Existe una profunda relación entre la ingeniería ambiental y las nuevas tecnologías energéticas, que están estrechamente coordinadas y impulsadas por mutuamente, y juntas constituyen la solución central para los desafíos ambientales globales (especialmente el cambio climático y el control de la contaminación). Su relación se refleja principalmente en los siguientes aspectos:
1. Consistencia de objetivos: resolución de la contaminación y las emisiones de carbono
El objetivo central de la ingeniería ambiental es proteger el medio ambiente, incluido el control del aire, el agua y la contaminación del suelo, la gestión de los desechos y la reparación de ecosistemas dañados. La industria y el transporte tradicionales son fuentes importantes de estas contaminaciones.
El objetivo central de las nuevas tecnologías energéticas (energía solar, energía eólica, energía hidroeléctrica, energía geotérmica, energía de biomasa, energía de hidrógeno, etc.) es proporcionar energía limpia, baja en carbono o incluso de carbono cero, reemplazar los combustibles fósiles (carbón, el petróleo, el gas natural) y reducir las emisiones de gases de efecto invernadero (especialmente el CO2) y los principales contaminantes de aire de aire como los óxidos de los sulfuros, los óxidos de nitrógeno y los partidos de partidos de la fuente.
2. Aplicación directa: nueva energía como "fuente de energía limpia" para la gobernanza ambiental
Suministro para las instalaciones de control de la contaminación: las instalaciones de ingeniería ambiental, como las plantas de tratamiento de aguas residuales, las plantas/vertederos de incineración de basura, y las instalaciones de purificación de aire son consumidores de grandes energía. El uso de una nueva energía (como la energía fotovoltaica y eólica en el área de la fábrica) para alimentarlas puede reducir significativamente las emisiones de carbono indirectas y los impactos ambientales durante la operación de estas instalaciones, y lograr "control de la contaminación con energía limpia".
Vehículos/equipos de ingeniería ambiental electrificada: los vehículos y equipos especializados de ingeniería ambiental, como camiones de basura, rociadores, barredoras de carreteras, vehículos de mantenimiento de ingeniería y barcos de monitoreo, se han basado tradicionalmente en motores diesel y son fuentes de contaminación y ruido móviles en las ciudades. Electrificarlos (o usar celdas de combustible de hidrógeno) para eliminar directamente las emisiones de gases de la cola y reducir significativamente el ruido es una ruta clave para que el campo de ingeniería ambiental logre operaciones verdes. Las nuevas tecnologías energéticas proporcionan energía limpia para los equipos de ingeniería ambiental.
Monitoreo y gobernanza ambiental remoto/fuera de la red: estaciones de monitoreo ambiental, pequeñas instalaciones de tratamiento de aguas residuales o equipos de restauración ecológica desplegados en áreas remotas, reservas de naturaleza, cuerpos de agua o áreas fuera de la red, nueva energía (como energía solar + almacenamiento de energía, pequeña energía eólica) es a menudo la forma más económica, más confiable o incluso la única forma de suministrar energía.
3. Sinergia: la ingeniería ambiental apoya el desarrollo sostenible de la nueva energía
Gestión del ciclo de vida de nuevos equipos de energía: los paneles solares, las cuchillas de la turbina eólica, las baterías de almacenamiento de energía y otros nuevos equipos de energía generarán desechos específicos al final de su vida. La ingeniería ambiental (especialmente el tratamiento de residuos sólidos y la tecnología de recuperación de recursos) es esencial para la recuperación segura, el tratamiento inofensivo y el reciclaje de materiales valiosos de estos equipos, asegurando el "circuito verde cerrado" de la nueva industria energética y evitar nuevos problemas ambientales (como la contaminación de metales pesados y la acumulación de materiales difíciles de hacer degradarse).
Recuperación de recursos para nueva energía: la tecnología de recursos de residuos en ingeniería ambiental puede convertir los desechos en nuevas materias primas de energía. Por ejemplo:
Los desechos orgánicos (desechos de cocina, desechos agrícolas y forestales, lodo) producen biogás (biometano) a través de la digestión anaerobia.
Los desechos específicos se refinan para la producción de biocombustibles.
El reciclaje de la batería de residuos extrae metales clave como el litio, el cobalto y el níquel para la fabricación de baterías nuevas.
Reducción de la huella ambiental del nuevo desarrollo energético: el desarrollo de nuevos proyectos de energía a gran escala (como parques eólicos, estaciones de energía fotovoltaica y estaciones hidroeléctricas) puede involucrar problemas como el uso de la tierra y el impacto ecológico. La ingeniería ambiental ayuda a planificar e implementar nuevos proyectos energéticos a través de la evaluación del impacto ambiental, la tecnología de restauración ecológica, las medidas de conservación del suelo y el agua, etc., para minimizar su impacto negativo en el medio ambiente.
4. Promover conjuntamente el cambio sistémico: construir una economía circular y un sistema ambiental inteligente
Integración del sistema de energía-medio ambiente: tecnologías como redes inteligentes, sistemas de energía distribuida y plataformas integradas de gestión de energía vinculan nuevas producción de energía, almacenamiento de energía y utilización eficiente con el monitoreo ambiental y las instalaciones de control de la contaminación para lograr una integración óptima del flujo de energía, el flujo de materiales y el flujo de información, y mejorar la eficiencia de los recursos y la calidad ambiental de toda la ciudad o región.
El papel puente de la energía de hidrógeno: el uso de energía nueva (como la energía eólica excedente y los fotovoltaicos) para electrolizar el agua para producir "hidrógeno verde" no es solo un importante portador de energía limpia, sino que también puede usarse para:
Descarbonización industrial: reemplace los combustibles fósiles en industrias de alta emisión, como el acero y los productos químicos.
Descarbonización de transporte: vehículos con celdas de combustible.
Almacenamiento y conversión de energía: resuelva el problema intermitente de la energía renovable.
Aplicaciones ambientales: el hidrógeno en sí se puede utilizar como agente reductor en ciertos procesos de control de la contaminación (como suplementar la desnitrificación del gas de combustión).
Captura, utilización y almacenamiento de carbono: aunque las CCU en sí no es una nueva tecnología energética, está estrechamente integrada con la ingeniería ambiental (especialmente el control de la contaminación del gas y la ingeniería geológica) y es un medio importante para tratar ciertas emisiones de carbono inevitables (como las emisiones de procesos industriales) y ganar tiempo de transición para que la nueva energía reemplace completamente los combustibles fósiles. Algunas rutas técnicas de CCUS requieren un impulso de energía, y la nueva energía puede proporcionarle una potencia baja en carbono.
Resumen:
La ingeniería ambiental y las nuevas tecnologías energéticas son "alas" complementarias e indispensables:
La nueva tecnología energética proporciona a la ingeniería ambiental armas para la reducción de emisiones de la fuente (reemplazo de energía contaminante) y energía para operación limpia (impulsando las instalaciones y equipos de protección ambiental).
La ingeniería ambiental proporciona garantías para el desarrollo sostenible de nuevas tecnologías energéticas (tratando sus desechos y reduciendo el impacto ambiental de su desarrollo) y expande sus escenarios de aplicación (aplicados directamente en el campo de la gobernanza ambiental), al tiempo que proporciona materias primas suplementarias para nuevas energía a través del reciclaje de recursos.
Su profunda integración (como los vehículos de ingeniería ambiental impulsados por la nueva energía, las plantas de tratamiento de aguas residuales impulsadas por el poder fotovoltaico y el biogás producido en función de los desechos) es la fuerza impulsora central para promover la transformación de la economía y la sociedad hacia las direcciones verdes, bajas, de carbono, circulares y sostenibles, y está comprometida conjuntamente para lograr los objetivos de "carbono dual" y construir una tierra hermosa.
