Planeta este în pericol. Oamenii provoacă și se confruntă atât cu defrișările, cât și cu despăduririle, acidificarea oceanelor și creșterea temperaturilor, pentru a numi câteva dintre moștenirile noastre mai puțin bune.
Faptele sunt complexe, dar tendințele nu sunt ușor de contestat. Și totuși, subiectul pericolului global este unul care stârnește iritare în aceste zile, susceptibil de a nu-l pune pe cititor într-o poziție defensivă. Poate din cauză că suntem bătuți în cap cu tot ce este mai rău și rareori ni se permite să ne bucurăm de soluții.
VEZI: Cum blockchain va perturba afacerile (articol special ZDNet/TechRepublic) | Descărcați versiunea gratuită în format PDF (TechRepublic)
Mai puțin controversată, așadar, poate ideea că tehnologia are un rol de jucat în a face din planeta noastră un loc mai confortabil și mai sustenabil pentru ca oamenii să continue să înainteze. A fi la înălțimea titlului măreț al acestui articol cu o listă definitivă de 10 tehnologii care vor ajuta planeta noastră să supraviețuiască este probabil o propunere perdantă. Este foarte probabil să nu fiți de acord cu unele aspecte ale acestei liste. Și asta este în regulă. Pentru asta există secțiunea de comentarii; mi-ar plăcea să aflu ce părere aveți.
Este, de asemenea, demn de remarcat faptul că unele dintre aceste tehnologii vin cu riscuri proprii. De fapt, cel mai bun pariu numărul unu pentru a ajuta planeta noastră ar putea, de asemenea, să însemne condamnarea speciei noastre.
Dar, când mă uit la peisajul amenințărilor, precum și la instrumentele aflate în curs de dezvoltare pentru a ajuta, un oarecare optimism nu poate să nu se strecoare. Iată alegerea mea pentru cele 10 tehnologii care au cele mai mari șanse de a ajuta la salvarea Pământului.
Veghea solară
Ce-ar fi dacă fiecare fereastră a unui zgârie-nori ar putea genera energie? Aceasta este promisiunea sticlei solare, o tehnologie emergentă care face vâlvă în cercurile de design și sustenabilitate. Așa cum sună, sticla solară este un material de fereastră potrivit de transparent, dar care, de asemenea, captează energia solară și o transformă în electricitate.
Marele obstacol a fost eficiența. Celulele solare de înaltă performanță pot atinge o eficiență de 25% sau mai mare, dar menținerea transparenței înseamnă sacrificarea eficienței cu care lumina este convertită în electricitate. Dar o echipă de la Universitatea din Michigan dezvoltă un produs din sticlă solară care oferă o eficiență de 15% și care urcă în timp ce lasă să treacă 50% din lumină. Conform proiecțiilor făcute de Universitatea Michigan State din apropiere, există între 5 și 7 miliarde de metri pătrați de spațiu utilizabil pentru ferestre, suficient pentru a alimenta 40% din necesarul de energie al SUA cu un produs din sticlă solară.
Grafenul
Mai puternic decât oțelul, mai subțire decât hârtia, mai conductiv decât cuprul, grafenul este cu adevărat un material miraculos – și până de curând unul complet teoretic. Grafenul este un strat ultra-subțire de grafit care a fost descoperit pentru prima dată în 2004 la Universitatea din Manchester. În prezent, acesta face obiectul unor cercetări și speculații intense, mulți prezicând că va fi următorul, după bronz, fier, oțel și siliciu, în promulgarea evoluției culturale și tehnologice a speciei noastre.
Cu o grosime de doar un atom, grafenul este flexibil, transparent și foarte conductiv, ceea ce îl face potrivit pentru o gamă imensă de aplicații de vindecare a planetei. Acestea includ filtrarea apei, supraconductori capabili să transfere energie pe distanțe mari cu pierderi minime și utilizări fotovoltaice, pentru a numi doar câteva. Prin creșterea considerabilă a eficienței față de materialele actuale, grafenul se poate dovedi a fi o piatră de temelie în renașterea noastră ecologică.
8. Plasticul pe bază de plante
Trebuie să punem capăt materialelor plastice de unică folosință. În SUA sunt deja în curs de desfășurare inițiative pentru interzicerea sau limitarea severă a utilizării acestora. Acolo unde locuiesc eu, în Los Angeles, paiele de plastic se dau doar la cerere, iar pungile de plastic de unică folosință au dispărut din magazinele alimentare. Dar problema este adânc înrădăcinată și adânc înrădăcinată în economia noastră de consum. Locuiesc în apropierea oceanului, iar cantitatea de resturi de plastic care este vizibilă într-o zi obișnuită este devastatoare.
Plasticele pe bază de plante care se biodegradează sunt o soluție acceptabilă, deoarece ar putea, în teorie, să înlocuiască multe dintre produsele din plastic aflate deja în circulație. O companie indoneziană numită Avani Eco produce bio-plastic din manioc încă din 2014. La fel ca și carnea falsă și sticla solară, acesta ar trebui să devină un sector în plină expansiune în anii următori. Dar aveți grijă: Nu toate bioplasticele se biodegradează, iar meritul unor tehnici de producție este dezbătut. O parte din a deveni un consumator responsabil în următorul deceniu va consta în cunoașterea ciclului de viață al produselor pe care alegem să le cumpărăm, de la creație până la entropie.
Carne falsă
Dragii mei carnivori, am vești bune și vești proaste. Mai întâi cea rea: Producția de carne este absolut atroce pentru planetă. În 2017, peste 15.000 de oameni de știință din întreaga lume au semnat un Avertisment către omenire prin care solicitau, printre altele, diminuarea drastică a consumului de carne pe cap de locuitor. Una dintre probleme este utilizarea terenurilor. Producția de carne de vită se bazează pe 164 de metri pătrați de pășune la 100 de grame de carne și este una dintre principalele cauze ale defrișărilor din America Centrală și de Sud, ceea ce duce la o eliberare fără precedent de carbon în atmosferă. Organizația pentru Alimentație și Agricultură consideră că efectivele de animale sunt responsabile pentru aproximativ 14,5% din emisiile antropice de gaze cu efect de seră. Animalele folosesc, de asemenea, cantități uriașe de apă dulce, în timp ce scurgerile contaminate de la exploatările industriale de animale poluează cursurile de apă locale.
Veștile bune? Carnea falsă este în sfârșit bună. Cu adevărat bună. Companii precum Beyond Meat și Impossible Foods oferă alternative delicioase la carne, care stau ca înlocuitori destul de decenți pentru cea adevărată. La fel de mult ca și realizările tehnologice și știința alimentară avansată, adevăratul triumf al acestor companii este că au făcut carnea falsă să fie la modă din punct de vedere cultural. Acum puteți comanda burgeri fără carne la Burger King și puteți lua un taco fără carne la Del Taco.
6. Bateriile
Puterea este factorul limitativ care frânează o mulțime de tehnologii ecologice. Energia eoliană și cea solară, de exemplu, sunt capabile să genereze cantități uriașe de energie electrică, dar adoptarea acestor tehnologii a fost frânată de un neajuns major: Uneori nu este vânt sau soare. De asemenea, mașinile electrice fac progrese uriașe, dar până când autonomia va crește și timpul de încărcare va scădea, combustibilii fosili vor continua să domine.
Tehnologia actuală a bateriilor nu va fi suficientă. În primul rând, este prea scumpă. Potrivit Clean Air Task Force, pentru ca California să își atingă obiectivele ambițioase de a se alimenta doar cu energie din surse regenerabile, statul ar trebui să cheltuiască 360 de miliarde de dolari pentru sisteme de stocare a energiei. O companie numită Form Energy dezvoltă ceea ce se numește baterii apoase cu flux de sulf care vor costa între 1 și 10 dolari pe kilowatt-oră, în comparație cu costul de 200 de dolari pe kilowatt-oră al litiului. Timpii de stocare ar trebui să crească și ei, putând dura câteva luni. Soluția lui Form ar putea ajuta California să își atingă obiectivele energetice înainte de jumătatea secolului, oferind o foaie de parcurs pentru restul lumii.
Senzori de mediu
Pentru a vindeca planeta, trebuie să o măsurăm. Senzorii distribuiți sunt una dintre tehnologiile necunoscute care permit ca acest lucru să se întâmple, iar răspândirea continuă a mediului de senzori în rețea va fi una dintre tehnologiile care stau la baza aproape tuturor eforturilor de sustenabilitate imaginabile.
Vreți un exemplu? În anii 1980, coșurile de fum mai înalte au ajutat la reducerea poluării locale a aerului pe coasta de est. Problema era că coșurile de fum erau corelate cu o rată mai mare de ploi acide, ceea ce ducea la o defrișare vastă. Cum s-a făcut legătura? Primele rețele de senzori de poluare.
Tehnologia, bineînțeles, a avansat de atunci. Senzori în rețea, mici cât o monedă de 10 cenți, monitorizează deja calitatea aerului și a apei, identificând poluanții, urmărind acidificarea și capturând date în timp real despre fenomene care sunt cruciale pentru bunăstarea noastră socială și economică. Senzorii de calitate a aerului care pot fi purtați la purtător sunt pe drum, iar rețelele de senzori localizați care monitorizează consumul de energie și apă în clădiri reduc risipa. Proliferarea în continuare a acestor senzori va avea un impact dramatic asupra modului în care trăim.
4. Rețele inteligente
Modul în care funcționează acum infrastructura noastră energetică – cunoscută colectiv sub numele de rețea – este o rămășiță tulburătoare din secolele XIX și XX. Producția de energie este încă în mare parte centralizată și distribuită în aval, ajungând în cele din urmă la utilizatorii finali. Problema este că aceste rețele sunt foarte sensibile la fluctuațiile de utilizare și de producție. Pentru a le face să funcționeze în mod fiabil, ele necesită o supraproducție de energie. Ele sunt predispuse la atacuri și tind să se bazeze pe surse de energie care emit poluare.
Rețelele inteligente sunt deja implementate în bancuri de testare în SUA și la nivel internațional. Conceptul nu este atât de mult o singură tehnologie, cât implementarea a numeroase tehnologii de energie, distribuție, rețea, automatizare și detectare pentru a proiecta o nouă rețea pentru secolul XXI. Rețelele inteligente vor permite producția locală de energie până la nivelul gospodăriilor, care poate fi reintrodusă în rețea în amonte. Tehnologia de detectare și modelele de predicție mai precise vor regla cu precizie producția de energie pentru a evita supraproducția, iar o tehnologie mai bună a bateriilor (a se vedea punctul 7 din această listă) va permite stocarea energiei din surse regenerabile. Conceptul se extinde chiar și dincolo de priza de lumină. Pe măsură ce aparatele devin mai inteligente, rețeaua ar putea începe să le semnalizeze automat oprirea pentru a economisi energie. Toate acestea ar putea însemna o schimbare uriașă în modul în care funcționează infrastructura noastră energetică. Potrivit unui studiu realizat de Electric Power Research Institute, până în 2030, tehnologiile Smart Grid ne-ar putea ajuta să reducem emisiile de carbon cu 58% față de nivelurile de acum zece ani.
3. Captarea carbonului
Există prea mult dioxid de carbon în aer, iar acesta ne încălzește planeta. Ce-ar fi dacă am putea să-l capturăm și să-l sechestrăm?
Aceasta este premisa captării și stocării carbonului (CCS), o clasă emergentă de tehnologii care sunt pregătite să joace un rol important în sănătatea planetei noastre în următoarele decenii. Potrivit Asociației CCS, tehnologiile de captare permit separarea dioxidului de carbon din gazele produse în generarea de energie electrică și în procesele industriale prin una dintre cele trei metode: captarea înainte de combustie, captarea după combustie și oxicombustie. Carbonul este transportat prin conducte și depozitat în formațiuni stâncoase la mare adâncime.
În 2017, prima instalație de captare a CO2 din lume a intrat în funcțiune în Elveția. Start-up-uri din SUA și Canada au dezvoltat propriile instalații de captare a carbonului. La scară largă, tehnologia ar putea contribui la inversarea uneia dintre cele mai alarmante tendințe de mediu ale timpului nostru.
2. Fuziunea nucleară
Soarele nostru este alimentat de fuziunea nucleelor de hidrogen, formând heliu. Timp de decenii, oamenii de știință au lucrat la exploatarea aceluiași proces pentru a crea energie terestră durabilă. Efortul este extrem de convingător din punct de vedere ecologic, deoarece reprezintă o formă de energie cu zero emisii de carbon. Spre deosebire de fisiunea nucleară, procesul care alimentează centralele nucleare actuale, fuziunea nu duce la producerea de deșeuri nucleare radioactive cu durată lungă de viață.
Problema este căldura. Pentru a genera energie pozitivă netă atunci când două particule fuzionează, reacția trebuie să aibă loc la milioane de grade Celsius, ceea ce înseamnă că orice recipient pe care îl folosiți pentru a realiza fuziunea se va topi, ei bine, se va topi. Răspunsul este de a suspenda reacția într-o plasmă plutitoare, astfel încât căldura extremă să nu atingă camera, un proces pe care cercetătorii cred că poate fi realizat cu ajutorul unor magneți de mare putere. Termenul tipic oferit pentru energia de fuziune este de 30 de ani, dar o echipă de la MIT care lucrează cu o nouă clasă de magneți crede că poate introduce energia de fuziune în rețea în doar 15 ani, ceea ce ar fi un avantaj uriaș în lupta pentru încetinirea tendinței de încălzire a planetei.
Inteligența artificială
Sigur, ne poate condamna pe toți prin orice număr de premise SF (anihilarea nucleară, eradicarea strategică a speciilor, ascensiunea roboților), dar inteligența artificială ar putea fi, de asemenea, cel mai bun pariu al nostru de a ne calcula pentru a ieși din starea gravă în care ne aflăm.
Programul AI for Earth al Microsoft este un efort în curs de desfășurare pentru a valorifica potențialul inteligenței artificiale pentru binele planetei. Programul a acordat peste 200 de granturi de cercetare echipelor care aplică tehnologiile de inteligență artificială pentru sănătatea planetară într-unul din cele patru domenii: biodiversitate, climă, apă și agricultură. Algoritmi primitivi de inteligență artificială și de învățare automată analizează în prezent suprafețele înghețate pentru a măsura schimbările în timp, ajutând cercetătorii să planteze noi păduri cu o dispunere precisă pentru a maximiza sechestrarea carbonului și permițând crearea unor sisteme de avertizare care să ajute la oprirea înfloririi distructive a algelor.
AI are un impact asupra practicilor agricole și va transforma în curând modul în care se face agricultură în țările industrializate, reducând dependența noastră de pesticide și scăzând drastic consumul de apă. IA va face ca vehiculele autonome să navigheze mai eficient, reducând poluarea aerului. Inteligența artificială este utilizată de oamenii de știință din domeniul materialelor pentru a dezvolta înlocuitori biodegradabili ai materialelor plastice și pentru a dezvolta strategii de curățare a oceanelor noastre, care primesc anual aproximativ opt milioane de tone de plastic.
Fundamental, inteligența artificială va fi piatra de temelie a eforturilor noastre viitoare de a repara daunele deja provocate planetei, în timp ce găsim soluții scalabile pentru a susține nevoile de energie, hrană și apă ale speciei noastre.
Acesta, sau va fi probabil pierderea binemeritată a speciei noastre.