Planeta je v ohrožení. Lidé způsobují odlesňování, okyselování oceánů a stoupající teploty a zároveň se s nimi potýkají, abychom jmenovali alespoň některé z našich nepříliš příznivých dědictví.
Fakta jsou složitá, ale o trendech není snadné pochybovat. A přesto téma globálního nebezpečí v těchto dnech vyvolává hněv, zodpovědný za to, aby se čtenář nedostal do defenzivního podřepu. Možná je to proto, že je nám do hlavy vtloukáno to nejhorší a málokdy se můžeme kochat řešeními.
ZDE: Jak blockchain naruší byznys (speciál ZDNet/TechRepublic) | Stáhněte si zdarma verzi ve formátu PDF (TechRepublic)
Méně kontroverzní je proto možná myšlenka, že technologie mají svou roli v tom, aby se naše planeta stala pohodlnějším a udržitelnějším místem pro další živoření lidí. Dostát vznešenému názvu tohoto článku s definitivním seznamem 10 technologií, které pomohou naší planetě přežít, je pravděpodobně ztrátová záležitost. Je pravděpodobné, že s některým aspektem tohoto seznamu budete nesouhlasit. To je v pořádku. Od toho je tu sekce komentářů; rád si vás poslechnu.
Stojí také za zmínku, že některé z těchto technologií s sebou nesou svá vlastní rizika. Ve skutečnosti by naše nejlepší sázka číslo jedna na pomoc naší planetě mohla také znamenat zkázu pro náš druh.
Ale když se podívám na prostředí hrozeb i na vyvíjené nástroje, které nám mohou pomoci, nemohu si pomoci a vkrádá se mi jistý optimismus. Zde je můj výběr 10 technologií, které s největší pravděpodobností pomohou zachránit Zemi.
Solární sklo
Co kdyby každé okno v mrakodrapu mohlo vyrábět energii? To je příslib solárního skla, nové technologie, o které se v kruzích designu a udržitelnosti hodně mluví. Přesně jak to zní, solární sklo je vhodně průhledný okenní materiál, ale zároveň zachycuje sluneční energii a přeměňuje ji na elektřinu.
Velkou překážkou byla účinnost. Vysoce výkonné solární články mohou dosahovat účinnosti 25 % nebo více, ale zachování průhlednosti znamená obětovat účinnost, s níž se světlo přeměňuje na elektřinu. Tým Michiganské univerzity však vyvíjí výrobek ze solárního skla, který nabízí 15% účinnost a stoupání, přičemž propouští plných 50 % světla. Podle prognóz z nedaleké Michiganské státní univerzity existuje 5 až 7 miliard metrů čtverečních využitelné okenní plochy, což je dost na to, aby solární sklo pokrylo plných 40 % energetické potřeby USA.
Grafen
Silnější než ocel, tenčí než papír, vodivější než měď, grafen je skutečně zázračný materiál – a donedávna zcela teoretický. Grafen je ultratenká vrstva grafitu, která byla poprvé objevena v roce 2004 na univerzitě v Manchesteru. Nyní je předmětem intenzivního výzkumu a spekulací, přičemž mnozí předpovídají, že bude po bronzu, železe, oceli a křemíku dalším v řadě, kdo bude podporovat kulturní a technologický vývoj našeho druhu.
Grafen o tloušťce pouhého jednoho atomu je pružný, průhledný a vysoce vodivý, což jej předurčuje k obrovskému množství planetárně-léčebných aplikací. Patří mezi ně například filtrace vody, supravodiče schopné přenášet energii na obrovské vzdálenosti s minimálními ztrátami a fotovoltaické využití. Díky výraznému zvýšení účinnosti oproti současným materiálům se grafen může stát základním kamenem naší zelené obrody.
8. Plasty na rostlinné bázi
Musíme skoncovat s jednorázovými plasty. V USA již probíhají iniciativy na zákaz nebo výrazné omezení jejich používání. Tam, kde žiji, v Los Angeles, se plastová brčka vydávají pouze na požádání a z obchodů s potravinami zmizely jednorázové plastové tašky. Problém je však hluboce zakořeněný a hluboce zakořeněný v naší spotřební ekonomice. Bydlím blízko oceánu a množství plastového odpadu, které je v běžný den vidět, je zničující.
Plasty na bázi rostlin, které se biologicky rozkládají, jsou jedním z přijatelných řešení, protože by teoreticky mohly nahradit mnoho plastových výrobků, které jsou již v oběhu. Indonéská společnost Avani Eco vyrábí od roku 2014 bioplasty z manioku. Stejně jako falešné maso a solární sklo by se toto odvětví mělo v příštích letech stát na vzestupu. Ale pozor: Ne všechny bioplasty jsou biologicky rozložitelné a o výhodnosti některých výrobních postupů se vedou diskuse. Součástí toho, abychom se v příštím desetiletí stali zodpovědnými spotřebiteli, bude znalost životního cyklu výrobků, které se rozhodneme koupit, od jejich vzniku až po entropii.
Falešné maso
Vážení masožravci, mám pro vás dobrou i špatnou zprávu. Nejprve tu špatnou: Produkce masa je pro planetu naprosto zhoubná. V roce 2017 podepsalo více než 15 000 světových vědců Varování lidstvu, ve kterém mimo jiné vyzývají k drastickému snížení spotřeby masa na obyvatele. Jedním z problémů je využívání půdy. Výroba hovězího masa je závislá na 164 metrech čtverečních pastvin na 100 gramů masa a je jednou z hlavních příčin odlesňování ve Střední a Jižní Americe, což vede k bezprecedentnímu uvolňování uhlíku do atmosféry. Organizace pro výživu a zemědělství se domnívá, že dobytek se na antropogenních emisích skleníkových plynů podílí přibližně 14,5 %. Zvířata také spotřebovávají obrovské množství sladké vody, zatímco znečištěné splachy z průmyslových chovů hospodářských zvířat znečišťují místní vodní toky.
Dobrá zpráva? Falešné maso je konečně dobré. Opravdu dobré. Společnosti jako Beyond Meat a Impossible Foods přinášejí chutné alternativy masa, které jsou docela slušnou náhradou toho pravého. Stejně jako technologické úspěchy a pokročilá potravinářská věda je skutečným triumfem těchto společností to, že udělaly z falešného masa kulturní záležitost. V Burger Kingu si nyní můžete objednat bezmasé hamburgery a v Del Taco si dát bezmasé taco.
6. Baterie
Napájení je limitujícím faktorem, který brzdí mnoho ekologických technologií. Například větrná a solární energie jsou schopny vyrábět obrovské množství elektřiny, ale zavádění těchto technologií brzdí zásadní nedostatek: Někdy není větrno ani slunečno. Podobně i elektromobily dělají obrovské pokroky, ale dokud se nezvýší dojezd a nezkrátí doba nabíjení, budou vládnout fosilní paliva.
Stávající technologie baterií to nezvládne. Za prvé je příliš drahá. Podle pracovní skupiny pro čisté ovzduší, aby Kalifornie splnila ambiciózní cíle napájení pouze z obnovitelných zdrojů, musel by stát vynaložit 360 miliard dolarů na systémy skladování energie. Jedna společnost s názvem Form Energy vyvíjí takzvané vodní baterie s průtokem síry, jejichž cena se bude pohybovat mezi 1 a 10 dolary za kilowatthodinu, zatímco lithium stojí 200 dolarů za kilowatthodinu. Prodloužit by se měla i doba skladování, která by mohla trvat i několik měsíců. Formovo řešení by mohlo pomoci Kalifornii splnit její energetické cíle před polovinou století a poskytnout plán pro zbytek světa.
Senzory pro životní prostředí
Chceme-li uzdravit planetu, musíme ji změřit. Distribuované senzory jsou jednou z neopěvovaných technologií, které to umožňují, a další šíření síťových senzorů prostředí bude jednou z nosných technologií téměř všech myslitelných snah o udržitelnost.
Chcete příklad? Již v 80. letech 20. století pomohly vyšší komíny snížit místní znečištění ovzduší na východním pobřeží. Problém byl v tom, že komíny souvisely s vyšší mírou kyselých dešťů, což vedlo k rozsáhlému odlesňování. Jak se zjistila souvislost? První síťové senzory znečištění.
Technologie od té doby samozřejmě pokročila. Síťové senzory malé jako desetník již monitorují kvalitu ovzduší a vody, identifikují znečišťující látky, sledují acidifikaci a v reálném čase zachycují údaje o jevech, které mají zásadní význam pro náš sociální a ekonomický blahobyt. Na cestě jsou nositelné senzory kvality ovzduší a lokalizované sítě senzorů monitorující spotřebu energie a vody v budovách snižují plýtvání. Další rozšiřování těchto senzorů bude mít dramatický dopad na způsob našeho života.
4. Senzory, které se budou využívat k měření energie, budou v budoucnu sloužit jako zdroj energie. Chytré sítě
Způsob, jakým nyní funguje naše energetická infrastruktura – souhrnně nazývaná rozvodná síť – je znepokojivým pozůstatkem z 19. a 20. století. Výroba elektřiny je stále do značné míry centralizovaná a distribuuje se po proudu, až se nakonec dostane ke koncovým uživatelům. Problémem je, že tyto sítě jsou velmi citlivé na výkyvy ve spotřebě a výkonu. Aby spolehlivě fungovaly, vyžadují nadprodukci energie. Jsou náchylné k napadení a obvykle se spoléhají na zdroje energie, které znečišťují životní prostředí.
Chytré sítě se již zavádějí v testovacích zařízeních v USA i na mezinárodní úrovni. Konceptem není ani tak jedna technologie, jako spíše nasazení mnoha energetických, distribučních, síťových, automatizačních a snímacích technologií s cílem navrhnout novou síť pro 21. století. Inteligentní sítě umožní místní výrobu energie až na úrovni domácností, která může být zpětně dodávána do sítě na vyšší úrovni. Snímací technologie a přesnější předpovědní modely umožní vyladit výrobu energie tak, aby nedocházelo k její nadprodukci, a lepší technologie baterií (viz č. 7 tohoto seznamu) umožní skladování energie z obnovitelných zdrojů. Koncepce sahá i za hranice zásuvky. S tím, jak budou spotřebiče chytřejší, může síť začít automaticky signalizovat jejich vypnutí, aby se šetřila energie. To vše by mohlo v součtu znamenat obrovskou změnu ve fungování naší energetické infrastruktury. Podle studie Electric Power Research Institute by nám technologie Smart Grid mohly do roku 2030 pomoci snížit emise uhlíku o 58 % ve srovnání s úrovní před deseti lety.
3. Zachycování oxidu uhličitého
Vzduchu je příliš mnoho oxidu uhličitého, který otepluje naši planetu. Co kdybychom ho dokázali zachytit a zachytávat?
To je předpoklad zachycování a ukládání uhlíku (CCS), nově vznikající třídy technologií, které jsou připraveny hrát v příštích desetiletích důležitou roli pro zdraví naší planety. Podle sdružení CCS umožňují technologie zachycování oddělit oxid uhličitý od plynů vznikajících při výrobě elektřiny a v průmyslových procesech jednou ze tří metod: zachycováním před spalováním, zachycováním po spalování a oxidačním spalováním. Uhlík je přepravován potrubím a ukládán v horninových formacích hluboko pod zemí.
V roce 2017 bylo ve Švýcarsku uvedeno do provozu první zařízení na zachycování CO2 na světě. Startupy v USA a Kanadě vyvinuly vlastní zařízení na zachycování uhlíku. Ve velkém měřítku by tato technologie mohla pomoci zvrátit jeden z nejznepokojivějších environmentálních trendů naší doby.
2. V současné době probíhají v České republice rozsáhlé projekty na snížení emisí oxidu uhličitého. Jaderná fúze
Naše Slunce je poháněno fúzí jader vodíku za vzniku helia. Již desítky let vědci pracují na využití stejného procesu k vytvoření udržitelné pozemské energie. Tato snaha je z ekologického hlediska mimořádně přesvědčivá, protože představuje formu energie s nulovými emisemi uhlíku. Na rozdíl od jaderného štěpení, procesu, který pohání současné jaderné elektrárny, při fúzi nevzniká radioaktivní odpad s dlouhou životností.
Problémem je teplo. Aby při fúzi dvou částic vznikla čistá kladná energie, musí reakce probíhat při milionech stupňů Celsia, a to znamená, že jakákoli nádoba, kterou k fúzi použijete, se, no, roztaví. Řešením je pozastavit reakci v plovoucím plazmatu, aby se extrémní teplo nedotýkalo komory, čehož lze podle vědců dosáhnout pomocí výkonných magnetů. Typický časový plán pro fúzní energii je 30 let, ale tým z MIT, který pracuje s novou třídou magnetů, věří, že dokáže dostat fúzní energii do sítě za pouhých 15 let, což by bylo velkým přínosem v boji za zpomalení trendu oteplování planety.
Umělá inteligence
Jistě, může nás všechny odsoudit k záhubě prostřednictvím libovolného počtu sci-fi předpokladů (jaderná anihilace, strategická likvidace druhů, vzestup robotů), ale umělá inteligence může být také naší nejlepší sázkou na to, že se vypočítáme z hrobového stavu, v němž se nacházíme.
Program AI for Earth společnosti Microsoft je jednou z probíhajících snah o využití potenciálu umělé inteligence pro dobro planety. Program udělil více než 200 výzkumných grantů týmům, které aplikují technologie AI na zdraví planety v jedné ze čtyř oblastí: biodiverzita, klima, voda a zemědělství. Primitivní algoritmy umělé inteligence a strojového učení v současné době analyzují ledový povrch a měří změny v průběhu času, pomáhají výzkumníkům vysazovat nové lesy s přesným uspořádáním, aby se maximalizovala sekvestrace uhlíku, a umožňují varovné systémy, které pomáhají zastavit ničivé květy řas.
AI má vliv na zemědělské postupy a brzy změní způsob hospodaření v průmyslových zemích, sníží naši závislost na pesticidech a drasticky sníží spotřebu vody. Díky umělé inteligenci se budou autonomní vozidla pohybovat efektivněji, což sníží znečištění ovzduší. Umělá inteligence je využívána materiálovými vědci k vývoji biologicky odbouratelných náhrad plastů a k vývoji strategií pro čištění našich oceánů, do nichž se ročně dostane přibližně osm milionů tun plastů.
Podstatné je, že umělá inteligence bude základem našeho budoucího úsilí o nápravu škod, které již byly na planetě napáchány, a zároveň vymyslí škálovatelná řešení pro udržení energetických, potravinových a vodních potřeb našeho druhu.
To, nebo to bude pravděpodobně zasloužená zkáza našeho druhu.