para alimentar tanto los sensores de la piel electrónica como la transmisión de datos, cargando continuamente un condensador de 1,5 a 3,8 voltios durante aproximadamente 60 horas. (En el caso de los condensadores, el voltaje se traduce en electrones almacenados: la caída de voltaje en un condensador es proporcional a su carga total). Meses más tarde, Gao y su equipo desarrollaron un modelo de piel electrónica que utilizaba la energía cinética del movimiento para generar triboelectricidad, la liberación de corriente. del movimiento relativo de materiales de diferentes propiedades electrostáticas. Esta piel electrónica de segunda generación intercaló finas láminas de teflón, cobre y poliimida que se deslizan a medida que la persona se mueve, generando una potencia máxima de 0,94 milivatios. A continuación, el equipo recurrió a la impresión 3D. En un estudio publicado en Science Advances en septiembre, imprimieron en 3D los componentes esenciales (sensores físicos, sensores químicos, microfluidos y supercondensadores) para un sistema multimodal de seguimiento de la salud llamado e3-skin (piel electrónica elástica epifluídica). La plataforma utiliza una serie de sensores, electrodos recubiertos de hidrogel y más, junto con un supercondensador de tamaño micro que en este caso funciona con una célula solar. La precisión de la impresión 3D permite a los investigadores crear componentes personalizados para la alerta temprana y el diagnóstico de condiciones de salud, dice Gao. ¿Aprovechar la tecnología de relojes para… bisontes? Mucho se habla de tecnología portátil se centra en la salud u otras necesidades humanas. Pero los biólogos también están estudiando la captación de energía para el seguimiento de animales, ya que la tecnología actual es insuficiente. Las baterías se agotan antes que los animales. La energía solar no funcionará para animales nocturnos o criaturas en ambientes con poca luz. Un pequeño dispositivo que recolecta energía del trote nocturno de un corredor claramente no está diseñado para un bisonte enorme, que puede pesar hasta una tonelada. Un equipo de biólogos construyó un rastreador GPS Kinefox personalizado que la vida silvestre, incluido este bisonte europeo, puede recargarse simplemente moviéndose como de costumbre. Rasmus W. Havmøller Esos desafíos inspiraron a equipos de investigadores de la Universidad de Copenhague, la Universidad Técnica de Dinamarca, y el Instituto Max Planck de Comportamiento Animal de Alemania para construir un generador de mejor tamaño portátil para sus propósitos: rastrear animales salvajes, idealmente, durante toda su vida. Ese objetivo está actualmente fuera del alcance de la mayoría de las especies de mamíferos (utilizar dispositivos alimentados por baterías y energía solar). En un trabajo publicado en PLoS One en mayo, detallaron el Kinefox, un rastreador GPS que la vida silvestre puede recargar simplemente moviéndose. El equipo probó sus dispositivos con tres especies: cuatro perros domésticos, un pony Exmoor y un bisonte europeo. El equipo se inspiró en los relojes de cuerda automática, que existen desde finales del siglo XVIII y transforman el movimiento de la muñeca en energía. Entonces, los investigadores compraron un microgenerador comercial diseñado para dispositivos portátiles y de IoT llamado Kinetron MSG32. Lo combinaron con un condensador de iones de litio y un rastreador personalizado con GPS que transmite datos a través de la red inalámbrica de baja potencia de Sigfox. «Queríamos tomar el material ya creado y usarlo para el seguimiento de animales, aunque no está diseñado para eso», dice Troels Gregersen, científico invitado en el Instituto Max Planck de Comportamiento Animal. La primera versión de los investigadores instaló el Kinefox en los collares y arneses existentes de los animales para observar y aprender. Sin embargo, dice Gregersen, “el primer collar que le pusimos al bisonte se destruyó inmediatamente. Son animales de 900 kilos que chocan contra los árboles. No es un caso de uso en dispositivos portátiles para humanos”. Tomando los resultados de la primera versión, el equipo finalmente creó un rastreador y un collar personalizados. Pegaron el movimiento de reloj automático basado en péndulo del microgenerador a un anillo ferromagnético, colocando la combinación alrededor de una bobina de alambre de cobre. A medida que el péndulo oscila hacia adelante y hacia atrás con el movimiento del animal, el anillo crea una corriente alterna en la bobina y un circuito de duplicación de voltaje la transforma en corriente continua. «Es muy valioso poder colocar un rastreador una vez, cuando el animal nace, o tener que tranquilizarlo sólo una vez», dice Gregersen. «Si algo puede transmitir nuevos tipos de datos, o puede durar más que cualquier otra cosa, tiene una aplicación y tiene valor». Kinefox es de código abierto y los archivos se publican en GitHub. Y mientras que un rastreador de vida silvestre tradicional cuesta entre 3.500 y 4.000 euros, el Kinefox cuesta alrededor de 270 euros en materiales, según investigadores de Max Planck. En el futuro, es posible que el bricolaje ni siquiera sea necesario. El equipo está en conversaciones con la empresa Kinetron, con sede en Tilburg, Países Bajos, para fabricar un microgenerador diseñado específicamente para animales, en lugar de relojes de pulsera automáticos, dice Gregersen. Retos: Sostenibilidad y colaboración de la industria. Este eficiente recolector de energía combina compuestos piezoeléctricos con fibra de carbono reforzada. polímero y resina epoxi, una combinación única que fue capaz de almacenar electricidad incluso después de 100.000 usos. Universidad de Tohoku Mirando hacia el futuro en términos más amplios, algunos investigadores se centran en combinar materiales únicos y crear sistemas de recolección de energía a partir de materiales más sostenibles. Un equipo que incluye investigadores de la Universidad Tohoku de Japón desarrolló recientemente un recolector de energía duradero y eficiente que combina compuestos piezoeléctricos con polímero reforzado con fibra de carbono (CFRP). El grupo fabricó su dispositivo utilizando CFRP, nanopartículas de niobato de sodio y potasio (KNN) y resina epoxi. . E incluso después de 100.000 usos, afirma Yaonan Yu, estudiante de posgrado en Tohoku y coautor del estudio, el dispositivo aún podría almacenar la electricidad que generaba. Esta combinación de fuerza y generación de energía podría usarse en varios tipos de dispositivos portátiles y aplicaciones de Internet de las cosas, incluidos sistemas de infraestructura para reforzar puentes y carreteras que detectan cuando aparece una grieta, un bache u otro daño, dice Yu. El punto óptimo, dice Bozkurt del centro ASSIST, será el análisis de datos y la combinación de capacidades de recolección de energía para recopilar y transmitir los datos que los usuarios realmente necesitan. «Si mido los latidos del corazón en picosegundos, sería un desperdicio porque el corazón no late tan rápido», dice. Para un proyecto, “preguntamos a los médicos: ‘¿Cuántos datos necesitan?’ Dijeron: ‘No lo sabemos. Atendemos a nuestros pacientes todos los meses, por lo que si obtenemos más de una lectura mensual será una mejora”. Esa fue una cierta perspectiva”. Artículos de su sitio Artículos relacionados en la Web
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