Protecție LED și climă
LED - un mic pas pentru noi, o măsură importantă pentru climatul mondial
Cererea globală de energie crește inexorabil. În perspectiva sa energetică mondială din 2014, agenția internațională pentru energie IEA prognozează o creștere de 37% până în 2040 - anul în care se așteaptă ca cererea de combustibili fosili precum petrolul, gazul și cărbunele să atingă cel mai înalt nivel.
Problema: trăim mult dincolo de posibilitățile noastre. Consumul de resurse naturale pentru Nutriția, locuința, mobilitatea și consumul au depășit biocapacitatea terestră de la mijlocul anilor 1980. Deci, de treizeci de ani facem afaceri în detrimentul generațiilor următoare. Dacă toți oamenii ar avea un stil de viață delicios ca în Europa, am avea nevoie de capacitatea a 2,5 pământuri pentru asta. Noi ci doar această planetă și, realist vorbind, nimic nu se va schimba atât de repede. Plecarea în spațiu este încă mult timp.
Viața are nevoie de energie
În fizică, energia este definită ca fiind capacitatea de a efectua lucrări mecanice, de a emite căldură sau de a emite lumină. Apare în forme foarte diferite, de exemplu ca energie electrică, termică, chimică sau magnetică, energie luminoasă sau nucleară.
Energia ne determină viața. Nu numai că dispozitivele tehnice consumă energie, ci este și absolut necesar pentru viața biologică. Unitatea fizică a energiei, joulul, se găsește, prin urmare, pe fiecare ambalaj alimentar. A înlocuit caloriile care sunt încă folosite în viața de zi cu zi. Oferim corpului nostru energia de care are nevoie, ingerând alimente.
Legea conservării energiei în fizică afirmă că energia nu se pierde niciodată în sistemele închise. Dar dacă acesta este cazul, de ce vorbim deloc despre consumul de energie? De ce trebuie să ne facem griji cu privire la echilibrul nostru energetic?
Energia este convertită, dar și devalorizată
Energia poate fi convertită de la o formă la alta. Acesta este în esență un lucru bun, deoarece ne permite să folosim energia solară din preistorie geologică astăzi. Cu milioane de ani în urmă, energia termică a soarelui a transformat produsele de descompunere ale plantelor și animalelor moarte în cărbune, petrol, gaz și turbă. Ele stochează energia solară sub formă chimică. Într-o centrală electrică, energia chimică a materialelor fosile este transformată înapoi în energie termică prin combustie și în cele din urmă în energie electrică cu un generator. Este mai ușor cu o celulă solară care generează electricitate din lumina soarelui de astăzi fără un purtător intermediar fosil. O mașină cu motor electric transformă electricitatea în energie cinetică.
Dar nu toate formele de energie convertite pot fi folosite de noi. Dacă un vehicul este frânat, energia cinetică, adică energia cinetică, este transformată într-o mare măsură în căldură - frânele se încălzesc. Dacă mașina lovește un perete în loc să frâneze, experimentăm energie de deformare. Energia este astfel devalorizată. Așa-numitul proces de generare a energiei sau, mai bine zis, de conversie a energiei, nu funcționează complet așa cum se dorește. O centrală electrică pe cărbune are, de obicei, o eficiență de numai 30 până la 40%, care poate fi crescută numai prin utilizarea căldurii reziduale prin cogenerare dacă există clienți pentru încălzirea centralizată în vecinătatea centralei și în funcție de sezon. Centralele cu gaz funcționează mai eficient și, de asemenea, folosesc căldura uzată mai frecvent.
Să aruncăm o privire mai atentă la lampa incandescentă sub aspectul conservării energiei. Sperăm că nu ați încercat niciodată să măsurați cantitatea de căldură emisă de un bec atingând-o. Cu siguranță vă veți fi ars degetele, deoarece lampa cu incandescență emite 95% din energia electrică pe care o absoarbe sub formă de căldură - adică radiații în domeniul infraroșu. Doar 5% este lumină vizibilă, ceea ce ne dorim de fapt. Vom reveni la acest aspect important în legătură cu LED-ul.
Deci, eficiența este o problemă foarte mare atunci când vine vorba de limitarea consumului de energie. Etichetele energetice colorate sunt doar un început. O directivă a UE reglementează cadrul și un plan național de acțiune pentru eficiența energetică (NAPE) din Germania oferă companiilor din toate sectoarele stimulente de piață pentru a investi în eficiența energiei electrice. Cu cât economiile sunt mai mari, cu atât fluxul de euro va fi mai mare. Până în 2018, STEP up! Sunt disponibile 300 de milioane de euro, care sunt atribuite în două runde anuale de licitație.
Energiile regenerabile devin numărul unu în producția de energie electrică
Importanța enormă a energiei electrice pentru viața noastră de zi cu zi este, de asemenea, direct legată de conversia diferitelor forme de energie. Pe de o parte, energia electrică poate fi produsă relativ ușor - deși, așa cum am văzut, adesea ineficient - din alte forme de energie. Mai important, este ușor de transportat și, de exemplu, poate fi transformat în lumină, energie și căldură la fața locului. Posibilitățile de stocare a energiei electrice au făcut, de asemenea, progrese semnificative în ultimii ani.
Să analizăm mai întâi originea energiei electrice. Chiar dacă știm că resursele sunt finite, combustibilii fosili petrol, gaz și cărbune sunt încă în creștere. Agenția internațională pentru energie IEA presupune o creștere a consumului global de petrol la 104 milioane de barili pe zi (!) În 2040. Și energia nucleară este și ea în avans. Patru țări sunt responsabile pentru o creștere totală de 60%: China, India, Coreea de Nord și Rusia. La prima vedere, energia nucleară este ecologică și conservă resursele. IEA, în mod tradițional prietenos cu nuclearul, susține că energia nucleară economisește oamenilor patru ani de emisii de CO2. Pe de altă parte, chestiunea siturilor nucleare contaminate și, și mai important, controlabilitatea fundamentală a tehnologiei sunt controversate. Cernobîl și Fukushima ne-au arătat că consecințele unui accident extrem de puțin probabil sunt imprevizibile. Un astfel de risc, oricât de mic ar fi, nu trebuie acceptat de o politică energetică responsabilă, mai ales nu în zonele dens populate.
Vestea bună din Perspectiva energetică mondială: utilizarea energiilor regenerative pentru producția de energie electrică este în avans. Energia eoliană, în special, dar și energia hidroenergetică și energia solară, cresc rapid în mixul energetic și vor depăși cărbunele ca fiind cea mai utilizată sursă de energie până în 2040. Am văzut deja asta fiecare formă fosilă de energie provine din energia solară. Este evident că utilizarea directă a soarelui este mai benefică din punct de vedere economic și ecologic decât ocolul prin arderea fosilelor. Distribuirea și stocarea energiei electrice rămâne o provocare. În Germania, există în prezent o discuție despre SuedLink, un drum de înaltă tensiune care ar trebui să transporte energia eoliană generată în nord spre sud.
Watt nu are nicio legătură cu luminozitatea
Motoarele electrice, încălzitoarele electrice, sursele de lumină și o multitudine de alte dispozitive electrice transformă energia electrică în alte forme, cum ar fi forța sau viteza, căldura și lumina. Într-un mod corect din punct de vedere fizic, trebuie să vorbim aici de lucru electric în loc de energie. Unitatea cunoscută pentru aceasta este watt. Dacă doriți să știți exact: unitatea pentru energie, joule, nu este altceva decât o secundă de watt. Un joule este consumat dacă se face un watt de lucru pentru o secundă. Un kilowatt oră, pe care îl cunoașteți de la contorul de energie electrică, corespunde la 1000 wați x 3600 secunde = 3,6 milioane jouli.
În cazul lămpilor cu incandescență, consumul de energie în wați a devenit stabilit ca o măsură a luminozității - în mod greșit, așa cum știm acum. Becul de 60 de wați consumă 60 de wați-oră sau 216 kilojoule într-o oră, dar, așa cum am văzut mai sus, doar 5% sau 3 wați din aceasta devin lumină vizibilă. 57 de wați sunt distribuiți ca căldură în cameră, această parte a energiei este pierdută pentru noi. Durabilitatea arată diferit și tocmai de aceea epoca lămpii cu incandescență s-a încheiat la aproximativ 140 de ani după brevetul Edison. Pentru comparație: eficacitatea luminoasă, adică raportul fluxului luminos la consumul de energie, este de aproximativ șapte ori mai mare cu LED-urile. Deoarece LED-urile sunt mai puțin calde, riscul de incendiu este, de asemenea, mai mic.
Durabilitatea asigură viitorul
Te întorci acasă târziu de la serviciu, ți-e foame, dar descoperi că familia ta nu ți-a ținut cina pentru tine. Foarte enervant atunci când nu mai există provizii în casă și magazinele sunt deja închise - și chiar amenințător grav când știi că magazinele au fost cumpărate goale și nu se vor mai deschide. Exact acest exemplu descrie modul în care ne ocupăm de biocapacitatea lumii noastre de astăzi. Pentru a rămâne în imagine, nepoții noștri vor găsi un frigider gol.
Două milioane de tone de CO2 dăunător climatului sunt aruncate în atmosferă în Germania - în fiecare zi. Statistic vorbind, fiecare german umple două piscine olimpice cu gaze cu efect de seră în fiecare an. Este nevoie de optzeci de copaci maturi pentru a lega o tonă de CO2. Dacă am vrea să compensăm emisiile noastre de CO2, țara noastră ar fi în curând o pădure primordială. Dar dacă nu facem acest lucru, concentrația de CO2 în atmosferă crește. Razele cu unde scurte ale soarelui pătrund pe suprafața pământului, sunt transformate în radiații cu unde lungi, pe care CO2 nu le mai poate întoarce.
Încălzirea globală duce la creșterea nivelului mării, topirea ghețarilor, schimbarea zonelor de vegetație și dezastre meteorologice mai frecvente, cum ar fi furtuni, inundații și secetă. Chiar dacă schimbările climatice provocate de om sunt suprapuse de ciclurile naturale pe termen lung, niciun om de știință serios nu va contesta efectele directe și indirecte asupra sănătății umane, agriculturii și politicii. Astăzi ne preocupă refugiații de război - mâine vor fi refugiații din mediul înconjurător care vor fi alungați din habitatele lor anterioare de creșterea mării sau de lipsa apei. Se estimează că daunele economice vor fi cuprinse între 5 și 20% din produsul național brut global. Consecințele pot fi estimate aproximativ dacă ne uităm la criza economică globală din anii 1930.
Este deja prea târziu să te pocăiești? Nu, spun oamenii de știință, și își confirmă afirmația cu modele computerizate. Cu toate acestea, trebuie să acționăm rapid și radical. Pentru a limita încălzirea globală la 2 ° C, o treime din depozitele cunoscute de combustibili fosili ar trebui să rămână acolo unde se află - în sol. În cazul cărbunelui, chiar și 80% au rămas neatinse. Sustenabilitatea în sensul stabilității și a capacității naturale de regenerare a sistemului terestru nu a fost încă atinsă. Cel puțin, activitatea noastră economică nu blochează în cele din urmă șansele generațiilor viitoare pentru o lume în care merită trăită.
LED-urile reduc enorm amprenta ecologică
Nu există nicio îndoială cu privire la necesitatea de a limita masiv foamea de energie, în special în țările industrializate și emergente, și de a transforma generarea de energie electrică în concepte ecologice. Dar, unele becuri înlocuite de LED-uri pot salva într-adevăr lumea?
Studiile arată că efectele economiilor sunt judecate greșit chiar și de consumatorii mari, cum ar fi orașele și municipalitățile. În întreaga lume, aplicațiile de iluminat reprezintă aproape 20% din consumul de energie electrică, cea mai mare parte fiind lămpile cu incandescență, lămpile cu halogen și tuburile fluorescente, care includ și așa-numitele lămpi cu economie de energie. Alternative gata de piață sunt disponibile pentru toate aceste iluminatoare, care economisesc până la 90% din energie.
Jong Kyu Kim și E. Fred Schubert, care cercetează domeniul tehnologiei de iluminare cu LED-uri de mulți ani, au declarat într-un studiu pentru Optical Society of America OSA în 2008: o înlocuire treptată a surselor de lumină convenționale cu LED-uri de peste zece ani ar putea fi mai mare de zece Gigaton - 10.000.000.000 de tone - Evitați emisiile de CO2 și economisiți mai mult de 1 trilion de dolari. Un trilion este un număr cu doisprezece zerouri. Numai pentru Germania, calculele serioase presupun o reducere a emisiilor de CO2 cu 13 milioane de tone.
Să o păstrăm cu Confucius: Chiar și cea mai lungă călătorie începe cu primul pas. Încă îți încălzești apartamentul cu becuri sau ai deja LED-uri? Contribuția fiecărui individ este importantă și poate ajuta la prevenirea unei catastrofe climatice.