Die stadige dood van die koolstofenergie-era | Toekoms van Energie P1

Energie. Dit is soort van 'n groot ding. En tog is dit iets waaraan ons selde baie dink. Soos die internet, skrik jy net uit wanneer jy toegang daartoe verloor.

Maar in werklikheid, of dit nou in die vorm van voedsel, hitte, elektrisiteit of enige aantal van sy vele vorme kom, energie is die dryfkrag agter die opkoms van die mens. Elke keer wanneer die mensdom 'n nuwe vorm van energie (vuur, steenkool, olie en binnekort sonkrag) bemeester het, versnel vordering en die bevolking skiet die hoogte in.

Glo my nie? Kom ons draf vinnig deur die geskiedenis.

Energie en die opkoms van mense

Vroeë mense was jagter-versamelaars. Hulle het die koolhidraatenergie gegenereer wat hulle nodig gehad het om te oorleef deur hul jagtegnieke te verbeter, na nuwe gebied uit te brei, en later deur die bemeestering van die gebruik van vuur om te kook en hul gejagte vleis en versamelde plante beter te verteer. Hierdie lewenstyl het vroeë mense toegelaat om uit te brei tot 'n bevolking van ongeveer een miljoen wêreldwyd.

Later, ongeveer 7,000 7,000 vC, het mense geleer om sade te mak en te plant wat hulle in staat gestel het om oortollige koolhidrate (energie) te kweek. En deur daardie koolhidrate by diere te stoor (kuddes gedurende die somers te voer en gedurende die winters te eet), kon die mensdom genoeg energie opwek om sy nomadiese lewenstyl te beëindig. Dit het hulle in staat gestel om in groter groepe dorpe, dorpe en stede te konsentreer; en om die boustene van tegnologie en gedeelde kultuur te ontwikkel. Tussen 1700 XNUMX vC tot ongeveer XNUMX vC het die wêreldbevolking tot een biljoen gegroei.

Gedurende die 1700's het die gebruik van steenkool ontplof. In die VK is die Britte gedwing om steenkool te ontgin vir energiegebruik, as gevolg van massiewe ontbossing. Gelukkig vir die wêreldgeskiedenis het steenkool baie warmer as hout gebrand, wat nie net die noordelike nasies gehelp het om deur harde winters te leef nie, maar het hulle ook in staat gestel om die hoeveelheid metaal wat hulle geproduseer het, grootliks te vermeerder, en bowenal, brandstof vir die uitvinding van die stoomenjin. Die wêreldbevolking het tussen die 1700's en 1940 tot twee miljard gegroei.

Uiteindelik het olie (petroleum) gebeur. Terwyl dit omstreeks die 1870's op 'n beperkte basis in gebruik geneem is en tussen 1910-20's uitgebrei het met die massaproduksie van die Model T, het dit regtig na die Tweede Wêreldoorlog begin. Dit was 'n ideale vervoerbrandstof wat die binnelandse groei van motors moontlik gemaak het en die koste van internasionale handel verlaag het. Petroleum is ook omskep in goedkoop kunsmis, onkruiddoders en plaagdoders wat deels die Groen Revolusie van stapel gestuur het en wêreldhonger verminder het. Wetenskaplikes het dit gebruik om die moderne farmaseutiese industrie te vestig en 'n reeks medisyne uitgevind wat baie dodelike siektes genees het. Nyweraars het dit gebruik om 'n reeks nuwe plastiek- en klereprodukte te skep. O ja, en jy kan olie verbrand vir elektrisiteit.

In totaal het olie 'n bonanza van goedkoop energie verteenwoordig wat die mensdom in staat gestel het om 'n verskeidenheid nuwe nywerhede en kulturele vooruitgang te groei, te bou en te finansier. En tussen 1940 en 2015 het die wêreldbevolking tot meer as sewe miljard ontplof.

Energie in konteks

Wat jy sopas gelees het, was 'n vereenvoudigde weergawe van ongeveer 10,000 XNUMX jaar van menslike geskiedenis (jy is welkom), maar hopelik is die boodskap wat ek probeer oordra duidelik: wanneer ons ook al leer om 'n nuwe, goedkoper en meer oorvloedige bron te beheer van energie groei die mensdom tegnologies, ekonomies, kultureel en demografies.

Na aanleiding van hierdie gedagtegang, moet die vraag gevra word: Wat gebeur wanneer die mensdom 'n toekomstige wêreld betree gevul met byna gratis, onbeperkte en skoon hernubare energie? Hoe sal hierdie wêreld lyk? Hoe sal dit ons ekonomieë, ons kultuur, ons lewenswyse hervorm?

Hierdie toekoms (slegs twee tot drie dekades weg) is onvermydelik, maar ook een wat die mensdom nog nooit beleef het nie. Hierdie vrae en meer is wat hierdie Future of Energy-reeks sal probeer beantwoord.

Maar voordat ons kan verken hoe 'n toekoms van hernubare energie sal lyk, moet ons eers verstaan ​​hoekom ons die era van fossielbrandstowwe verlaat. En watter beter manier om dit te doen as met 'n voorbeeld waarmee ons almal bekend is, 'n bron van energie wat goedkoop, volop en uiters vuil is: steenkool.

Steenkool: 'n simptoom van ons fossielbrandstofverslawing

Dis goedkoop. Dit is maklik om te onttrek, te stuur en te verbrand. Op grond van vandag se verbruiksvlakke is daar 109 jaar se bewese reserwes onder die aarde begrawe. Die grootste afsettings is in stabiele demokrasieë, ontgin deur betroubare maatskappye met dekades se ondervinding. Die infrastruktuur (kragsentrales) is reeds in plek, waarvan die meeste nog etlike dekades sal hou voordat dit vervang moet word. Op die oog af klink steenkool na 'n goeie opsie om ons wêreld aan te dryf.

Dit het egter een nadeel: dit is vuil soos die hel.

Steenkoolkragsentrales is een van die grootste en vuilste bronne van koolstofvrystellings wat tans ons atmosfeer besoedel. Dit is hoekom steenkoolgebruik in 'n groot deel van Noord-Amerika en Europa stadig afneem - die bou van meer steenkoolkragopwekkingskapasiteit is eenvoudig nie versoenbaar met die ontwikkelde wêreld se teikens vir die vermindering van klimaatsverandering nie.

Dit gesê, steenkool is steeds een van die grootste bronne van elektrisiteit vir die VSA (teen 20 persent), die Verenigde Koninkryk (30 persent), China (70 persent), Indië (53 persent) en baie ander nasies. Selfs as ons heeltemal na hernubare energie oorgeskakel het, kan dit dekades neem om die stukkie energietert wat steenkool nou verteenwoordig, te vervang. Dit is ook hoekom die ontwikkelende wêreld so huiwerig is om sy steenkoolgebruik te stop (veral China en Indië), aangesien dit waarskynlik sou beteken dat hulle die remme op hul ekonomieë aansit en honderde miljoene terug in armoede gooi.

Dus, in plaas daarvan om bestaande steenkoolaanlegte te sluit, eksperimenteer baie regerings om dit skoner te laat werk. Dit behels 'n verskeidenheid eksperimentele tegnologieë wat wentel om die idee van koolstofopvang en -berging (CCS): verbranding van steenkool en skrop die gas van vuil koolstofvrystellings voordat dit die atmosfeer bereik.

Die stadige dood van fossielbrandstowwe

Hier is die vangs: die installering van CCS-tegnologie in bestaande steenkoolaanlegte kan tot 'n halfmiljard dollar per aanleg kos. Dit sal die elektrisiteit wat uit hierdie aanlegte opgewek word, baie duurder maak as tradisionele (vuil) steenkoolaanlegte. "Hoeveel duurder?" jy vra. Die Ekonoom berig op 'n nuwe, 5.2 miljard dollar Amerikaanse Mississippi CCS-steenkoolkragstasie, waarvan die gemiddelde koste per kilowatt $6,800 1,000 is—dit is in vergelyking met sowat $XNUMX XNUMX van 'n gasaangedrewe aanleg.

As CCS is uitgerol na al die 2300 steenkoolkragsentrales wêreldwyd, kan die koste opwaarts van 'n triljoen dollar beloop.

Op die ou end, terwyl die steenkoolbedryf se PR-span aktief die potensiaal van CCS aan die publiek bevorder, agter geslote deure, weet die bedryf dat as hulle ooit belê het om groen te word, dit hulle buite werking sou stel—dit sou die koste verhoog van hul elektrisiteit tot 'n punt waar hernubare energie onmiddellik die goedkoper opsie sou word.

Op hierdie stadium kan ons nog 'n paar paragrawe spandeer om te verduidelik waarom hierdie kostekwessie nou lei tot die opkoms van aardgas as steenkool se vervanging - aangesien dit skoner is om te verbrand, geen giftige as of oorblyfsels skep nie, meer doeltreffend is en meer genereer elektrisiteit per kilogram.

Maar oor die volgende twee dekades, dieselfde eksistensiële dilemma wat steenkool nou in die gesig staar, sal aardgas ook ervaar - en dit is 'n tema wat jy gereeld in hierdie reeks sal lees: die sleutelverskil tussen hernubare en koolstofgebaseerde energiebronne (soos steenkool) en olie) is dat die een 'n tegnologie is, terwyl die ander 'n fossielbrandstof is. ’n Tegnologie verbeter, dit word goedkoper en bied mettertyd ’n groter opbrengs; terwyl fossielbrandstowwe in die meeste gevalle die waarde daarvan styg, stagneer, wisselvallig word en uiteindelik mettertyd daal.

Die kantelpunt na 'n nuwe energie wêreldorde

2015 was die eerste jaar waar die wêreldekonomie het gegroei terwyl koolstofvrystellings nie gegroei het nie—hierdie ontkoppeling van die ekonomie en koolstofvrystellings is grootliks die gevolg van maatskappye en regerings wat meer in hernubare as koolstofgebaseerde energieopwekking belê.

En dit is net die begin. Die realiteit is dat ons net 'n dekade weg is daarvan dat hernubare tegnologieë soos sonkrag, wind en ander 'n punt bereik waar dit die goedkoopste, mees doeltreffende opsie word. Daardie kantelpunt sal die begin van 'n nuwe era in energieopwekking verteenwoordig, en moontlik 'n nuwe era in die menslike geskiedenis.

Oor net 'n paar kort dekades sal ons 'n toekomstige wêreld betree gevul met byna gratis, onbeperkte en skoon hernubare energie. En dit sal alles verander.

In die loop van hierdie reeks oor die toekoms van energie, sal jy die volgende leer: Waarom die era van vuil brandstof tot 'n einde kom; waarom olie in die volgende dekade nog 'n ekonomiese ineenstorting gaan veroorsaak; hoekom elektriese motors en sonkrag ons in 'n post-koolstof wêreld gaan lei; hoe ander hernubare energie soos wind en alge, sowel as eksperimentele torium- en samesmeltings-energie, 'n nabye sekonde vir sonkrag sal inneem; en dan uiteindelik, ons sal verken hoe ons toekomstige wêreld van werklik onbeperkte energie sal lyk. (Wenk: dit gaan nogal epies lyk.)

Maar voordat ons ernstig oor hernubare energie begin praat, moet ons eers ernstig praat oor vandag se belangrikste bron van energie: olie.

FUTURE OF ENERGY REEKS SKAKELS

Olie! Die sneller vir die hernubare era: Future of Energy P2

Opkoms van die elektriese motor: Future of Energy P3

Sonenergie en die opkoms van die energie-internet: Future of Energy P4

Hernubare energie vs die Thorium- en Fusion-energie-wildcards: Future of Energy P5

Ons toekoms in 'n energie-oorvloedige wêreld: Toekoms van Energie P6