via NBL and meer:reflection
Introduction
First take a step back. We have a planetary problem. Enough material to make impact. Most abundant elements on earth si, o and al. engineering in leveraging these materials. Address most efficient most emergency problem. Certain heat trap that allow us to grow and prosper, too much compared to pre Heat arrives and leaves. First of all we look on the possible solutions. (inlet vs outlet) Traditional we try to open(close) the outlet the IR radiation by trying to draw down the IR by cleaning up the atmosphere. That is a very ores(ore) process and very energy intensive. You can achieve the same effect by closing the inlet, by rejecting a portion of incoming sunlight back into space. That is the basic idea of meer:reflection. From the conceptional point of view. When we try to reject light using mirrors, it is a two dimensional engineering Problem because light reflection happens on a two dimensional plane. that is rather manageable compared to a 3-Dimensional volume of the atmosphere and the Ocean we need to sip through and filter. So this is a much bigger operation From the engineering practical point of view. First of all we look at the two possible solutions the inlet vs outlet. And to select one that is most simple conceptional and in practice. A 2d problem versus a 3D problem. And then we look to the abundance of materials we have on earth to implement such a strategy. Which is to make Glass made of Silicon and Oxygen and with a thin film of aluminum. you need only 10-100 nm Aluminum Coating to achieve 80-90% Reflectivity. To give you a idea how big this is, your cell is 10 micrometer. And the thickness you need is 100th of your cell. So by compressing a 3d problem into a2d problem we achieve significant cost and material savings. This makes meer:reflection affordable and scale able. Advantages installing Mirrors on the land an on the water. What is the best strategy to apply. Mrors are just a piece of glass you put outside in your backyard and laying horizontaly. So assume we encourage everybody to buys some mirrors nd lay them in the backyard. Which country a blessed with the highest efficiency. As expected are equatorial regions tropics are better places. But it turns out the ocean are much better. In general the reason is the amount of heat or light available for rejection is the difference what is coming down minus(!) what is absorbed by the ground or the ocean. The oceans have a very low Albedo so you intrinsically very little light is reflected away. So you have a lot of potential to reject. Enormous amount of light by putting mirrors into the ocean. But of course by a practical point of view, it is more difficult to make mirrors float in the ocean, so it is a more involved engineering challenge. But you get roughly a factor to 2-3 improvement in Cooling efficiency when the mirrors are implemented into the oceans, compared when they are laid out into someone’s backyard.
How much Surface Area do we need?
Calculations showed you need roughly 10x10ft 8x8ft square of horizontal mirror layed out in the sunny areas of low albedo to offset one ton of CO2. So that is roughly 100sqf to offset one ton of co2. Average roof space of a person will be around a couple of hundred sqft. That shows when all roofs and Backyards where covered with mirrors. We can offset only months or years and this is obviously not sufficient. While the concept works it is a transition step towards a mirror enabled energy production. So as the emissions go down we need more mirrors. (more renewable production of energy less Dimming) So we talked about horizontal mirrors, so also possible to increase the efficiency of mirrors by toting the mirrors toward angle that the sunlight is arriving. So that calculation is ongoing and could lead to a factor of 2-3 saving in space. The area to need to be covered on annual basis, assuming form the 2019 CO2 emissions rates. Would be the surface area of Bellaruse. Per Year! This area is to compensate the emissions per year. When we want something like to reduce emissions or carbon neutral.
Difference between Carbon sequestration?
Carbon sequestration is to open the outlet by removing GHG.Closing the inlet are mirrors Carbon sequestration works the best from concentrate emission sources for example coal fired power plants. When we allow to escape CO2 into the atmosphere and freely mix, the process is called entropic mixing. Basically it takes work(energy) to sort it back. It is easy to mix gas but it takes energy to reverse this process. Calculations how much energy it takes to reduce to save CO2 concentrations is more than the world consumes in primary energy per year and that is the theoretical number! Any thermodynamic engine or process is never 100% efficient and our current technology would only enable of 5% efficiency. Which means 20 years of worlds Primary Energy consumption is necessary in order to capture CO2 from the air. That is a huge problem it is even difficult to spend only one 1% of the primary energy consumption and 5 % is even harder to do any mitigation efforts. Which means we are looking into timescales of centuries if we entertain the idea of direct air capture. That is why the only efficient way to carbon capture are concentrated sources of CO2 from for example coal power plants. But the problem is once captured where do you put it. Does not seem to be likely that we ever find enough space for even one year of CO2 to store. So when it comes to carbon capture, it is possible but it is not really feasible to store it. That is why people are looking into ways to store CO2 in solid forms. by mixing it into concrete or into giant reactors to transform it into rocks to undergo a geological transformation. The problem to these schemes that they are not scale able into what is necessary, regardless to the amount invested.
CO2 Off-Set mit Solar Einstrahlungs Management(SRM)
Wieviel Watt pro Quadratmeter soll kompensiert werden:
Albedo(1 für 100%)
Empfohlene Fläche:
m²
km²
Entspricht
mal die Fläche von Österreich:
Einführung
Machen Sie zuerst einen Schritt zurück. Wir haben ein planetarisches Problem. Genug Material, um Wirkung zu erzielen. Die am häufigsten vorkommenden Elemente auf der Erde si, o und al. Engineering bei der Nutzung dieser Materialien. Beheben Sie das effizienteste Notfallproblem. Bestimmte Wärmefallen, die es uns ermöglichen, zu wachsen und zu gedeihen, zu viel im Vergleich zu vor der Hitze, kommen und gehen. Zunächst prüfen wir die möglichen Lösungen. (Einlass gegen Auslass) Traditionell versuchen wir, den Auslass der IR-Strahlung zu öffnen (zu schließen), indem wir versuchen, den IR durch Reinigen der Atmosphäre abzusenken. Das ist ein sehr Erzprozess und sehr energieintensiv. Sie können den gleichen Effekt erzielen, indem Sie den Einlass schließen und einen Teil des einfallenden Sonnenlichts zurück in den Weltraum leiten. Das ist die Grundidee von Meer: Reflexion. Aus konzeptioneller Sicht. Wenn wir versuchen, Licht mit Spiegeln abzulehnen, ist dies ein zweidimensionales technisches Problem, da die Lichtreflexion auf einer zweidimensionalen Ebene stattfindet. Das ist im Vergleich zu einem dreidimensionalen Volumen der Atmosphäre und des Ozeans, das wir durchnippen und filtern müssen, ziemlich überschaubar. Dies ist also aus technischer Sicht eine viel größere Operation. Zunächst betrachten wir die beiden möglichen Lösungen Einlass gegen Auslass. Und eine auszuwählen, die konzeptionell und in der Praxis am einfachsten ist. Ein 2d-Problem gegen ein 3D-Problem. Und dann schauen wir auf die Fülle an Materialien, die wir auf der Erde haben, um eine solche Strategie umzusetzen. Welches ist Glas aus Silizium und Sauerstoff und mit einem dünnen Film aus Aluminium zu machen. Sie benötigen nur 10-100 nm Aluminiumbeschichtung, um ein Reflexionsvermögen von 80-90% zu erreichen. Um Ihnen eine Vorstellung davon zu geben, wie groß das ist, ist Ihre Zelle 10 Mikrometer groß. Und die Dicke, die Sie benötigen, beträgt 100 Ihrer Zelle. Durch die Komprimierung eines 3D-Problems in ein 2d-Problem erzielen wir erhebliche Kosten- und Materialeinsparungen. Das macht meer: Reflexion erschwinglich und skalierbar. Vorteile Installation von Spiegeln auf dem Land und auf dem Wasser. Was ist die beste Strategie, um anzuwenden. Mrors sind nur ein Stück Glas, das Sie draußen in Ihren Garten stellen und horizontal legen. Nehmen wir also an, wir ermutigen alle, einige Spiegel zu kaufen und sie in den Hinterhof zu legen. Welches Land ist mit der höchsten Effizienz gesegnet? Wie erwartet sind äquatoriale Regionen Tropen bessere Orte. Aber es stellt sich heraus, dass der Ozean viel besser ist. Im Allgemeinen ist der Grund dafür, dass die Menge an Wärme oder Licht, die zur Abweisung zur Verfügung steht, der Unterschied ist, was herunterkommt, minus (!) Was vom Boden oder vom Ozean absorbiert wird. Die Ozeane haben eine sehr niedrige Albedo, so dass an sich nur sehr wenig Licht reflektiert wird. Sie haben also viel Potenzial, um abzulehnen. Enorme Lichtmenge durch Einsetzen von Spiegeln in den Ozean. Aus praktischer Sicht ist es natürlich schwieriger, Spiegel im Meer schweben zu lassen, daher ist dies eine größere technische Herausforderung. Wenn Sie die Spiegel in den Ozeanen einsetzen, erhalten Sie ungefähr eine 2-3-fache Verbesserung der Kühleffizienz, verglichen mit der Anordnung in einem Hinterhof.
Wie viel Oberfläche brauchen wir?
Berechnungen ergaben, dass Sie in den sonnigen Bereichen mit niedriger Albedo einen quadratischen Spiegel von etwa 10 x 10 Fuß (8 x 8 Fuß) benötigen, um eine Tonne CO2 auszugleichen. Das sind also ungefähr 10 Quadratmeter(100 sqft), um eine Tonne CO2 auszugleichen. Die durchschnittliche Dachfläche einer Person beträgt etwa ein paar hundert Quadratmeter. Das zeigt, wann alle Dächer und Hinterhöfe mit Spiegeln bedeckt waren. Wir können nur Monate oder Jahre ausgleichen und dies ist offensichtlich nicht ausreichend. Während das Konzept funktioniert, ist es ein Übergangsschritt zu einer spiegelgestützten Energieerzeugung. Wenn die Emissionen sinken, brauchen wir mehr Spiegel. (Mehr erneuerbare Energieerzeugung weniger Dimmen) Wir sprachen also über horizontale Spiegel, die auch die Effizienz von Spiegeln steigern können, indem die Spiegel in Richtung des Winkels gerichtet werden, in dem das Sonnenlicht eintrifft. Diese Berechnung ist also noch nicht abgeschlossen und kann zu einer Platzersparnis von 2-3 führen. Der Bereich, der jährlich unter Berücksichtigung der CO2-Emissionsraten für 2019 abgedeckt werden muss. Wäre die Oberfläche von Bellaruse. Pro Jahr! Dieser Bereich soll die Emissionen pro Jahr kompensieren. Wenn wir so etwas wie Emissionen reduzieren oder klimaneutral wollen.
Unterschied zwischen Kohlenstoffbindung?
Die Kohlenstoffbindung dient zum Öffnen des Auslasses durch Entfernen von GHG. Das Schließen des Einlasses erfolgt durch Spiegel. Die Kohlenstoffbindung funktioniert am besten aus Konzentratemissionsquellen, beispielsweise Kohlekraftwerken. Wenn wir CO2 in die Atmosphäre entweichen lassen und uns frei mischen, spricht man von entropischem Mischen. Grundsätzlich braucht es Arbeit (Energie), um es zurückzusortieren. Es ist leicht, Gas zu mischen, aber es braucht Energie, um diesen Prozess umzukehren. Berechnungen, wie viel Energie benötigt wird, um CO2-Konzentrationen einzusparen, sind mehr als die Welt pro Jahr an Primärenergie verbraucht, und das ist die theoretische Zahl! Jeder thermodynamische Motor oder Prozess ist niemals 100% effizient und unsere derzeitige Technologie würde nur einen Wirkungsgrad von 5% ermöglichen. Das bedeutet, dass 20 Jahre weltweiter Primärenergieverbrauch erforderlich sind, um CO2 aus der Luft zu gewinnen. Das ist ein großes Problem. Es ist sogar schwierig, nur 1% des Primärenergieverbrauchs auszugeben, und 5% sind noch schwieriger, Minderungsmaßnahmen zu ergreifen. Das heißt, wir untersuchen Zeitskalen von Jahrhunderten, wenn wir die Idee der direkten Lufterfassung verfolgen. Deshalb sind konzentrierte CO2-Quellen aus beispielsweise Kohlekraftwerken der einzig effiziente Weg zur Kohlenstoffabscheidung. Aber das Problem ist einmal erfasst, wo Sie es setzen. Es scheint nicht wahrscheinlich, dass wir jemals genug Platz finden, um auch nur ein Jahr CO2 zu speichern. Wenn es also um die Kohlenstoffabscheidung geht, ist es möglich, aber es ist nicht wirklich machbar, es zu speichern. Deshalb suchen die Menschen nach Möglichkeiten, CO2 in fester Form zu speichern. durch Mischen in Beton oder in riesige Reaktoren, um es in Gesteine umzuwandeln und eine geologische Umwandlung zu erfahren. Das Problem bei diesen Systemen ist, dass sie unabhängig vom investierten Betrag nicht in das Notwendige skaliert werden können.
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Hier noch ein Text zu Strahlungskühlung: Bekämpfung des Klimawandels durch Strahlungskühlung
MEER:Reflection on the COP26(http://energieblogger.at/wp-content/uploads/2020/11/video2.mp4):
