Fizikos ir susijusių mokslo sričių pažanga lėmė daugybę proveržių atsinaujinančios energijos technologijose, kurios savo ruožtu suteikė mums produktus, kurie šiandien pradeda keisti žmonių gyvenimus visame pasaulyje.

Ką mokslininkas veikia laboratorijoje – nuo idėjos iki naujos saulės elemento ar vėjo turbinos mentės konstrukcijos sukūrimo? Kaip mokslininkai taiko fiziką, įskaitant kvantinę ir kietojo kūno fiziką, medžiagų mokslą, biofiziką, polimerų mokslą, aerodinamiką, termodinamiką, superlaidumą ir optiką?

Nors vėjo malūnai egzistuoja jau šimtmečius, o saulė šildo pastatus daugelyje pasaulio vietų jau ištisas kartas, šios technologijos šoktelėjo į priekį prasidėjus moksliniams proveržiams 1950-aisiais ir 1960-aisiais. Fotovoltika – saulės šviesos pavertimas elektra – pirmąjį postūmį gavo iš ankstyvųjų palydovų ir kosmoso programos. Fizikos ir pažangių medžiagų dėka saulės energijos kaina per pastaruosius du dešimtmečius sumažėjo 100 kartų. Saulės baterijos ateinančiame amžiuje daugelyje pasaulio vietų užtikrins švarią ir patikimą energiją, kaip ir vėjo energija.

Aerodinamikos supratimas, kurį paspartino aviacijos pramonė, suteikė mums oro srauto profilius, leidžiančius šiuolaikinių vėjo turbinų gaminamą elektrą padaryti beveik konkurencingą su iškastinio kuro energija.

Turime išnešti fiziką iš laboratorijos į savo namus. Kokie atsinaujinančios energijos produktai šiandien naudojami pramonėje ir vartotojų tarpe?

Saulės elementų stogai; plonų sluoksnių saulės elementai ir panelės su rekordiniais naudingumo rodikliais; saulės sienos (perpučiami saulės kolektoriai); autonominės saulės energijos sistemos namams ir verslui; didelės apimties fotovoltinės sistemos, aprūpinančios tūkstančius vartotojų; mažos, vieno pastato vėjo turbinos ir didžiulės, pramoninės vėjo jėgainės, diegiamos vėjo jėgainių parkuose visoje šalyje.

Kokie šiandien laboratorijose vykdomi tyrimai suteiks mums naujos kartos atsinaujinančios energijos produktus ir sistemas?

Vandenilio gamyba ir saugojimas; kuro elementai; termofotovoltika – elektros gamyba naudojant šilumą vietoj saulės šviesos ir pažangios vėjo turbinos.

Kokį vaidmenį gali atlikti fizika ir kitos mokslo disciplinos kuriant švarios energijos technologijas, kurios padės spręsti rimtas aplinkosaugos problemas, tokias kaip pasaulinis klimato kaitos ir oro taršos klausimai?

Linijinė ekonomika yra išteklius švaistantis modelis: daug vertingų medžiagų „prarandama“ sąvartynuose, o pagaminti produktai nuolat yra nepakankamai išnaudojami.

Atliekų tvarkymas (AT) kelia iššūkių viešosioms institucijoms dėl didėjančio atliekų kiekio augant miestų populiacijai, ekonominės naštos savivaldybių biudžetui ir neišvengiamai aplinkai bei vietos gyventojams daromos žalos.

Priešingai nei linijinė ekonomika, žiedinė ekonomika siekia atskirti augimą nuo ribotų išteklių vartojimo ir yra atkuriamoji bei regeneracinė pagal savo prigimtį.

Perėjimas prie žiedinės ekonomikos yra sudėtingas, nes tik 9 procentai pasaulio ekonomikos prekių ir produktų vienaip ar kitaip grįžta į apytaką. Toks daugiadisciplininis ir daugiasluoksnis procesas iš esmės reikalauja įrodymais pagrįstos ir moksliškai patikimos informacijos apie galimas priimamų sprendimų pasekmes.

Kartu su pramonės augimu, didėjančiu gyventojų skaičiumi, sparčia urbanizacija ir gerėjančiu bendruomenės gyvenimo lygiu, per pastaruosius dešimtmečius Europos Sąjungoje (ES) buvo iššvaistytas milžiniškas kiekis medžiagų. ES statistika rodo, kad 2014 m. buvo sugeneruota iki 2,6 mlrd. tonų atliekų (pagal Direktyvą 2008/98/EB), iš kurių daugiausia kilo iš ekonominės veiklos, tokios kaip statyba (34,7 %), kasyba (28,2 %) ir gamyba (10,2 %), o namų ūkiai sudarė 8,3 %. Vartojimo įpročiai, ekonominė gerovė kartu su prognozuojamu gyventojų skaičiaus augimu greičiausiai lems didesnį komunalinių atliekų kiekį artimiausioje ateityje. Apskritai, atliekų susidarymas rodo ribotą gebėjimą efektyviai naudoti pirminius išteklius. Linijinė ekonomika yra pagrindinis struktūrinis modelis, kuris remiasi žaliavų išgavimu ir jų perdirbimu į produktus bei galimus šalutinius produktus, kurie po naudojimo laikomi atliekomis ir dažniausiai šalinami sąvartynuose ar sąvartynuose. Anksčiau šis modelis buvo laikomas sėkmingu ir efektyviu požiūriu,