Closing the low-carbon material loop using a dynamic whole system approach

گذار به سیستم های انرژی و حمل و نقل کم کربن نیاز به بی سابقه ای از فن آوری های زیربنایی جدید، حاوی مقادیر قابل توجه مواد اولیه حیاتی است. بسیاری از این فن آوری ها بر اساس فن آوری های عمومی هدف قرار می گیرند، مانند آهنرباهای دائمی و موتورهای الکتریکی، که در سراسر سیستم های زیربنایی متفاوت هستند. ابتکارات اقتصادی مدرن که هدف آن ایجاد بهترین شیوه های مدیریت منابع می تواند از این مشترکات تکنولوژیکی از طریق استفاده مجدد و بازسازی اجزای فن آوری در سراسر سیستم های زیربنایی بهره برداری کند. در این مقاله، ما از اجرای چنین فرآیندهای در حال گذار به تولید و حمل و نقل انرژی کم کربن در جزیره وایت انگلستان، تحلیل می کنیم. ما دو سناریو را با استفاده از فن آوری های مختلف انرژی تجدید پذیر مدل سازی می کنیم، با استفاده مجدد از باتری های لیتیوم یونی از وسایل الکتریکی برای ذخیره سازی شبکه متصل به شبکه. تجزیه و تحلیل تمام سیستم که در نظر گرفته شده است زیرساخت های برق و حمل و نقل نشان می دهد که انتخاب بهینه فن آوری های تجدید پذیر می تواند به فرصت های استفاده مجدد از مواد و بازیافت مواد بین سیستم های مختلف زیرساخت بستگی دارد. حمل و نقل مبتنی بر سوخت هیدروژن، استفاده از پلاتین را از مبدل های کاتالیست منسوخ می کند، در حالیکه باتری های لیتیوم یونی می توانند برای ذخیره سازی متصل به شبکه استفاده مجدد شوند، زمانی که دیگر در وسایل نقلیه مفید نیستند. بین بهره وری از استفاده مجدد از فن آوری وجود دارد، که تا سال 2033 به طور کامل نیاز به فن آوری های جدید برای ذخیره سازی متصل به شبکه را از بین می برد و انعطاف پذیری بالاتر از طریق بازیافت در سطح مواد؛ کاهش میزان مصرف اولیه برای لیتیوم در سال 2033 به میزان 51٪ در مقایسه با 30٪ با استفاده مجدد از باتری. این تجزیه و تحلیل ارزش یک روش شناسی را نشان می دهد که نمایه های دقیق فن آوری ها و اجزای آن را با یک رویکرد سیستمیک که شامل چندین سیستم زیربنایی مرتبط با یکدیگر است، ترکیب می کند.