ندا اظهری، خبرنگار گروه دانشگاه: میانگین دمای کره زمین در سال 2024 روی 1.5 درجه سانتی‌گراد باقی ماند که بالاتر از میزان پیش از صنعتی‌سازی بود. برآورد‌ها نشان می‌دهد که 1.3 درجه سانتی‌گراد از این گرمایش را می‌توان به فعالیت‌های انسانی نسبت داد. رویکرد‌های فعلی کاهش دما در مسیر محدود کردن گرمایش خیلی موفق عمل نکرده‌اند. در واقع، بسیاری از پیش‌بینی‌های معتبر نشان می‌دهند که سیاست‌ها و تعهدات فعلی منجر به گرمایش 3 درجه سانتی‌گرادی تا سال 2100 خواهد شد و پیامد‌های فاجعه‌باری را برای حیات کره زمین به همراه خواهد داشت. فناوری و گسترش سریع آن در مقیاس وسیع، می‌تواند نقش حیاتی در کمک به بشریت برای ساختن آینده‌ای پایدارتر، سازگاری با پیامد‌های تغییرات اقلیمی و ترمیم آسیب‌ها ایفا کند. مجمع جهانی اقتصاد، 10 راهکار فناورانه را در این گزارش مورد ارزیابی قرار داده است. این فناوری‌ها نقطه شروعی برای اقدام جمعی هستند؛ رویکرد‌هایی با پتانسیل تسریع پیشرفت، الهام‌بخش همکاری و کمک به تضمین آینده‌ای پایدار. این فناوری‌ها با نظرسنجی از متخصصان از طریق گزارش‌های 10 فناوری نوظهور برتر مجمع جهانی اقتصاد طی 13 سال تدوین شده‌اند. در تعیین این فناوری‌ها، از معیار‌های مختلفی چون تازگی (پذیرش اولیه در حال ظهور است، اما استفاده گسترده هنوز محقق نشده است)؛ تأثیر (پتانسیل واکنش قابل‌توجه به مرز‌های سیاره‌ای، با در نظر گرفتن آسیب‌های احتمالی)؛ عمق (توسعه‌یافته در چند نهاد، با علاقه گسترده و پایدار) استفاده شده است. 

1- تخمیر دقیق
راهکار تخمیر دقیق برای تولید پروتئین‌های غیرحیوانی به‌منظور تبدیل مواد غذایی، مواد و دارو‌ها مورداستفاده قرار می‌گیرد. در فرایند تخمیر دقیق، میکروب‌هایی چون مخمر، قارچ و باکتری از طریق تغییر DNA برای تولید پروتئین‌های خاص و سایر مولکول‌های هدف با ارزش بالا بهینه می‌شوند. میکروب‌های بهینه‌شده در مقیاس وسیع در مخازن فولادی به نام بیوراکتور‌ها رشد داده می‌شوند، جایی که تحت شرایط کاملاً تحت کنترل‌، مواد اولیه ساده‌ای مانند شکر را از طریق تخمیر به محصولات مفید تبدیل می‌کنند؛ این، یک فرایند میکروبی طبیعی است که مواد مغذی را تجزیه و انرژی آزاد می‌کند. پس از تخمیر، مواد موردنظر جدا و تصفیه می‌شوند. تخمیر دقیق می‌تواند انتشار گاز‌های گلخانه‌ای را 72 تا 97 درصد، مصرف آب را 81 تا 99 درصد و استفاده از زمین را تا 99 درصد کاهش دهد.

2- تولید آمونیاک سبز 
از روش تولید آمونیاک سبز برای کربن‌زدایی از کود و سوخت با روش سنتز انرژی تجدیدپذیر نیتروژن استفاده می‌شود. کشاورزی مدرن بسته به کود‌های مبتنی بر آمونیاک است؛ اما سنتز‌های معمول آمونیاک تا بیش از 2 درصد انرژی جهانی را مصرف کرده و گاز‌های گلخانه‌ای بیشتری نسبت به سایر فرایند‌های شیمیایی تولید می‌کند. اما در روش تولید آمونیاک سبز که روشی پاک‌تر محسوب می‌شود، سنتز آمونیاک با استفاده از انرژی تجدیدپذیر صورت گرفته و آمونیاکی تولید می‌کند که مصرف سوخت فسیلی را تا حد قابل‌توجهی کاهش می‌دهد. با جایگزینی مواد مربوط به سوخت فسیلی و کود‌ها، فناوری‌های آمونیاک سبز به کاهش فشار روی محدودیت‌های سیاره‌ای مرتبط با تغییرات اقلیمی، جریان‌های زیست شیمی و اسیدی شدن اقیانوس‌ها کمک می‌کنند. 

3- بازیافت مجدد و خودکار پسماند مواد غذایی
راهکار بازیافت مجدد و خودکار پسماند مواد غذایی، برای تبدیل ضایعات به منابع با مرتب‌سازی و بازیابی مبتنی بر هوش مصنوعی مورداستفاده قرار می‌گیرد. با فرایند بازیافت، فناوری‌های اتوماسیون ضایعات مواد غذایی، انتشار گاز‌های گلخانه‌ای را از محل دفن زباله‌ها کاهش می‌دهند. 95 درصد از ضایعات موادغذایی در سئول، از محل‌های دفن زباله یا سوزاندن از طریق برنامه مدیریت پسماند موادغذایی شهری با استفاده از اتوماسیون حاصل می‌شوند. پیشرفت‌هایی که در الگوریتم‌های تشخیص تصاویر و طبقه‌بندی ضایعات صورت گرفته، سیستم دسته‌بندی خودکار را برای شناسایی ضایعات موادغذایی فراهم کرده‌اند. زمانی که این فرایند به کارخانه‌های بزرگ بازیافت و پردازنده‌های کشاورزی محدود می‌شود، پیشرفت در طراحی حسگر‌ها و بهره‌وری انرژی، امکان استفاده از تسهیلات متعدد ضایعات را ایجاد می‌کند. 

4- جذب و استفاده از متان
مهار گاز‌های گلخانه‌ای فرایندی حیاتی برای کاهش گرمایش کره زمین است. در فرایند جذب و استفاده از متان، تبدیل گاز گلخانه‌ای به انرژی باارزش و فرآورده‌هایی برای تأثیر اقلیمی کوتاه‌مدت اتفاق می‌افتد. هدف از جذب و فناوری‌های استفاده از متان، ردگیری گاز گلخانه‌ای پیش از رسیدن به جو و تبدیل آن به فرآورده‌های مفید یا انرژی است. سیستم‌های جدید برای تشخیص، جمع‌آوری و تغییر کاربری متان به کاهش فشار روی مرز‌های سیاره‌ای مرتبط با تغییرات اقلیمی، کیفیت هوا و جریان‌های زیست شیمیایی کمک می‌کنند. فناوری‌های جذب متان، برای تشخیص و بازیابی گاز‌های گلخانه‌ای مورداستفاده قرار می‌گیرند. از حسگر‌های فشرده و ابزار‌های تصویربرداری ارزان‌قیمت برای این منظور استفاده می‌شود. در جذب متان، گاز محل دفن زباله و کود حاصل از دامداری‌ها به طور مداوم به برق، گرما، گاز طبیعی تجدیدپذیر تبدیل می‌شوند. 

5- بتن سبز
راهکار بتن سبز، تحول بزرگی در ساخت‌وساز به‌منظور کاهش انتشار گاز‌های گلخانه‌ای محسوب می‌شود، که محدود به کربن و حفاظت از منابع است. فناوری‌های جدید بتن سبز فاقد سیمان، با حذف کامل سیمان «پرتلند» (نوعی سیمان هیدرولیک) و به‌جای آن، استفاده از چسب‌های مشتق‌شده از محصولات جانبی صنعتی یا زباله‌های ساختمانی و تخریب (CDW)، یک جایگزین مناسب را ارائه می‌دهند. برخی از این فناوری‌ها همچنین امکان معدنی شدن CO2 را در طول عمل‌آوری فراهم می‌کنند، جایی که CO2 به طور فعال وارد ماتریس بتن شده و در آن ذخیره می‌شود. این فرایند نه‌تنها انتشار گاز‌های گلخانه‌ای ناشی از تولید سیمان سنتی را از بین می‌برد، بلکه یک مسیر ذخیره‌سازی دائمی برای CO2 جذب‌شده نیز ایجاد می‌کند. 

6- شارژ دو‌جهته نسل آینده
راهکار فناورانه شارژ دو‌جهته نسل آینده برای تبدیل انرژی ذخیره‌شده باتری به منابع انرژی انعطاف‌پذیر و تجدیدپذیر به کار می‌رود. با پیشرفت مداوم فناوری باتری، انرژی ذخیره شده به‌عنوان یک دارایی بالقوه برای تأمین انرژی خانه‌ها، ساختمان‌ها و حتی شبکه‌های برق شهری و دورافتاده در حال ظهور است. شارژ دوطرفه به برق امکان می‌دهد تا هم به داخل و هم به خارج از باتری‌ها منتقل شود. این امر امکان هدایت مجدد انرژی ذخیره‌شده را براساس نیاز مصرف فراهم می‌کند. نوآوری‌ها در این فناوری‌ها قادرند از یک سیستم انرژی پاک‌تر و انعطاف‌پذیرتر پشتیبانی کرده و از حرکت به سمت انتشار گاز‌های گلخانه‌ای صفر خالص و کاهش فشار بر مرز‌های سیاره‌ای مربوط به تغییرات اقلیمی، جریان‌های زیست شیمیایی و موجودیت‌های جدید مانند آلودگی هوا و سمیت محیطی حمایت کند. 

7- مشاهده زمینی خاص و به‌موقع
راهکار مشاهده زمینی خاص و به‌موقع - از مدار گرفته تا محل – به ردیابی تغییرات هم‌زمان با وقوع آن‌ها می‌پردازد. تحولات زیست‌محیطی از قبیل وقوع سیلاب‌ها، خشکسالی و نابودی جنگل‌ها، سرعت بیشتری به خود گرفته‌اند به‌طوری‌که وقوع آن‌ها بسیار سریع‌تر از رهگیری آن‌ها اتفاق می‌افتد. موج جدیدی از ابزار‌های مشاهده زمینی (EO) می‌تواند این شکاف را کم کند. سیستم‌های مشاهده زمینی، با ترکیب ماهواره، پهپاد و داده‌های زمینی با تجزیه‌وتحلیل‌های هوش مصنوعی، دیدی بر اساس مقیاس متری را برای بررسی اثرات زیست‌محیطی و انسانی ارائه می‌دهد؛ مانند بارش، رطوبت خاک و سلامت پوشش گیاهی ارائه می‌دهد. این شرایط، به طور مستقیم مرز‌های سیاره‌ای شامل تغییرات اقلیمی، تغییر سیستم زمینی، استفاده از آب آشامیدنی، یکپارچگی بیوسفر و جریان‌های زیست شیمیایی را تحت‌تأثیر قرار می‌دهد. 

8- انرژی زمین گرمایی ماژولار
راهکار انرژی زمین گرمایی ماژولار، گرما و برق تجدیدپذیر را به طور شبانه‌روزی مورد سنجش قرار می‌دهد. پیشرفت‌های صورت‌گرفته در سیستم‌های زمین گرمایی کارخانه‌ای و ماژولار و بهبود فناوری‌های حفاری، در توسعه محل و چگونگی استفاده از این انرژی مورداستفاده قرار می‌گیرند. با جایگزینی سوخت‌های فسیلی و کاهش اختلالات زمینی، مصرف آب و آلودگی، سیستم‌های زمین گرمایی ماژولار از مرز‌های کلیدی سیاره‌ای مرتبط با تغییرات اقلیمی، تغییرات سیستم‌های زمینی، مصرف آب آشامیدنی و بارگذاری آئروسل جوی حمایت می‌کنند. انرژی زمین گرمایی مرسوم به مخازن هیدروترمال طبیعی وابسته بوده و نیاز به ساخت‌وسازهای سفارشی طولانی‌مدت دارد. از نظر اجتماعی، انرژی زمین گرمایی ماژولار می‌تواند با فعال‌کردن مدیریت محلی برق، تاب‌آوری انرژی را در جوامع محروم تقویت کند. 

9- نمک‌زدایی احیاکننده
راهکار فناورانه نمک‌زدایی احیاکننده به بازیابی منابع و درنتیجه، تولید آب پاک اختصاص می‌یابد. این روش، راهکاری پایدار برای تصفیه آب به شمار می‌رود که آب را در این فرایند بازچرخانی کرده و پسماند، تقاضای انرژی و اثرات زیست‌محیطی را در مقایسه با روش‌های نمک‌زدایی سنتی کاهش می‌دهد. پروژه‌های آزمایشی در حال حاضر امکان‌سنجی بازیابی مواد ارزشمند را از آب‌نمک با شوری بالا نشان می‌دهند. روش احیاکننده نوظهور موسوم به الکترودیالیز با غشا‌های دوقطبی (EDBM) مولکول‌های آب را تجزیه می‌کند تا یون‌های هیدروژن و هیدروکسید تولید کند که سپس با یون‌های نمک ترکیب می‌شوند تا اسید‌ها و باز‌های قابل‌استفاده مانند اسید هیدروکلریک و هیدروکسید سدیم را تشکیل دهند.

10- همگرایی فناوری سلامت خاک
راهکار فناورانه همگرایی فناوری سلامت خاک، جهت بازیابی خاک از طریق حسگر‌ها، میکروب‌ها و هوش مصنوعی مورداستفاده قرار می‌گیرد. همگرایی فناوری‌های نوظهوری چون سنجش تقریبی و از راه دور، مهندسی میکروبیوم و روش‌های تشخیصی مبتنی بر هوش مصنوعی و حفظ سلامت خاک را قابل‌مشاهده و سنجش‌پذیر می‌کند. فناوری‌های سلامت خاک ممکن است هزینه‌های نهاده‌های کشاورزان را کاهش داده و عملکرد محصولات را بهبود بخشند، درحالی‌که نقش‌های جدیدی در تجزیه‌وتحلیل‌های زیست‌محیطی، زراعت دیجیتال و توسعه محصولات میکروبی ایجاد می‌کنند. فناوری‌های سنجش تقریبی، ارزیابی شیمیایی و فیزیکی را به طور مستقیم در زمین و با سرعتی بی‌سابقه و رزولوشن بالا انجام می‌دهد. داده‌های حسگر تقریبی را می‌توان در ابزار‌های پشتیبانی تصمیم‌گیری خاص مورداستفاده قرار داد که داده‌های زیستی، فیزیکی و شیمیایی را یکپارچه می‌کنند.