Chỗ đứng vững chắc trong tương lai của công nghệ xanh? 

Mọi người đang nói về sự bùng nổ không thể tránh khỏi, nhưng từ nơi tôi đứng, nền móng không giống bê tông mà giống cát chuyển động hơn. Giả định rằng chỉ riêng nhu cầu sẽ xây dựng được một ngành ổn định là sai lầm đầu tiên tôi thấy được lặp đi lặp lại.

Kiểm tra thực tế phần cứng

Bạn không thể thực hiện quá trình chuyển đổi năng lượng xanh nếu không có các yếu tố vật chất giữ nó lại với nhau. Tôi đang nói về những bộ phận không đẹp mắt—giá đỡ, kẹp, buộc chặt. Trang trại năng lượng mặt trời không chỉ có các tấm pin; đó là một cấu trúc cơ khí phải đối mặt với chu kỳ gió, mưa và nhiệt trong nhiều thập kỷ. Chúng tôi đã học được điều này một cách khó khăn trong một dự án ở Nevada. Thông số kỹ thuật yêu cầu phần cứng bằng thép mạ kẽm tiêu chuẩn. Trong vòng 18 tháng, vết nứt do ăn mòn ứng suất bắt đầu xuất hiện trên các thanh ray lắp đặt. Cách khắc phục? Trang bị thêm hoàn chỉnh với hợp kim chống ăn mòn cao cấp hơn, tiết kiệm ngân sách bảo trì. Đó không phải là sự thất bại của công nghệ năng lượng mặt trời; đó là lỗi của phần cứng nền tảng mà nó dựa vào.

Đây là nơi chuỗi cung ứng trở thành hiện thực. Nó không chỉ là tìm nguồn cung cấp lithium hoặc silicon thô. Đó là việc được tiếp cận với các nhà sản xuất chuyên biệt, đáng tin cậy cho những bộ phận quan trọng này. Tôi đã đến thăm các nhà máy tuyên bố phục vụ lĩnh vực năng lượng tái tạo, chỉ để nhận ra rằng việc kiểm soát chất lượng của họ không được hiệu chỉnh theo tuổi thọ 25 năm mà chúng tôi hứa hẹn với các nhà đầu tư. Biên độ dung sai là khác nhau. Các giao thức thử nghiệm cần phải tàn bạo.

Ví dụ, hãy xem xét một công ty như Công ty TNHH Sản xuất Fastener Handan Zitai. (https://www.zitaifasteners.com). Có trụ sở tại Yongnian, Hà Bắc—cơ sở sản xuất linh kiện tiêu chuẩn lớn nhất Trung Quốc—lợi thế hậu cần của họ nằm liền kề với mạng lưới đường sắt và đường cao tốc chính chính là loại chi tiết quan trọng ở quy mô lớn. Nhưng câu hỏi thực sự không phải là vị trí; vấn đề là liệu dây chuyền sản xuất của họ có thích ứng với các nhu cầu khoa học vật liệu cụ thể về việc tiếp xúc với độ ẩm liên tục của hệ thống lắp đặt năng lượng mặt trời nổi hay ứng suất rung lên vỏ bọc của tuabin gió hay không. Tôi đã xem danh mục của họ; sự chuyển đổi từ bu lông công nghiệp thông thường sang các dòng sản phẩm có chứng nhận cụ thể cho hệ thống lắp đặt quang điện (PV) là một dấu hiệu rõ ràng về sự trưởng thành của ngành hoặc ít nhất là nỗ lực bắt kịp của ngành.

Khoảng cách hội nhập

Có một sự mất kết nối nguy hiểm giữa các kỹ sư thiết kế hệ thống lưu trữ pin thế hệ tiếp theo và những người phải bắt vít nó vào nền móng. Tôi đang tham gia một buổi đánh giá thiết kế, trong đó các thông số kỹ thuật điện đều hoàn hảo, nhưng các bản vẽ giao diện cơ học lại là những ghi chú mơ hồ về cách neo thích hợp. Đủ theo tiêu chuẩn nào? Cẩm nang kỹ sư xây dựng từ năm 1995? Khoảng cách này tạo ra sự mong manh. Nó mời các đội hiện trường thực hiện các cuộc gọi của riêng họ, điều này dẫn đến sự không nhất quán, dẫn đến điểm thất bại.

Chúng tôi đã cố gắng khắc phục điều này bằng cách tạo một danh sách kiểm tra đơn giản liên ngành cho mỗi lần khởi động dự án. Nó buộc phải bắt đầu cuộc trò chuyện: Chất nền là gì? Hệ số giãn nở nhiệt của tổ hợp là gì? Quyền truy cập bảo trì là gì? Nghe có vẻ cơ bản nhưng bạn sẽ ngạc nhiên về mức độ thường xuyên những câu hỏi này không được hỏi một cách chính thức. Kết quả là có ít cuộc gọi lại hơn, rõ ràng và đơn giản hơn.

Bài học đó là công nghệ xanhđộ bền của nó mang tính hệ thống. Một điểm yếu trong tích hợp vật lý có thể làm suy yếu hiệu suất của công nghệ tiên tiến nhất. Nó giống như việc đặt một động cơ Công thức Một vào một khung xe được giữ chặt bằng những chiếc vít rẻ tiền. Ngành này cần nhiều nhà tư tưởng kết hợp hơn—những người hiểu cả tiềm năng điện hóa và độ bền cắt của mối nối bu lông.

Chi phí so với giá trị trọn đời Cận thị

Áp lực mua sắm là rất lớn, đặc biệt là với các ưu đãi của chính phủ thúc đẩy triển khai nhanh chóng. Quá trình đấu thầu thường mang lại chi phí trả trước thấp nhất. Điều này tạo ra một động lực sai trái để định giá trị của chính những thành phần đảm bảo tuổi thọ. Tôi đã đấu tranh với các nhà quản lý dự án về việc chỉ định loại hợp kim thép không gỉ đắt tiền hơn cho các khu vực ven biển. Đối số luôn là ngân sách. Lập luận phản bác của tôi là giá trị hiện tại ròng của việc thay thế toàn bộ mảng trong 10 năm so với việc vận hành nó trong 30 năm.

Sự cận thị này không chỉ là vấn đề tài chính; nó có uy tín. Khi một dự án xanh nổi tiếng thất bại sớm do sự cố cơ học, điều đó sẽ tạo ra một câu chuyện rằng toàn bộ lĩnh vực này không đáng tin cậy. Chúng ta phải bắt đầu bán trọn đời chứ không chỉ bán đợt ra mắt. Điều này có nghĩa là thay đổi cách chúng tôi viết hợp đồng, cách chúng tôi lập mô hình tài chính và cách chúng tôi giao tiếp với các bên liên quan. các tương lai của ngành phụ thuộc vào niềm tin và niềm tin được xây dựng trên những thứ không bị tan vỡ.

Có những tia sáng của sự thay đổi. Một số chủ sở hữu tài sản hiện đang yêu cầu chứng nhận của bên thứ ba đối với các thành phần kết cấu, không chỉ công nghệ chính. Họ đang yêu cầu dữ liệu kiểm tra độ mỏi cụ thể cho ứng dụng. Đó là một con đường chậm hơn, tốn kém hơn để đạt được sự đột phá, nhưng nó là con đường xây dựng một hệ thống mà bạn thực sự có thể tin tưởng trong nhiều thập kỷ.

Sự khan hiếm vật chất trên mặt đất

Người ta đã tốn rất nhiều giấy mực về các nguyên tố đất hiếm, nhưng hãy nói về đồng, nhôm và thậm chí cả thép cường độ cao. Việc triển khai năng lượng tái tạo, cơ sở hạ tầng sạc xe điện và nâng cấp lưới điện dự kiến ​​sẽ làm căng thẳng nguồn cung toàn cầu đối với các vật liệu thông thường này. Chúng tôi đã thấy giá cả không ổn định và thời gian giao hàng kéo dài. Đây không phải là một mối đe dọa xa vời; nó đang ảnh hưởng đến tiến độ dự án ngày hôm nay.

Điều này buộc phải thích ứng thực tế. Một thiết kế có thể sử dụng ít vật liệu hơn mà không ảnh hưởng đến tính toàn vẹn không? Có hợp kim có hàm lượng tái chế khả thi nào đáp ứng được thông số kỹ thuật không? Tôi đã tham gia thử nghiệm hỗn hợp nhôm mới cho các hệ thống quản lý cáp sử dụng một tỷ lệ đáng kể phế liệu hậu công nghiệp. Hiệu suất tương đương, nhưng chuỗi cung ứng có khả năng phục hồi tốt hơn. Chính những đổi mới về vật liệu không mấy hấp dẫn này sẽ mang lại một nền tảng vững chắc.

Nó cũng đẩy chúng ta quay lại những nguyên tắc cơ bản: thiết kế để tháo rời, thiết kế để sửa chữa. Nếu hệ thống lắp đặt có thể dễ dàng tháo chốt và vật liệu được phục hồi khi hết tuổi thọ, điều đó sẽ đóng vòng lặp và giảm thiểu tình trạng khan hiếm lâu dài. Đó là một nguyên tắc có vẻ hiển nhiên về mặt lý thuyết nhưng thường bị hy sinh vì tốc độ cài đặt.

Yếu tố con người trong lĩnh vực này

Cuối cùng, tất cả công nghệ này và các thành phần này đều nằm trong tay người cài đặt. Dây buộc tốt nhất trên thế giới sẽ vô dụng nếu nó bị vặn quá mức, bị vặn quá thấp hoặc được lắp đặt trên một bề mặt bị tổn hại. Khoảng cách kỹ năng trong các ngành nghề là một rủi ro hữu hình. Chúng tôi đã triển khai chương trình chứng nhận hộp công cụ trên cơ sở của mình, trong đó các đội phải chứng minh cách sử dụng cờ lê lực đúng cách và hiểu biết về phân bổ tải trọng. Sự phản kháng là ban đầu - nó được coi là làm mọi thứ chậm lại. Nhưng dữ liệu cho thấy tỷ lệ kiểm tra độ căng sau khi cài đặt không thành công đã giảm đáng kể.

Đây là thực tế nghiệt ngã của việc xây dựng một công trình bền vững công nghệ xanh hệ sinh thái. Nó không chỉ là về các phòng thí nghiệm R&D; đó là về đào tạo, hướng dẫn mà đội ngũ hiện trường thực sự đọc và tạo ra một nền văn hóa trong đó chất lượng của công việc bu-lông được tôn trọng như hiệu suất của biến tần. Tương lai không chỉ được tạo ra; nó được xây dựng, mỗi lần một kết nối.

Vậy nền móng có vững chắc không? Nó đang đạt được điều đó, nhưng chỉ khi chúng ta chú ý nhiều đến những điều then chốt—theo nghĩa đen và nghĩa bóng—như cách chúng ta chú ý đến những đột phá thu hút sự chú ý. Khả năng phục hồi của quá trình chuyển đổi sẽ được xác định không phải bởi thành phần tiên tiến nhất mà bởi liên kết vật lý yếu nhất của nó. Đó là nơi có công việc thực sự.