19 lý do khiến tảo có thể trở thành công nghệ xây dựng bền vững tiềm năng của tương lai
Điều gì có thể là điểm chung giữa một nhà sinh vật biển, kiến trúc sư và nhà khảo sát xây dựng? Câu trả lời chính là tảo.
Sinh khối, nhiên liệu sinh học và các tòa nhà
Các nhà công nghệ sinh học đang điều tra nhiên liệu sinh học thay thế nhiên liệu hóa thạch. Ngô, đậu tương và mía sản xuất nhiều loại nhiên liệu sinh học; tuy nhiên, dễ dàng dẫn tới sự khan hiếm nước, phá rừng và các khu đất lớn được sử dụng. Một biện pháp khác nữa là vi tảo.
Chúng ta cần thiết kế và xây dựng lại môi trường xây dựng của mình để thúc đẩy nền kinh tế, sử dụng các nhiên liệu thay thế cho nhiên liệu hóa thạch. Trọng tâm hiện tại là gió, năng lượng mặt trời và địa nhiệt, tuy nhiên một trong những căn hộ của Hamburg sử dụng tảo để sưởi ấm và cung cấp nước nóng. Liệu chăng tảo có thể là công nghệ xây dựng bền vững tiếp theo? Nó có thể hoạt động ở Úc không? Một nhóm nghiên cứu đa ngành tại UTS thuộc Khoa Khoa học và Kiến trúc và Xây dựng đã khám phá những câu hỏi này trong một nghiên cứu khả thi với các bên liên quan đến sở hữu bất động sản từ NSW. Và họ đã tìm thấy 19 lý do tại sao tảo có thể là công nghệ xây dựng bền vững tiếp theo.
Trong năm 2013, năng lượng tái tạo chiếm 22% tổng sản lượng năng lượng toàn cầu, mặc dù việc áp dụng không đồng đều giữa các loại. Vào năm 2014, Liên minh châu Âu đã sản xuất ra 72% năng lượng tái tạo, trong khi Australia chỉ đạt 13,5%. Các nguồn năng lượng sinh học đóng góp chỉ một phần trăm cho tổng năng lượng tái tạo của Úc – có khả năng cải tiến.
Sản lượng năng lượng toàn cầu từ sinh khối đạt 88 gigawatts vào năm 2014. Với 116,1 tỷ lít nhiên liệu sinh học một mình, nó không còn là nguồn năng lượng chuyển tiếp nữa. Lộ trình Năng lượng Năng lượng của Hội đồng Năng lượng sạch đề xuất đến năm 2020 đóng góp của sinh khối Úc có thể là 10.624 GWh mỗi năm. Theo Hội đồng Năng lượng Sạch, tiềm năng lâu dài cho sinh khối sản xuất điện vào năm 2050 là 72.629 GWh / năm. Vì vậy carbon hấp thụ tảo có vai trò quan trọng trong việc giảm nhẹ biến đổi khí hậu trong khi cũng làm cho năng lượng.
Phân tích công nghệ sử dụng tảo trong xây dựng
Tòa nhà BIQ tại Hamburg có 200 mét vuông bioreactor quang phổ tích hợp (PBR) trong 120 tấm được lắp đặt mặt tiền sinh khối sinh khối tảo và nhiệt làm năng lượng tái tạo. Các tấm lát mặt nạ tảo cung cấp một microclimate kiểm soát nhiệt, giảm tiếng ồn và bóng động.
Sinh khối và nhiệt được vận chuyển đến một trung tâm quản lý năng lượng, nơi sinh khối được thu hoạch và nhiệt được thu hồi bằng bộ trao đổi nhiệt. Nhiệt dư thừa từ các PBRs làm nóng nước trong nhà, làm nóng nội thất tòa nhà, hoặc được lưu trữ dưới tòa nhà. Sinh khối tảo được chuyển thành khí biogas và tạo ra một tuabin vi điện kết hợp nhỏ và năng lượng, tạo ra điện và nhiệt; cung cấp khoảng 1/3 tổng lượng nhiệt cho 15 căn hộ. Ánh nắng nhiều hơn làm cho tảo phát triển nhanh hơn mà có thể làm cho nó hiệu quả hơn ở nắng Úc.
Nhiệt độ đặt ra những thách thức đối với việc áp dụng hệ thống BIQ ở những nơi nóng hơn. Nhiệt độ tăng trưởng tối đa đối với các loài tảo được sử dụng trong bảng điều khiển của Đức có thể hạn chế việc sử dụng tấm cho vùng nước mát hơn, mặc dù có thể lựa chọn tảo chịu được nhiệt độ cao hơn.
Tổng năng lượng chuyển đổi năng lượng mặt trời ở Hamburg là 56%. Các số liệu liên quan đến thời lượng của thời gian ban ngày và thời gian ánh sáng mặt trời đang ở trên các mặt tiền. So với các nguồn năng lượng tái tạo khác, năng suất PV đạt hiệu suất 12-15% và nhiệt mặt trời 60-65% khi được đặt tối ưu. Với tổng lượng năng lượng chuyển đổi của hệ thống Hamburg thấp hơn so với các tấm nước nóng năng lượng mặt trời truyền thống, mặt tiền đáp ứng sinh học của tòa nhà nhằm cung cấp năng lượng trực tiếp cho một số hệ thống dịch vụ xây dựng, cung cấp các lợi ích về năng lượng bổ sung thông qua bóng mát mùa hè cũng như sinh khối sinh khối sử dụng.
Vì vậy, tảo là công nghệ xây dựng bền vững tiếp theo? Chúng tôi đã hỏi 23 bên liên quan NSW và xem xét lại tài liệu và đưa ra 19 lý do tại sao công nghệ này có thể chỉ là công nghệ xây dựng bền vững tiếp theo:
- Sinh khối / nhiên liệu sinh học tốt cho môi trường
- Phát triển nguồn nhiên liệu khác
- Giảm lượng CO2
- Giảm lượng carbon
- Giảm phát thải khí nhà kính
- Sự chấp nhận của quần chúng có thể làm giảm hiệu ứng hòn đảo nhiệt đô thị
- Giảm tải trên cơ sở hạ tầng hiện có
- Cần chấp nhận sinh học trong môi trường xây dựng
- Có thể sản xuất vải bền vững như sản phẩm phụ
- Điểm sáng trong Green Star
- Nguồn tiềm năng của protein
- Doanh thu tiềm năng từ hóa chất công nghiệp hoặc vật liệu bền vững
- Giá trị vốn có thể tăng theo công nghệ độc nhất
- Tiết kiệm dài hạn vì chi phí nhiên liệu hóa thạch tăng lên
- Thu hút thị trường nếu công nghệ có thể cung cấp năng lượng, ánh sáng, nhiệt và mát
- Thú vị, mới và sáng tạo
- Thẩm mỹ khác nhau
- Thu hút trí óc về sinh khối và năng lượng tái tạo
- Rất trực quan tuyên bố về tính bền vững trong môi trường xây dựng
Tảo có thể trở thành một lựa chọn cho các nhà thiết kế trong tương lai để kết hợp vào xây dựng carbon-zero để mang lại sự bền vững trong môi trường xây dựng. Chúng tôi là một số cách từ mục tiêu hiện tại và cần bảng mẫu thử nghiệm để kiểm tra hiệu suất và hoạt động ở Úc.
Trong sự hợp tác giữa các nhà nghiên cứu UTS và ngành công nghiệp, kinh phí đã được tìm kiếm để thiết kế và chế tạo các tấm tảo nguyên mẫu trong khuôn viên trường UTS. Nhóm UTS đã mở rộng để bao gồm các kỹ sư của Khoa Kỹ thuật và Công nghệ Thông tin UTS và các đối tác công nghiệp là Arup, Lendlease và Steensen Varming. Mục đích là để thiết lập các mẫu nguyên mẫu vào năm 2017 để theo dõi hiệu suất và tốc độ sản xuất tại NSW, cũng như để chứng minh công nghệ và chuyển giao kiến thức cho sinh viên UTS, các học viên và công chúng.
Đổi mới bằng sự dũng cảm sẽ di chuyển cuộc tranh luận và công nghệ tiến về phía trước. Sương mù, có vẻ như, đã đi một chặng đường dài.
Nguồn: The Fifth Estate.
Tham khảo link bài gốc: 19 reasons why algae may be the next sustainable building technology
