Trong thời đại các cuộc thảo luận rất căng thẳng về biến đổi khí hậu, sự nóng lên toàn cầu, ô nhiễm không khí, nước và đất, EU vẫn vững vàng với tư cách là người dẫn đầu và hướng tới mục tiêu rất tham vọng là (châu Âu) trở thành một lục địa trung hòa về khí hậu vào năm 2050. Mục tiêu này có vẻ rất thách thức khi nhìn vào thực trạng hiện nay và tốc độ mà những thay đổi dự kiến trên các lĩnh vực khác nhau đang diễn ra.

 

Để hạn chế sự nóng lên toàn cầu xuống dưới 2 độ C (so với mức độ tiền công nghiệp), giảm thiểu ô nhiễm và tác động tiêu cực của nó đối với đa dạng sinh học và sức khỏe con người, cần có những nỗ lực chung chưa từng có để được tận dụng hiệu quả bằng sự phát triển của các công nghệ đột phá và tích hợp các giải pháp để phá vỡ các tập quán công nghiệp và nông nghiệp hiện tại, và đề xuất các thói quen tiêu dùng mới và bền vững. Tập hợp các lĩnh vực công nghệ và đổi mới đầu tiên được xác định mang lại tiềm năng đột phá cho quá trình chuyển đổi xanh như sau.

- Sản xuất, chuyển đổi và lưu trữ năng lượng

Thu hồi, lưu trữ và chuyển đổi năng lượng cho phép tăng tính linh hoạt của các hệ thống năng lượng, đảm bảo các quy trình công nghiệp bền vững hơn, kết nối giữa các ngành và do đó góp phần vào quá trình chuyển đổi sinh thái. Sự phát triển của các giải pháp tích hợp hệ thống và đáng tin cậy chi phí thấp, hiệu quả khứ hồi cao để lưu trữ năng lượng trung hạn và dài hạn, dựa trên cách tiếp cận vòng đời và tư duy tuần hoàn và không có Nguyên liệu thô cáp thiết, là những yếu tố quan trọng cho tương lai hiệu quả và bền vững hệ thống năng lượng. Trong lĩnh vực này, các công nghệ như pin kim loại-không khí, năng lượng làm sưởi, lưu trữ năng lượng kim loại phản ứng, vòng lặp hóa học, lưu trữ phân tử, công nghệ sự sống được thiết kế và lấy cảm hứng từ sinh học được quan tâm đặc biệt. Trong lĩnh vực lưu trữ sưởi ấm / làm mát hoặc các giải pháp tích hợp tòa nhà / nhà kính, việc phát triển các vật liệu sáng tạo hoặc các giải pháp lưu trữ sáng tạo, chẳng hạn như lưu trữ dài hạn dựa trên phân tử, có vẻ đặc biệt hứa hẹn.

Lĩnh vực này dựa trên các xu hướng công nghệ mới nổi như: năng lượng dựa trên nhôm, lò phản ứng muối nóng chảy, vật liệu 2D, siêu vật liệu, vật liệu tự phục hồi, hydrogel, nhiên liệu hydro, ống nano carbon, quang điện tử, dây nano, tuabin gió trong không khí, điện tử sinh học, bóng bán dẫn graphene, hàng hải và công nghệ điện thủy triều, cửa sổ thông minh, sơn nhiệt điện, thu hồi chất dinh dưỡng trong nước thải, quang hợp nhân tạo, điện tử linh hoạt và tách nước.

- Làm mát và đông lạnh

Làm mát, làm lạnh và nhiệt lạnh đại diện cho các lĩnh vực đa ngành rất quan trọng trong một số chuỗi giá trị trải dài từ các ứng dụng y tế, trung tâm dữ liệu, công nghiệp nông sản thực phẩm, hóa chất và luyện kim. Nhu cầu làm mát có thể sẽ vượt qua nhu cầu sưởi ấm trong những năm tới và toàn bộ chuỗi cung ứng lạnh cần có thêm khả năng phục hồi và tiến bộ công nghệ đầy đủ. Các hệ thống và công nghệ làm mát và làm lạnh hiện tại đã được thiết lập rất tốt, nhưng trong những năm gần đây chưa thấy / có bất kỳ cải tiến đột phá nào. Các giải pháp tương thích thông minh để tích hợp mạng lưới điện, sưởi ấm và làm mát cũng được yêu cầu, bao gồm cơ sở hạ tầng làm mát và sưởi ấm có thể đảo ngược cho các tòa nhà hoặc quận, hoặc các giải pháp cấp điện lạnh với nhiệt thải và dòng năng lượng lạnh thu hồi từ các quy trình công nghiệp và / hoặc điều hòa không khí của các tòa nhà. Có một số lĩnh vực nghiên cứu cần có những đổi mới đột phá, chẳng hạn như sử dụng trí tuệ nhân tạo để tăng hiệu quả sử dụng năng lượng, phát triển các vật liệu bền vững tiên tiến, các giải pháp lưu trữ cơ nhiệt sáng tạo, công nghệ làm mát trung tính carbon cho các ứng dụng công nghiệp và xây dựng, các nguyên tắc làm lạnh trạng thái rắn không phát thải, các khái niệm sáng tạo cho thu hồi, sử dụng và lưu giữ cacbon (CCUS) tận dụng năng lượng lạnh.

Lĩnh vực này dựa trên các xu hướng công nghệ mới nổi như: dây nano, quang điện tử, điện tử linh hoạt, hydrogel và siêu vật liệu.