17 tecnologías energéticas emergentes que cambiarán el mundo
A continuación se muestran las tecnologías relacionadas con la energía en tres áreas clave para acelerar el cambio: almacenamiento, redes inteligentes y generación de electricidad. El almacenamiento de energía implica formas nuevas y rentables de almacenar energía, ya sea en baterías mejoradas, como nuevos combustibles u otras formas. Una red inteligente es un conjunto de tecnologías que combina la información con la electricidad en movimiento, permitiendo una generación y un uso más eficiente de la energía. La generación de electricidad se caracteriza por tecnologías que generan energía a partir de fuentes no utilizadas y que producen energía eléctrica o combustibles de manera más eficiente a partir de fuentes que se usan en la actualidad.
Hemos incluido predicciones basadas en consultas con expertos acerca de cuándo cada tecnología será científicamente viable (el tipo de cosas que desarrollan Google, los gobiernos y las universidades), la corriente principal (cuando las VC y las nuevas empresas invierten ampliamente en ella) y financieramente viable (cuando el La tecnología está generalmente disponible en Kickstarter).
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Almacenamiento
Celdas de combustible: a diferencia de las baterías, las celdas de combustible requieren una fuente constante de combustible y oxígeno para funcionar, pero pueden producir electricidad continuamente durante el tiempo que se suministran estas entradas. De manera inherente, desplazan la necesidad de turbinas de gas natural, y se utilizan idealmente para la generación de energía estacionaria o para vehículos grandes de pasajeros como los autobuses (especialmente en futuras iteraciones de la tecnología con gran densidad energética).
Científicamente viable en 2013; mainstream en 2015; y financieramente viable en 2016.
Baterías de litio-aire: los avances en la tecnología de materiales permiten el avance de las baterías de Li-aire de alta energía que prometen una densidad de energía que rivaliza con la gasolina, ofreciendo un aumento de cinco veces en comparación con las baterías de Li-Ion tradicionales. Al utilizar oxígeno atmosférico en lugar de un oxidante interno, estas baterías podrían ampliar dramáticamente el rango del vehículo eléctrico.
Científicamente viable en 2017; corriente principal en 2018; y financieramente viable en 2020.
Almacenamiento y transporte de energía con hidrógeno: Evolución hipotética de las redes eléctricas existentes, transporte y almacenamiento de hidrógeno en lugar de electricidad. Podría usarse en combinación con varios tipos de métodos de transformación de energía, minimizando las pérdidas y maximizando la capacidad de almacenamiento.
Científicamente viable en 2019; corriente principal en 2021; Y financieramente viable en 2022.
Almacenamiento térmico: A menudo se acumula desde un colector solar activo o desde plantas combinadas de calor y energía, y se transfiere a depósitos aislados para su uso posterior en diversas aplicaciones, como calefacción de espacios, calefacción doméstica o de agua de proceso.
Científicamente viable en 2022; corriente principal en 2024; Y financieramente viable en 2027.
Red inteligente
Red inteligente de primera generación: medidores eléctricos que registran el consumo de energía eléctrica en tiempo real mientras comunican la información a la empresa de servicios públicos con fines de supervisión y facturación. Puede usarse para el equilibrio de carga remoto, como deshabilitar dispositivos no esenciales en el uso máximo
Científicamente viable en 2014; mainstream en 2015; y financieramente viable en 2016.
Generación distribuida: genera electricidad a partir de muchas fuentes de energía pequeñas en lugar de grandes instalaciones centralizadas. Las plantas de energía centralizadas ofrecen economías de escala, pero desperdician energía durante la transmisión, y son ineficientes para adaptarse rápidamente a las necesidades de la red.
Científicamente viable en 2017; corriente principal en 2021; Y financieramente viable en 2022.
Red de energía inteligente: infraestructura de energía y energía global especulativa y un conjunto de estándares que pueden usarse indistintamente. En teoría, podrían imitar las características de Internet para canalizar calor, energía, gas natural (y posiblemente hidrógeno) de fuentes locales y distantes, dependiendo de la demanda global.
Científicamente viable en 2019; General y financieramente viable en 2020.
Generación eléctrica
Turbinas de mareas: una forma de energía hidroeléctrica que convierte la energía de las mareas en electricidad. Actualmente se utiliza en pequeña escala, con el potencial de una gran expansión.
Científicamente viable en 2015; General y financieramente viable en 2017.
Motores micro stirling: generadores de energía de tamaño micrométrico que transforman la energía en carreras de compresión y expansión. Podría hipotéticamente imprimirse en 3D sobre la marcha y cubrir superficies generadoras de calor para generar energía.
Científicamente viable en 2020; corriente principal en 2026; Y financieramente viable en 2027.
Robots de posicionamiento de paneles solares: robots a pequeña escala capaces de recolocar paneles solares según las condiciones climáticas. Más eficiente que unir cada panel a ensamblajes de seguimiento motorizados.
Científicamente viable en 2014; mainstream en 2016; y financieramente viable en 2017.
Biocombustibles de segunda generación: las nuevas tecnologías de biocombustibles, como el etanol celulósico y el biodiésel de microalgas, prometen producir energía convencional compatible con el combustible a bajas o cero emisiones de gases de efecto invernadero.
Científicamente viable en 2016; mainstream en 2017; Y financieramente viable en 2021.
Vidrio transparente fotovoltaico: vidrio con células solares integradas que convierte la luz infrarroja y visible en electricidad. Esto significa que la energía de todo un edificio se puede complementar utilizando las áreas de techo y fachada.
Científicamente viable en 2017; la corriente principal en 2020; Y financieramente viable en 2021.
Biocombustibles de tercera generación: más allá de los organismos actuales, los biocombustibles de tercera generación incluyen la modificación genética de organismos para producir nuevos combustibles por medios no convencionales. Los ejemplos incluyen la producción directa de hidrógeno a partir de algas altamente eficientes y la producción de furanos densos en energía para uso automotriz.
Científicamente viable en 2022; corriente principal en 2024; Y financieramente viable en 2025.
Energía solar basada en el espacio : Recolección de energía solar en el espacio, transmitida como microondas a la superficie. Un beneficio proyectado de tal sistema es una tasa de recolección mucho mayor que la que es posible en la tierra. En el espacio, la transmisión de energía solar no se ve afectada por los efectos de filtrado de los gases atmosféricos.
Científicamente viable en 2025; corriente principal en 2027; y financieramente viable en 2028+.
Reactores micro-nucleares: una versión pequeña y sellada de un reactor nuclear (aproximadamente unas decenas de metros de longitud) que puede enviarse o trasladarse a un sitio. Actualmente capaces de proporcionar 10 MW de potencia, los planes son para una capacidad de 50 MW en un futuro próximo.
Científicamente viable en 2022; General y financieramente viable en 2023.
Fusión de confinamiento inercial (punto de equilibrio): un enfoque de la fusión que se basa en la inercia de la masa de combustible para proporcionar confinamiento. Para lograr las condiciones bajo las cuales el confinamiento inercial es suficiente para una quemadura termonuclear eficiente, una cápsula (generalmente una cubierta esférica) que contiene combustible termonuclear se comprime en un proceso de implosión a condiciones de alta densidad y temperatura.
Científicamente viable en 2013; General y financieramente viable en 2021.
Reactor de torio: el torio se puede usar como combustible en un reactor nuclear, lo que permite que se use para producir combustible nuclear en un reactor reproductor. Algunos beneficios son que el torio produce de 10 a 10,000 veces menos residuos radioactivos de larga duración y sale de la tierra como un isótopo utilizable al 100% puro, que no requiere enriquecimiento.
Científicamente viable en 2025; corriente principal en 2026; Y financieramente viable en 2027.
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