Innowacje w czasie katastrofy klimatycznej

Potrzeba nam dziś rewolucyjnych, dysruptywnych innowacji - tysięcy nakładających się większych i mniejszych ulepszeń, by doprowadzić do tego, że drogie i niszowe dziś zielone technologie stanieją i wejdą na szeroką skalę do użycia.

Tylko czy ta potrzeba przekuje się na realne działania?

W kultowym serialu z lat 80 MacGyver zmagał się z wieloma przeciwnościami i spektakularnie rozwiązywał je za pomocą sprytu oraz materiałów, które miał pod ręką. W jednym z odcinków grupa przeciwników zamknęła go w chłodni przemysłowej. Mając kilkanaście minut zanim zamarznie, wpadł na pomysł: używając (starego typu) żarówki pod sufitem, stopił nieco lodu, po czym po wyrwanej ze ściany żerdzi wlał uzyskaną wodę do zamka drzwi. Woda zamarzła, zwiększyła swoją objętość i rozsadziła zamek, uwalniając bohatera.

MacGyver mógłby tygodniami studiować fizykę, podręczniki radzenia sobie w trudnych momentach i... nic by się nie zdarzyło. Dopiero znalezienie się w podbramkowej sytuacji spowodowało, że pojawiła się iskra geniuszu. To takie problematyczne sytuacje wywołują w nas ludziach potrzebę zmian. A potrzeba jest matką wynalazku.

Aktualnie zaś jesteśmy w wielkiej potrzebie. I innowacje są jedyną szansą na poradzenie sobie z dramatyczną sytuacją.

Dlaczego?

Ostatni, sierpniowy raport IPCC - Międzyrządowego Panelu ds. Zmian Klimatu, czyli instytucji naukowej ONZ, która podsumowuje co kilka lat całą dostępną wiedzę naukową w obszarze zmian klimatycznych - nie pozostawia złudzeń:

"Jest jednoznaczne, że ludzka działalność spowodowała ogrzanie atmosfery, ziemi i oceanów. W efekcie następują szerokie i gwałtowne zmiany w atmosferze, oceanie, pokrywie lodowej i biosferze. [...] Spowodowana przez ludzi zmiana klimatu już teraz wpływa na pogodę i ekstrema klimatyczne. Dowody wskazujące, że obserwowane ekstrema takie jak fale upałów, ulewne deszcze, susze i huragany są wynikiem działalności ludzi, są niezwykle silne."

Aktualne emisje gazów cieplarnianych - przede wszystkim, ale nie tylko, CO2 ze spalania paliw kopalnych - kierują nas na ścieżkę, która doprowadzi od ogrzania planety o blisko 3°C do końca wieku. Co to znaczy? Dla Polski to fale upałów, susze i paradoksalnie powodzie, przy których te, które znamy dziś, to bułka z masłem. Natomiast dla miliardów ludzi na ziemi oznacza to konieczność migracji ze swoich miejsc zamieszkania, które po prostu przestaną być do tego zdatne. Wszyscy widzimy, jakim problemem dziś jest tych kilka tysięcy uchodźców za naszą wschodnią granicą. Trudno sobie wyobrazić, co będzie się działo, gdy u bram Europy staną dziesiątki milionów zdesperowanych Afrykanów czy mieszkańców Bliskiego Wschodu. I nie jest to scenariusz odległy. Ten proces już się zaczął i będzie narastał rok po roku wraz z ogrzewaniem się planety i walkami o kurczące się zasoby (dobrze przybliża te i inne wyzwania ten krótki filmik).

Co gorsza modele klimatyczne pokazują, że po przekroczeniu 2°C ocieplenia jest bardzo duże ryzyko, że przekroczymy próg planetarny i naturalne procesy przejmą prym. Poza tym punktem nawet całkowite wyłączenie ludzkich emisji nie zatrzyma dalszego ocieplenia do poziomów 6°C czy nawet 8°C, które czynią Ziemię kompletnie niezdatną do użytku przez Homo Sapiens. Musimy więc zrobić wszystko, żeby tego progu nie przekroczyć.

Zaś jeśli dla kogoś nie jest to argument, to może inaczej: Bruksela planuje wprowadzenie w przyszłym roku radykalnego pakietu "Fit for 55", który celuje w zredukowanie emisji gazów cieplarnianych z terenu UE o 55% (w stosunku do 1990) do roku 2030. To wpłynie na każdego obywatela i każdą firmę.

Jak?

Kluczowe jest zmniejszenie ilości gazów cieplarnianych emitowanych globalnie do atmosfery. Docelowo do zera. To arcytrudne zadanie, bo aktualnie praktycznie wszystko co robimy emituje gazy cieplarniane, gdyż 79% energii pozyskiwanej na świecie pochodzi z paliw kopalnych.

Dobra wiadomość jest taka, że już dziś istnieje wiele technologii i produktów, które są zero lub niskoemisyjne. Zła zaś to, że poza nielicznymi wyjątkami produkty te są znacznie droższe. Ta różnica w cenie, "green premium" jak nazywa ją w swojej niedawnej głośnej książce Bill Gates, skutecznie powstrzymuje ich szeroką adopcję. Bo pewnie każdy z nas chętnie używałby przyjaznych planecie produktów... gdyby nie musiał za nie więcej płacić.

Zmniejszenie green premium, a najlepiej wyzerowanie go lub uczynienie ujemnym, to zadanie dla innowatorów.

Najlepszym przykładem takiej zmiany są panele słoneczne i turbiny wiatrowe. Cena megawatogodziny prądu z tych źródeł w 2009 roku wynosiła odpowiednio 359 i 137 USD. Dziś, po 12 latach, to poniżej 40 USD, co stawia je jako najtańsze źródła energii i powoduje lawinowy przyrost farm wiatrowych i słonecznych.

Z pewnością w procesie innowacyjnym będziemy wykorzystywali technologie Przemysłu 4.0 takie jak sztuczną inteligencję czy urządzenia IoT. Jednocześnie zdajmy sobie sprawę, że dowolna ilość aplikacji i software nie spowoduje zmian w instalacjach przemysłowych, więc klasyczna mechanika, chemia czy inżynieria procesów będą odgrywały olbrzymią rolę. Prawdopodobnie równie istotne będą rozwiązania z zakresu bioinżynierii. Można oczekiwać, że wiele innowacji będzie związanych z inżynierią genetyczną, która dzięki niedawnym odkryciom takim jak metoda CRISPR czy AlphaFold jest w przełomowym momencie rozwoju.

Co?

Katalog obszarów do innowacji jest równie szeroki jak spektrum działalności ekonomicznej człowieka. Wymienię więc hasłowo tylko kilka najważniejszych obszarów.

Przechowywanie energii

Energia ze słońca i wiatru jest z natury niestabilna - w trakcie nocy czy przy bezwietrznej pogodzie prądu nie ma. Zaś w innych momentach jest go aż za dużo. Rozwiązaniem mogą być szeroko rozumiane baterie, ale aktualne technologie bateryjne są o rzędy wielkości za drogie, by zastosować je w odpowiedniej skali. Problemem jest też dostępność surowców, z których są wytwarzane. Jest tu potężne pole do innowacji i aktualnie dosłownie dziesiątki startupów i instytucji szukają Świętego Graala energetyki - taniego w produkcji i efektywnego sposobu przechowywania dużych ilości energii. Kto znajdzie to rozwiązanie, stanie się potentatem gospodarki XXI wieku.

Chłodzenie bez użycia gazów cieplarnianych

Chłodnictwo, czy to rozumiane jako lodówki do przechowywania żywności, czy też klimatyzowanie pomieszczeń, aktualnie jest po pierwsze energochłonne, ale co ważniejsze w przeważającej części używa gazów HFC. To substancje, które, jeśli dostaną się do atmosfery, są setki, a nawet tysiące razy silniejszymi gazami cieplarnianymi niż CO2. To oczywiście duży problem. Znalezienie sprytnych rozwiązań w tym obszarze i ich przeskalowanie do użytku na skalę przemysłową to wyzwanie na kolejne, coraz cieplejsze dekady.

Zeroemisyjne budynki

Niemal 28% światowych emisji pochodzi z ogrzewania/chłodzenia i zasilania miliardów budynków. Wynalazczość w zakresie budownictwa, które minimalizuje potrzebną budynkowi energię tak przy stawianiu nowych, jak i przy modernizacjach istniejących budowli, jest bardzo potrzebna. Tu jest o tyle łatwiej, że każda zaoszczędzona kilowatogodzina to także realny zysk dla właściciela budynku. Przy czym myślmy tu nie tylko o miastach bogatej Północy, ale też o domach w Indiach, Brazylii czy Afryce.

Transport

To obszar chyba najlepiej uświadomiony przez obywateli. Rewolucja związana z samochodami elektrycznymi staje się faktem. I choć nie są one bez wad, to skutecznie redukują gazy cieplarniane. Oczywiście czeka nas olbrzymia ilość innowacji związanych z przemysłem automotive tak, by pojazdy były tańsze, miały dłuższe okresy użytkowania, a przede wszystkim, by były szeroko zaadoptowane. Ale transport to również samoloty i statki - tutaj jest potężne pole do nowych rozwiązań. Tym bardziej, że to obszary, gdzie na razie nie mamy jasnej wizji tego, jak je zdekarbonizować.

Produkcja stali i cementu

Wszystko, co budujemy, wymaga tych składników. Jednocześnie dotychczas ich wytwarzanie jest immanentnie związane z emisjami CO2 - nie tylko z powodu zużywanej energii, ale przede wszystkim w związku z procesami chemicznymi zachodzącymi w trakcie produkcji. Pojawiają się pierwsze pomysły na radykalne zmiany technologiczne, by uczynić produkcję stali i cementu bezemisyjną, ale na dziś są one na etapie pierwszego samolotu braci Wright. Potrzeba było rozwoju całego przemysłu lotniczego i zastępów sprytnych konstruktorów, byśmy mogli dziś bezpiecznie latać na wakacje. Tu niezbędne jest to samo. Tylko szybciej.

Rolnictwo

Tu problemem jest hodowla bydła emitującego w procesie trawienia metan, ale, i jest to temat często omijający opinię publiczną, dużym wyzwaniem są też nawozy uwalniające tlenki azotu. Obie te substancje są silnymi gazami cieplarnianymi i ich eliminacja jest niezbędna do wyzerowania naszych emisji i powstrzymania zmian klimatycznych. Kolejne pole do wysoce skalowalnych innowacji.

Wychwyt CO2 z powietrza

Pewnie nie wszędzie uda nam się zejść do zera z emisjami. Pomysłem jest skompensowanie pozostałych emisji czynnym pozbywaniem się CO2 z atmosfery. Można to robić albo za pomocą rozwiązań biologicznych (sadzenie lasów), albo technicznych (wychwyt i wtłaczanie CO2 pod ziemię). Potrzebne są innowacje w obu tych obszarach i zaatakowanie problemu gigantycznej skali koniecznego wychwytu wobec istniejących ograniczeń np. skończonej ilości gruntu pod sadzenie lasów.

Podsumowując: jako cywilizacja mamy przed sobą naprawdę trudne dekady. Możemy z nich wyjść jedynie poturbowani, ale zupełnie realne jest, że skończymy na tarczy. Wynik zależy w dużym stopniu od tego, czy będziemy w stanie odpowiednio szybko wymyślić i wdrożyć na masową skalę nowe, bezemisyjne technologie, innowacje i wynalazki.

Kryzys klimatyczny jest jak wojna - wojny też wzbudzają nienotowaną w czasach pokoju wynalazczość. I tak jak na wojnach ktoś na tym zarobi. Jedynym sposobem, by upewnić się, że będziemy na tym "do przodu", jest wskoczenie do coraz szybszego strumienia innowacji klimatycznych. Należy myśleć w dużej skali i należy myśleć szybko! Warto przyjąć do wiadomości, że jest bardzo źle i odnajdywać swoje momenty MacGyvera. Tyko w ten sposób możemy wygrać tę rozgrywkę "o wszystko".

Konrad Klepacki, Trener i Konsultant GRUPY ODITK