Can a Simple Brick Be the Next Great Battery? | John O'Donnell | TED

المترجم: gaith Takrity المدقّق: Mohamed Salem

I get a deep sense of hope when I look at this brick.

ينتابني شعور عميق بالأمل عندما أنظر إلى هذا الطوب.

(Laughter)

(ضحك)

It's going to spend the next 50 years of its life

ستقضي الخمسين سنة القادمة من حياتها في

cutting CO2,

خفض ثاني أكسيد الكربون،

and bricks like it are going to cut 15 percent of world CO2.

وطوب مثله سيخفض 15 في المئة من ثاني أكسيد الكربون في العالم.

So let's talk about that,

لذلك دعونا نتحدث عن ذلك،

but first, we have to talk about fire.

ولكن أولاً، علينا أن نتحدث عن النار.

Fire warms us, heats our homes, cooks our food.

النار تدفئنا وتدفئ منازلنا وتطبخ طعامنا.

We also use fire to make almost everything.

نستخدم النار أيضًا لصنع كل شيء تقريبًا.

Industrial production, making stuff,

يستخدم الإنتاج الصناعي، الذي يصنع الأشياء،

uses more fossil fuel than any other part of the world economy.

وقودًا أحفوريًا أكثر من أي جزء آخر من الاقتصاد العالمي.

We burn coal, oil and gas

نحن نحرق الفحم والنفط والغاز

to make steel, calcined cement,

لصنع الفولاذ والأسمنت المكلس

cook baby food, make glass, make fabric,

وطهي أغذية الأطفال وصنع الزجاج وصنع القماش

everything.

وكل شيء.

We don't notice it in our daily lives,

لا نلاحظ ذلك في حياتنا اليومية،

but industrial energy use is the largest part of the total world economy,

ولكن استخدام الطاقة الصناعية هو الجزء الأكبر من إجمالي الاقتصاد العالمي،

and industrial heat is a quarter of world fossil-fuel use

والحرارة الصناعية هي ربع استخدام الوقود الأحفوري العالمي

and world carbon emissions.

وانبعاثات الكربون العالمية.

Let me say that again --

اسمحوا لي أن أكرر ذلك -

industrial heat is a quarter of world carbon pollution.

الحرارة الصناعية هي ربع التلوث الكربوني العالمي.

We need the stuff we make.

نحن بحاجة إلى الأشياء التي نصنعها.

We need to decarbonize our industry, not deindustrialize.

نحن بحاجة إلى إزالة الكربون من صناعتنا، وليس إزالة التصنيع.

How?

كيف؟

If we had a new kind of fire, we could decarbonize today

إذا كان لدينا نوع جديد من الحرائق، فيمكننا إزالة الكربون اليوم

and avoid the time and costs

وتجنب الوقت والتكاليف

associated with replacing our factories that run on heat.

المرتبطة باستبدال مصانعنا التي تعمل بالحرارة.

If we had clean heat ...

إذا كانت لدينا حرارة نظيفة...

we could have the stuff that we use

يمكننا الحصول على الأشياء التي نستخدمها

and we could have a giant drop in world emissions.

ويمكن أن يكون لدينا انخفاض كبير في الانبعاثات العالمية.

But for decades,

لكن لعقود من الزمن،

we've dreamed of burning hydrogen or capturing carbon to get clean heat,

كنا نحلم بحرق الهيدروجين أو التقاط الكربون للحصول على حرارة نظيفة،

but costs and challenges continue to delay their deployment.

لكن التكاليف والتحديات تستمر في تأخير نشرها.

The good news is today, there is a faster, cheaper way of doing it --

والخبر السار اليوم هو أن هناك طريقة أسرع وأرخص للقيام بذلك -

electrification.

الكهرباء.

Analysts now say that electrified industrial heat

يقول المحللون الآن أن الحرارة الصناعية المكهربة

is the next trillion-dollar market.

هي السوق التالية التي تبلغ قيمتها تريليون دولار.

I agree, they're right,

أوافق، إنهم على حق،

because the ongoing cost-dropping in wind and solar --

لأن الانخفاض المستمر في تكاليف الرياح والطاقة الشمسية -- تكاليف

power costs now are dropping

الطاقة تنخفض

to the point that wind and solar cost less than the fuels our factories burn.

الآن لدرجة أن تكلفة الرياح والطاقة الشمسية أقل من الوقود الذي تحرقه مصانعنا.

So we have the economic conditions to drive to scale.

لذلك لدينا الظروف الاقتصادية للقيادة على نطاق واسع.

We also have the capacity to build at scale.

لدينا أيضًا القدرة على البناء على نطاق واسع.

Today, we have everything we need to build wind and solar at scale

اليوم، لدينا كل ما نحتاجه لبناء طاقة الرياح والطاقة الشمسية على نطاق واسع

to repower industrial heat.

لإعادة تشغيل الحرارة الصناعية.

Yes, it's terawatts,

نعم، إنها تيراوات،

it's five times more wind and solar than is in the world today.

وهي أكثر بخمس مرات من طاقة الرياح والطاقة الشمسية مما هي في العالم اليوم.

But there is a solution.

ولكن هناك حل.

We have everything we need, except continuity.

لدينا كل ما نحتاجه، باستثناء الاستمرارية.

Right? The wind blows and the sun shines only some of the time.

أليس كذلك؟ تهب الرياح وتشرق الشمس بعض الوقت فقط.

Heavy industry needs heat all the time.

تحتاج الصناعة الثقيلة إلى الحرارة طوال الوقت.

So we need to store energy some of the time

لذلك نحتاج إلى تخزين الطاقة بعض الوقت

so we can have clean heat all the time.

حتى نتمكن من الحصول على حرارة نظيفة طوال الوقت.

How?

كيف؟

Most ways of storing electricity are too expensive or inefficient

معظم طرق تخزين الكهرباء باهظة الثمن أو غير فعالة

to use for industrial heat.

لاستخدامها في الحرارة الصناعية.

But what if we just stored heat?

ولكن ماذا لو قمنا بتخزين الحرارة فقط؟

Storing electricity as heat can be simple and really low-cost.

يمكن أن يكون تخزين الكهرباء كحرارة أمرًا بسيطًا ومنخفض التكلفة حقًا.

Teams around the world are now trying to build

تحاول الفرق في جميع أنحاء العالم الآن بناء

industrial heat batteries that store energy this way,

بطاريات حرارية صناعية تخزن الطاقة بهذه الطريقة،

using new materials, like liquid salts, liquid metals and solid carbon.

باستخدام مواد جديدة، مثل الأملاح السائلة والمعادن السائلة والكربون الصلب.

And some of these are going to work.

وبعض هذه الأشياء ستنجح.

They'll take time, time to learn if they're safe,

سيستغرقون وقتًا ووقتًا لمعرفة ما إذا كانوا آمنين،

time to learn how long they last,

ووقتًا لمعرفة المدة التي يستمرون

time to learn how to make a lot of something new.

فيها، ووقتًا لتعلم كيفية صنع الكثير من الأشياء الجديدة.

My colleagues at Rondo found a way to save time,

وجد زملائي في “روندو” طريقة لتوفير الوقت،

to go faster,

والتقدم بشكل أسرع،

by using old materials that the world already makes in volume.

باستخدام المواد القديمة التي يصنعها العالم بالفعل من حيث الحجم.

What were they?

ماذا كانوا؟

Here's a hint -- one of them was brick.

وإليك تلميح -- أحدهم كان بريك.

The other was iron wire.

كان الآخر عبارة عن سلك حديدي.

Why brick?

لماذا بريك؟

200 years ago, the steel industry introduced a coal-saving technology.

قبل 200 عام، أدخلت صناعة الصلب تقنية توفير الفحم.

They started building blast stoves that store heat at thousands of degrees

بدأوا في بناء مواقد التفجير التي تخزن الحرارة بآلاف الدرجات

in thousands of tons of brick.

في آلاف الأطنان من الطوب.

Brick is basically made from dirt,

الطوب مصنوع أساسًا من الأوساخ،

and dirt is available at scale.

والأوساخ متوفرة على نطاق واسع.

(Laughter)

(ضحك)

When it's red-hot,

عندما يكون الجو حارًا، يخزن الطوب

a brick stores as much energy as a lithium-ion battery, per pound,

قدرًا من الطاقة مثل بطارية الليثيوم أيون، لكل رطل،

costs ten times less, lasts ten times longer.

بتكلفة أقل بعشر مرات، وتدوم عشر مرات أطول.

Half a million tons of brick

يقوم نصف مليون طن

are storing heat at steel mills around the world, right now.

من الطوب بتخزين الحرارة في مصانع الصلب حول العالم، في الوقت الحالي.

Iron wire?

سلك حديدي؟

A hundred years ago, a new alloy for heating elements,

منذ مائة عام، تم اختراع سبيكة جديدة لعناصر التسخين،

from toasters to industrial furnaces,

من المحامص إلى الأفران الصناعية.

was invented.

It is made only of iron with a little chromium and aluminum.

إنها مصنوعة فقط من الحديد مع القليل من الكروم والألمنيوم.

Today, that heating element is on your kitchen counter

اليوم، يوجد عنصر التسخين هذا على منضدة مطبخك

and in industrial furnaces and kilns around the world.

وفي الأفران والأفران الصناعية حول العالم.

Combining brick and wire could be really cost-effective.

يمكن أن يكون الجمع بين الطوب والأسلاك فعالًا من حيث التكلفة حقًا.

We would know how to make a lot of it right away,

سنعرف كيف نحقق الكثير منها على الفور،

but there are some challenges.

ولكن هناك بعض التحديات.

If you overheat a brick on one side, if you don't heat it evenly,

إذا قمت بتسخين الطوب على جانب واحد، وإذا لم تقم بتسخينه بالتساوي،

it can crack.

فقد يتشقق.

If you overheat just one spot on a wire, the wire may fail.

في حالة ارتفاع درجة حرارة بقعة واحدة فقط على السلك، فقد يفشل السلك.

We've finally found the way to do it.

لقد وجدنا أخيرًا طريقة للقيام بذلك.

The way to combine these

كانت طريقة الجمع بين هذه العناصر

was to heat brick the way your toaster heats bread,

هي تسخين الطوب بالطريقة التي تسخن بها محمصة الخبز،

the way the sun heats the Earth with radiant heat.

والطريقة التي تسخن بها الشمس الأرض بالحرارة المشعة.

It only took us 74 design revisions to find the solution,

لم يستغرق الأمر سوى 74 مراجعة للتصميم للعثور على الحل

and hundreds of simulations.

ومئات من عمليات المحاكاة.

But the key insight -- heating brick with radiation.

لكن الفكرة الرئيسية هي تسخين الطوب بالإشعاع.

We built a 3D checkerboard of brick and open chambers.

قمنا ببناء رقعة شطرنج ثلاثية الأبعاد من الطوب والغرف المفتوحة.

The chambers let radiant heat spread the heat evenly

تسمح الغرف للحرارة المشعة بتوزيع الحرارة بالتساوي

so electricity can heat thousands of tons of brick

حتى تتمكن الكهرباء من تسخين آلاف الأطنان من الطوب

to thousands of degrees,

إلى آلاف الدرجات

safely and evenly.

بأمان وبشكل متساوٍ.

Once you've done that, now you have stored energy,

بمجرد القيام بذلك، تكون قد قمت الآن بتخزين الطاقة،

and delivering clean heat is really simple:

وأصبح توصيل الحرارة النظيفة أمرًا بسيطًا حقًا:

push air into the brick stacks,

ادفع الهواء إلى أكوام الطوب،

superheated air comes out that powers your kiln or your furnace,

ويخرج الهواء شديد السخونة الذي يمد الفرن أو الفرن بالطاقة،

or heats a boiler to make steam for your chemical plant

أو يسخن الغلاية لإنتاج البخار لمصنعك الكيميائي

or your food-production facility.

أو منشأة إنتاج الطعام الخاصة بك.

Presto, you have a heat battery:

لديك بطارية حرارية:

an industrial boiler that runs all day, all night, all year

غلاية صناعية تعمل طوال اليوم، طوال الليل، طوال العام

on the wind or the sun.

بفعل الرياح أو الشمس.

A cement kiln that burns no fuel,

فرن أسمنت لا يحرق أي وقود،

a chocolate factory with zero scope 1 and scope 2 emissions.

ومصنع شوكولاتة بدون انبعاثات من النطاق 1 والنطاق 2.

Simple, low-cost and efficient.

بسيطة ومنخفضة التكلفة وفعالة.

I brought this brick for show-and-tell.

أحضرت هذا الطوب للعرض والقول.

It's going to spend the next 50 years of its life

ستقضي الخمسين عامًا القادمة من عمرها

in a heat battery,

في بطارية حرارية،

running at thousands of degrees, over a thousand C.

تعمل بآلاف الدرجات، أكثر من ألف درجة مئوية،

When it's at temperature,

عندما تكون في درجة حرارة،

it stores more energy than a Tesla Model X.

فإنها تخزن طاقة أكثر من تسلا موديل إكس.

We put about 3,000 of those in a box to make one heat battery.

نضع حوالي 3000 منها في صندوق لصنع بطارية حرارية واحدة.

(Laughs)

(يضحك)

We didn't have spares, this is actually going into a unit.

لم يكن لدينا قطع غيار، هذا في الواقع يدخل في وحدة.

(Laughter)

(ضحك)

We are now at this very interesting point.

نحن الآن في هذه النقطة المثيرة للاهتمام.

Technology like this is simple.

تكنولوجيا مثل هذه بسيطة.

It's boring. It can go to scale fast.

إنه ممل. يمكن أن تتوسع بسرعة.

If you want to go to scale fast,

إذا كنت ترغب في التوسع بسرعة،

it's good to be boring,

فمن الجيد أن تشعر بالملل،

to use these simple processes.

لاستخدام هذه العمليات البسيطة.

There is a valley of death that everyone talks about,

هناك وادي الموت الذي يتحدث عنه الجميع،

about new technologies,

عن التقنيات الجديدة،

between new technologies where high capital costs

بين التقنيات الجديدة حيث يمكن لتكاليف رأس المال المرتفعة

can absorb uncertainty,

أن تمتص عدم اليقين،

and low capital costs, huge infrastructure,

وتكاليف رأس المال المنخفضة، والبنية التحتية الضخمة،

needs certainty.

تحتاج إلى اليقين.

New and boring is a really strange combination,

الجديد والممل هو مزيج غريب حقًا،

but it's an excellent recipe for going fast.

لكنه وصفة ممتازة للعمل بسرعة.

Leading climate-investment funds, industrial producers

اتفق المنتجون الصناعيون الرائدون في صناديق الاستثمار المناخي

agreed that our kind of boring is a good idea,

على أن هذا النوع من الملل فكرة جيدة،

and have helped us build a great team to build big and go fast.

وساعدونا في بناء فريق رائع للبناء بشكل كبير والمضي قدمًا بسرعة.

Today, Rondo is supplying heat for low-carbon fuel production

اليوم، تقوم شركة روندو بتوفير الحرارة لإنتاج الوقود منخفض الكربون

and developing projects around the world

وتطوير المشاريع في جميع أنحاء العالم

that will produce food, chemicals, metals and cement.

لإنتاج المواد الغذائية والكيماويات والمعادن والأسمنت.

We are producing bricks at gigawatt scale

نحن ننتج الطوب على نطاق جيجاوات

and growing that production, over the next few years, a hundredfold.

ونزيد هذا الإنتاج، على مدى السنوات القليلة المقبلة، مائة ضعف.

So we're at the beginning of a rapid ramp.

لذلك نحن في بداية منحدر سريع.

Tackling our climate crisis needs our will,

تحتاج معالجة أزمة المناخ إلى إرادتنا،

but it also needs tools to build big, new energy infrastructure fast.

ولكنها تحتاج أيضًا إلى أدوات لبناء بنية تحتية كبيرة وجديدة للطاقة بسرعة.

This is one of those tools.

هذه واحدة من تلك الأدوات.

It's a six-gigaton tool.

إنها أداة بحجم ستة جيجا طن.

Analysts say the fully decarbonized world

يقول المحللون إن العالم الخالي من الكربون بالكامل

needs twice as much heat-battery storage as grid-battery storage.

يحتاج ضعف كمية تخزين البطاريات الحرارية مثل تخزين بطارية الشبكة.

Heat batteries powered by the wind and sun

إن البطاريات الحرارية التي تعمل بالرياح والشمس

will lower, not raise, the cost of making the things we need

ستخفض، ولن ترفع، تكلفة صنع الأشياء التي نحتاجها

in the decarbonized world.

في العالم الخالي من الكربون.

This new kind of fire will power a safer, more prosperous,

هذا النوع الجديد من النار سيوفر الطاقة لعالم أكثر أمانًا وازدهارًا

more just world for our children and their children.

وعدلاً لأطفالنا وأطفالهم.

Our challenge, Rondo's great opportunity,

يتمثل التحدي الذي نواجهه،

is to build at scale to repower the world's industries,

وهو فرصة روندو العظيمة، في البناء على نطاق واسع لإعادة تشغيل الصناعات العالمية،

and save 15 percent of world CO2 emissions.

وتوفير 15 في المائة من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون العالمية.

And with your help,

وبمساعدتكم،

we can get that done in 15 years.

يمكننا إنجاز ذلك في غضون 15 عامًا.

That's why I have hope, and I hope you do, too.

لهذا السبب لدي أمل، وآمل أن تفعل ذلك أيضًا.

(Applause)

(تصفيق)

Thank you.

شكرًا لكم.

(Cheers and applause)

(هتافات وتصفيق)