Planeten er i fare. Mennesket er både årsag til og kæmper med skovrydning, forsuring af havene og stigende temperaturer for blot at nævne nogle få af vores mindre gunstige efterladenskaber.
Fakta er komplekse, men tendenserne er ikke lette at bestride. Alligevel er emnet global fare et emne, der vækker vrede i disse dage, og som er egnet til ikke at få læseren til at gå i forsvarsposition. Måske er det, fordi vi bliver tromlet over hovedet med det værste af det hele og sjældent får lov til at svælge i løsninger.
SEE: How blockchain will disrupt business (ZDNet/TechRepublic special feature) | Download den gratis PDF-version (TechRepublic)
Mindre kontroversiel er derfor måske tanken om, at teknologien har en rolle at spille i forhold til at gøre vores planet til et mere behageligt og bæredygtigt sted, hvor mennesket kan fortsætte med at slæbe sig fremad. At leve op til denne artikels ophøjede titel med en endelig liste over 10 teknologier, der vil hjælpe vores planet med at overleve, er nok en tabt sag. Du vil sandsynligvis ikke være uenig med et eller andet aspekt af denne liste. Det er helt i orden. Det er det, kommentarfeltet er til for; jeg vil meget gerne høre fra dig.
Det er også værd at bemærke, at nogle af disse teknologier er forbundet med deres egne risici. Faktisk kan vores bedste bud nummer et for at hjælpe vores planet også betyde undergang for vores art.
Men når jeg ser på trusselslandskabet samt de værktøjer, der er under udvikling for at hjælpe, kan en vis optimisme ikke undgå at snige sig ind. Her er mine bud på de 10 teknologier, der med størst sandsynlighed kan hjælpe med at redde Jorden.
Solglas
Hvad nu, hvis hvert vindue i en skyskraber kunne generere energi? Det er løftet med solglas, en ny teknologi, der er ved at blive meget omtalt i design- og bæredygtighedskredse. Ligesom det lyder, er solglas et passende gennemsigtigt vinduesmateriale, men det opfanger også solens energi og omdanner den til elektricitet.
Den store hurdle har været effektiviteten. Højtydende solceller kan opnå en effektivitet på 25 % eller mere, men at bevare gennemsigtigheden betyder, at man må ofre den effektivitet, hvormed lyset omdannes til elektricitet. Men et hold fra University of Michigan er ved at udvikle et solglasprodukt, der giver 15 % effektivitet og klatring, samtidig med at det lader hele 50 % af lyset passere igennem. Ifølge prognoser fra det nærliggende Michigan State University findes der 5 til 7 milliarder kvadratmeter anvendelig vinduesplads, hvilket er nok til at dække hele 40 % af USA’s energibehov med et solglasprodukt.
Grafen
Stærkere end stål, tyndere end papir, mere ledende end kobber, er grafen virkelig et mirakelmateriale – og indtil for nylig et helt teoretisk materiale. Grafen er et ultratyndt lag grafit, som først blev opdaget i 2004 på University of Manchester. Det er nu genstand for intens forskning og spekulationer, og mange forudser, at det vil være det næste i rækken efter bronze, jern, stål og silicium, når det gælder om at fremme den kulturelle og teknologiske udvikling af vores art.
Grafen, der kun er et atom tykt, er fleksibelt, gennemsigtigt og meget ledende, hvilket gør det velegnet til en lang række applikationer til at helbrede planeten. Disse omfatter vandfiltrering, superledere, der er i stand til at overføre energi over store afstande med minimalt tab, og fotovoltaiske anvendelser, for blot at nævne nogle få. Ved at øge effektiviteten betydeligt i forhold til de nuværende materialer kan grafen vise sig at være en hjørnesten i vores grønne genfødsel.
8. Plantebaseret plastik
Vi er nødt til at gøre en ende på engangsplastik. Der er allerede initiativer i gang i hele USA for at forbyde eller stærkt begrænse brugen af dem. Hvor jeg bor, i LA, udleveres sugerør af plastik kun efter anmodning, og plastikposer til engangsbrug er forsvundet fra dagligvarebutikkerne. Men problemet er dybt rodfæstet og dybt indgroet i vores forbrugsøkonomi. Jeg bor tæt på havet, og mængden af plastikaffald, der er synlig på en gennemsnitlig dag, er ødelæggende.
Plantebaseret plast, der er biologisk nedbrydeligt, er en acceptabel løsning, da det i teorien kunne erstatte mange af de plastikprodukter, der allerede er i omløb. Et indonesisk firma ved navn Avani Eco har siden 2014 fremstillet bio-plast af kassava. Ligesom falsk kød og solglas bør dette blive en blomstrende sektor i de kommende år. Men pas på: Ikke alle bioplastmaterialer er biologisk nedbrydelige, og fordelene ved visse produktionsteknikker er omdiskuteret. En del af at blive en ansvarlig forbruger i det næste årti vil være at kende livscyklussen for de produkter, vi vælger at købe, fra skabelse til entropi.
Fake meat
Kære kødædere, jeg har godt nyt og dårligt nyt. Først de dårlige: Kødproduktion er absolut forfærdelig for planeten. I 2017 underskrev mere end 15.000 videnskabsfolk verden over en advarsel til menneskeheden, hvori de bl.a. opfordrede til, at vi drastisk mindsker vores forbrug af kød pr. indbygger. Et af problemerne er arealanvendelsen. Produktionen af oksekød er afhængig af 164 kvadratmeter græsningsareal pr. 100 gram kød og er en af de største årsager til skovrydning i Central- og Sydamerika, hvilket fører til en hidtil uset udledning af kulstof i atmosfæren. Fødevare- og Landbrugsorganisationen mener, at husdyrhold tegner sig for ca. 14,5 % af de menneskeskabte drivhusgasemissioner. Dyrene bruger også enorme mængder ferskvand, mens den forurenede afstrømning fra industrielle husdyrbrug forurener de lokale vandløb.
Den gode nyhed? Falske kød er endelig godt. Virkelig godt. Virksomheder som Beyond Meat og Impossible Foods leverer lækre alternativer til kød, der kan erstatte det ægte kød ret godt. Lige så meget som de teknologiske landvindinger og den avancerede fødevarevidenskab er den virkelige triumf for disse virksomheder, at de har gjort falsk kød kulturelt hipt. Du kan nu bestille kødløse burgere hos Burger King og få en kødfri taco hos Del Taco.
6. Batterier
Strøm er den begrænsende faktor, der holder mange grønne teknologier tilbage. Vind- og solenergi er f.eks. i stand til at generere store mængder elektricitet, men udbredelsen af teknologierne er blevet bremset af en stor mangel: Nogle gange er det ikke blæsende eller solrigt. Elbiler gør ligeledes store fremskridt, men indtil rækkevidden øges og opladningstiden mindskes, vil fossile brændstoffer fortsat være fremherskende.
Den eksisterende batteriteknologi vil ikke kunne klare det. For det første er den for dyr. Ifølge Clean Air Task Force skal staten Californien bruge 360 milliarder dollars på energilagringssystemer, hvis den skal nå de ambitiøse mål om udelukkende at forsyne sig selv med vedvarende energi. Et selskab ved navn Form Energy er ved at udvikle såkaldte vandige svovlstrømbatterier, der vil koste mellem 1 og 10 dollars pr. kilowatt-time sammenlignet med lithium, der koster 200 dollars pr. kilowatt-time. Opbevaringstiden skulle også blive længere og måske vare flere måneder. Form’s løsning kan hjælpe Californien med at nå sine energimål inden midten af århundredet og være en køreplan for resten af verden.
Miljøsensorer
For at helbrede planeten er vi nødt til at måle den. Distribuerede sensorer er en af de usynlige teknologier, der gør det muligt at gøre det, og den fortsatte udbredelse af netværksbaserede sensormiljøer vil være en af de bærende teknologier bag næsten alle tænkelige bæredygtighedsbestræbelser.
Vil du have et eksempel? Tilbage i 1980’erne var højere skorstene med til at reducere den lokale luftforurening på østkysten. Problemet var, at skorstenene var korreleret med en højere grad af sur regn, hvilket førte til omfattende skovrydning. Hvordan blev sammenhængen draget? Tidlige netværk af forureningssensorer.
Teknologien har naturligvis udviklet sig siden da. Netværkssensorer, der er så små som en tiøre, overvåger allerede luft- og vandkvaliteten, identificerer forurenende stoffer, sporer forsuring og opfanger realtidsdata om fænomener, der er afgørende for vores sociale og økonomiske velfærd. Luftkvalitetssensorer, der kan bæres på, er på vej, og lokale sensornetværk, der overvåger energi- og vandforbruget i bygninger, mindsker spild. Den yderligere udbredelse af disse sensorer vil få en dramatisk indvirkning på den måde, vi lever på.
4. Intelligente net
Den måde, som vores energiinfrastruktur – kollektivt kendt som nettet – fungerer på nu, er et foruroligende levn fra det 19. og 20. århundrede. Strømproduktionen er stadig i vid udstrækning centraliseret og distribueres nedstrøms, hvor den i sidste ende når frem til slutbrugerne. Problemet er, at disse net er meget følsomme over for udsving i forbrug og produktion. For at få dem til at fungere pålideligt kræver de en overproduktion af energi. De er udsat for angreb, og de har en tendens til at være afhængige af forurenende energikilder.
Smart grids er allerede ved at blive udrullet i testbeds i USA og internationalt. Konceptet er ikke så meget en enkelt teknologi som en anvendelse af en lang række energi-, distributions-, netværks-, automations- og sensorteknologier med henblik på at designe et nyt net til det 21. århundrede. Intelligente net vil gøre det muligt at producere energi lokalt helt ned til husholdningsniveau, som kan sendes tilbage til nettet i tidligere led. Sensorteknologi og mere præcise forudsigelsesmodeller vil finjustere energiproduktionen for at undgå overproduktion, og bedre batteriteknologi (se nr. 7 på denne liste) vil gøre det muligt at lagre energi fra vedvarende energikilder. Konceptet rækker endda ud over lysdåsen. Efterhånden som apparaterne bliver smartere, vil nettet måske begynde at give dem automatisk besked om at slukke for at spare på strømmen. Alt dette kan føre til en enorm ændring i den måde, hvorpå vores energiinfrastruktur fungerer. Ifølge en undersøgelse fra Electric Power Research Institute kan Smart Grid-teknologier i 2030 hjælpe os med at reducere kulstofemissionerne med 58 % i forhold til niveauet for ti år siden.
3. Kulstofindfangning
Der er for meget kuldioxid i luften, og det opvarmer vores planet. Hvad nu, hvis vi kunne opsamle og binde det?
Det er præmissen for Carbon Capture and Storage (CCS), en ny klasse af teknologier, der er klar til at spille en vigtig rolle for vores planets sundhed i de kommende årtier. Ifølge CCS Association gør opsamlingsteknologier det muligt at udskille kuldioxid fra gasser, der produceres i forbindelse med elproduktion og industrielle processer, ved hjælp af en af tre metoder: opsamling før forbrænding, opsamling efter forbrænding og oxyfuelforbrænding. Kulstoffet transporteres via rørledninger og lagres i klippeformationer langt under jorden.
I 2017 blev verdens første CO2-indfangningsanlæg taget i brug i Schweiz. Startups i USA og Canada har udviklet deres egne kulstofindfangningsanlæg. I stor skala kan teknologien være med til at vende en af de mest alarmerende miljømæssige tendenser i vores tid.
2. Kernefusion
Vores sol drives af fusionen af brintkerner, der danner helium. I årtier har videnskabsfolk arbejdet på at udnytte den samme proces til at skabe bæredygtig jordisk energi. Indsatsen er yderst overbevisende ud fra et økologisk synspunkt, fordi den repræsenterer en energiform uden kulstofemissioner. I modsætning til nuklear fission, som er den proces, der driver de nuværende atomkraftværker, resulterer fusion ikke i produktion af radioaktivt atomaffald med lang levetid.
Problemet er varme. For at generere positiv nettoenergi, når to partikler fusionerer, skal reaktionen foregå ved millioner af grader celsius, og det betyder, at det beholder, man bruger til fusionen, vil, ja, smelte. Løsningen er at suspendere reaktionen i et flydende plasma, så den ekstreme varme ikke rører kammeret, en proces, som forskerne mener kan opnås ved hjælp af kraftige magneter. Den typiske tidslinje for fusionskraft er 30 år, men et hold på MIT, der arbejder med en ny klasse af magneter, mener, at det kan få fusionskraft i nettet på blot 15 år, hvilket ville være en stor fordel i kampen for at bremse planetens opvarmningstendens.
Kunstig intelligens
Sikkert, den kan fordømme os alle via en række sci-fi-præmisser (nuklear udslettelse, strategisk udryddelse af arter, robotternes fremkomst), men kunstig intelligens kan også være vores bedste mulighed for at regne os selv ud af den alvorlige tilstand, vi befinder os i.
Microsofts AI for Earth-program er et af de igangværende forsøg på at udnytte AI’s potentiale til gavn for planeten. Programmet har givet mere end 200 forskningsbevillinger til hold, der anvender AI-teknologier til planetarisk sundhed inden for et af fire områder: biodiversitet, klima, vand og landbrug. Primitive AI- og maskinlæringsalgoritmer analyserer i øjeblikket isoverflader for at måle ændringer over tid, hjælper forskere med at plante nye skove med præcise layouts for at maksimere kulstofbindingen og aktiverer advarselssystemer for at hjælpe med at dæmme op for ødelæggende algeopblomstringer.
AI har en indvirkning på landbrugspraksis og vil snart ændre den måde, hvorpå landbruget drives i de industrialiserede lande, hvilket vil reducere vores afhængighed af pesticider og drastisk sænke vandforbruget. AI vil få autonome køretøjer til at navigere mere effektivt og dermed sænke luftforureningen. Materialeforskere anvender kunstig intelligens til at udvikle biologisk nedbrydelige erstatninger for plastik og udvikle strategier til at rense vores oceaner, som årligt modtager omkring otte millioner tons plastik.
Fundamentalt set vil kunstig intelligens være grundlaget for vores fremtidige bestræbelser på at udbedre den skade, der allerede er sket på planeten, samtidig med at vi finder ud af skalerbare løsninger til at opretholde vores arts behov for energi, mad og vand.
Det, eller også vil det blive vores arts formentlig fortjente undergang.