الموت البطيء لعصر الطاقة الكربونية | مستقبل الطاقة P1

الموت البطيء لعصر الطاقة الكربونية | مستقبل الطاقة P1
رصيد الصورة: Quantumrun

الموت البطيء لعصر الطاقة الكربونية | مستقبل الطاقة P1

    طاقة. إنه نوع من الصفقة الكبيرة. ومع ذلك ، فهو شيء نادرًا ما نفكر فيه كثيرًا. مثل الإنترنت ، لا تشعر بالفزع إلا عندما تفقد الوصول إليه.

    لكن في الواقع ، سواء كانت تأتي في شكل غذاء أو حرارة أو كهرباء أو أي عدد من أشكالها المتعددة ، فإن الطاقة هي القوة الدافعة وراء صعود الإنسان. في كل مرة تتقن فيها البشرية شكلاً جديدًا من أشكال الطاقة (النار ، والفحم ، والنفط ، وقريبًا الطاقة الشمسية) ، يتسارع التقدم ويزداد عدد السكان بشكل صاروخي.

    لا تصدقني؟ لنأخذ جولة سريعة عبر التاريخ.

    الطاقة وصعود الإنسان

    كان البشر الأوائل من الصيادين. لقد قاموا بتوليد الطاقة الكربوهيدراتية التي يحتاجونها للبقاء على قيد الحياة من خلال تحسين تقنيات الصيد الخاصة بهم ، والتوسع إلى مناطق جديدة ، وبعد ذلك ، من خلال إتقان استخدام النار لطهي اللحوم والنباتات المجمعة وهضمها بشكل أفضل. سمح أسلوب الحياة هذا للبشر الأوائل بالتوسع إلى حوالي مليون نسمة في جميع أنحاء العالم.

    في وقت لاحق ، حوالي 7,000 قبل الميلاد ، تعلم البشر تدجين وزراعة البذور التي سمحت لهم بزراعة الكربوهيدرات الزائدة (الطاقة). ومن خلال تخزين هذه الكربوهيدرات في الحيوانات (إطعام القطعان خلال الصيف وتناولها خلال فصل الشتاء) ، تمكنت البشرية من توليد طاقة كافية لإنهاء نمط حياتها البدوية. سمح لهم ذلك بالتركيز في مجموعات أكبر من القرى والبلدات والمدن ؛ ولتطوير اللبنات الأساسية للتكنولوجيا والثقافة المشتركة. بين 7,000 قبل الميلاد وحوالي 1700 م ، نما عدد سكان العالم إلى مليار.

    خلال القرن الثامن عشر ، انتشر استخدام الفحم. في المملكة المتحدة ، أُجبر البريطانيون على استخراج الفحم لاستخدامه في الطاقة ، بسبب إزالة الغابات على نطاق واسع. لحسن الحظ بالنسبة لتاريخ العالم ، حرق الفحم أكثر سخونة من الخشب ، ليس فقط لمساعدة دول الشمال على العيش في فصول الشتاء القاسية ، ولكن أيضًا السماح لهم بزيادة كمية المعادن التي ينتجونها بشكل كبير ، والأهم من ذلك ، وقود اختراع المحرك البخاري. نما عدد سكان العالم إلى ملياري نسمة بين القرن الثامن عشر والأربعين.

    أخيرًا ، حدث النفط (البترول). بينما دخلت الاستخدام على أساس محدود في حوالي سبعينيات القرن التاسع عشر وتوسعت بين عامي 1870 و 1910 مع الإنتاج الضخم للطراز T ، إلا أنها انطلقت حقًا بعد الحرب العالمية الثانية. كان وقود النقل المثالي الذي مكّن النمو المحلي للسيارات وخفض تكاليف التجارة الدولية. تم تحويل البترول أيضًا إلى أسمدة ومبيدات أعشاب ومبيدات حشرية رخيصة الثمن ، والتي أطلقت جزئيًا الثورة الخضراء ، مما أدى إلى الحد من الجوع في العالم. استخدمه العلماء لإنشاء صناعة الأدوية الحديثة ، واخترعوا مجموعة من الأدوية التي عالجت العديد من الأمراض القاتلة. استخدمه الصناعيون لإنشاء مجموعة من المنتجات البلاستيكية والملابس الجديدة. أوه نعم ، ويمكنك حرق الزيت للكهرباء.

    بشكل عام ، مثل النفط ثروة من الطاقة الرخيصة التي مكنت البشرية من النمو والبناء وتمويل مجموعة متنوعة من الصناعات الجديدة والتقدم الثقافي. وبين عامي 1940 و 2015 ، تضاعف عدد سكان العالم إلى أكثر من سبعة مليارات.

    الطاقة في السياق

    ما قرأته للتو كان نسخة مبسطة من حوالي 10,000 عام من تاريخ البشرية (مرحبًا بك) ، ولكن آمل أن تكون الرسالة التي أحاول إيصالها واضحة: كلما تعلمنا التحكم في مصدر جديد وأرخص وأكثر وفرة من الطاقة ، تنمو البشرية تقنيًا واقتصاديًا وثقافيًا وديموغرافيًا.

    بعد هذا التسلسل الفكري ، يجب طرح السؤال: ماذا يحدث عندما تدخل البشرية عالمًا مستقبليًا مليئًا بالطاقة المتجددة النظيفة وغير المحدودة وغير المحدودة تقريبًا؟ كيف سيبدو هذا العالم؟ كيف ستعيد تشكيل اقتصاداتنا وثقافتنا وطريقتنا في الحياة؟

    هذا المستقبل (على بعد عقدين إلى ثلاثة عقود فقط) أمر حتمي ، ولكنه أيضًا مستقبل لم تختبره الإنسانية من قبل. هذه الأسئلة وأكثر ما ستحاول سلسلة مستقبل الطاقة الإجابة عنه.

    ولكن قبل أن نتمكن من استكشاف الشكل الذي سيبدو عليه مستقبل الطاقة المتجددة ، علينا أولاً أن نفهم سبب تركنا لعصر الوقود الأحفوري. وما هي أفضل طريقة لفعل ذلك من استخدام مثال نعرفه جميعًا ، مصدر طاقة رخيص ، وفير ، وقذر للغاية: الفحم.

    الفحم: أحد أعراض إدماننا للوقود الأحفوري

    إنه رخيص. من السهل استخراجها وشحنها وحرقها. بناءً على مستويات الاستهلاك الحالية ، هناك 109 سنوات من الاحتياطيات المؤكدة مدفونة تحت الأرض. توجد أكبر الودائع في الديمقراطيات المستقرة ، ويتم تعدينها بواسطة شركات يمكن الاعتماد عليها ولديها عقود من الخبرة. البنية التحتية (محطات الطاقة) موجودة بالفعل ، وسيستمر معظمها لعدة عقود أخرى قبل الحاجة إلى استبدالها. في ظاهر الأمر ، يبدو الفحم كخيار رائع لتشغيل عالمنا.

    ومع ذلك ، فإن لها عيبًا واحدًا: إنه قذرة مثل الجحيم.

    محطات توليد الطاقة التي تعمل بالفحم هي واحدة من أكبر وأقذر مصادر انبعاثات الكربون التي تلوث غلافنا الجوي حاليًا. لهذا السبب كان استخدام الفحم في انخفاض بطيء في معظم أمريكا الشمالية وأوروبا - بناء المزيد من قدرة توليد الطاقة بالفحم لا يتوافق ببساطة مع أهداف الحد من تغير المناخ في العالم المتقدم.

    ومع ذلك ، لا يزال الفحم من بين أكبر مصادر الكهرباء للولايات المتحدة (بنسبة 20٪) والمملكة المتحدة (30٪) والصين (70٪) والهند (53٪) والعديد من الدول الأخرى. حتى لو تحولنا تمامًا إلى مصادر الطاقة المتجددة ، فقد يستغرق الأمر عقودًا لاستبدال شريحة الطاقة التي يمثلها الفحم حاليًا. ولهذا السبب أيضًا يحجم العالم النامي عن وقف استخدام الفحم (خاصة الصين والهند) ، لأن القيام بذلك سيعني على الأرجح كبح جماح اقتصاداتهم وإعادة مئات الملايين إلى براثن الفقر.

    لذلك بدلاً من إغلاق محطات الفحم الحالية ، تقوم العديد من الحكومات بتجربة جعلها تعمل بشكل أنظف. يتضمن ذلك مجموعة متنوعة من التقنيات التجريبية التي تدور حول فكرة التقاط الكربون وتخزينه (CCS): حرق الفحم وتنقية الغاز من انبعاثات الكربون القذر قبل وصوله إلى الغلاف الجوي.

    الموت البطيء للوقود الأحفوري

    وهنا تكمن المشكلة: إن تركيب تقنية احتجاز الكربون وتخزينه في محطات الفحم الحالية يمكن أن يكلف ما يصل إلى نصف مليار دولار لكل مصنع. من شأن ذلك أن يجعل الكهرباء المولدة من هذه المحطات أغلى بكثير من محطات الفحم التقليدية (القذرة). "ما هو الثمن الأغلى؟" أنت تسأل. الإيكونوميست وذكرت في محطة جديدة لتوليد الطاقة من الفحم بتكلفة 5.2 مليار دولار أمريكي في ميسيسيبي ، ويبلغ متوسط ​​تكلفتها للكيلوواط 6,800 دولار - مقارنة بحوالي 1,000 دولار من محطة تعمل بالغاز.

    إذا تم تعميم CCS على جميع 2300 محطات الطاقة التي تعمل بالفحم في جميع أنحاء العالم ، يمكن أن تصل التكلفة إلى تريليون دولار.

    في النهاية ، في حين أن فريق العلاقات العامة في صناعة الفحم يروج بنشاط لإمكانيات احتجاز وتخزين الكربون للجمهور ، خلف الأبواب المغلقة ، فإن الصناعة تعلم أنه إذا استثمروا في أي وقت في التحول إلى بيئة خضراء ، فسيؤدي ذلك إلى توقفهم عن العمل - سيؤدي ذلك إلى زيادة التكاليف من الكهرباء إلى درجة تصبح فيها مصادر الطاقة المتجددة على الفور الخيار الأرخص.

    في هذه المرحلة ، يمكننا أن نقضي بضع فقرات أخرى لشرح سبب أن قضية التكلفة هذه تؤدي الآن إلى ظهور الغاز الطبيعي كبديل للفحم - نظرًا لأنه أكثر نظافة للحرق ، ولا ينتج عنه رماد أو بقايا سامة ، وهو أكثر كفاءة ، ويولد المزيد الكهرباء لكل كيلوغرام.

    ولكن على مدار العقدين المقبلين ، يواجه الفحم المعضلة الوجودية نفسها الآن ، وسيشهد الغاز الطبيعي أيضًا - وهو موضوع ستقرأه كثيرًا في هذه السلسلة: الفرق الرئيسي بين مصادر الطاقة المتجددة ومصادر الطاقة القائمة على الكربون (مثل الفحم) والنفط) هو أن أحدهما عبارة عن تقنية ، بينما الآخر عبارة عن وقود أحفوري. تتحسن التكنولوجيا ، وتصبح أرخص وتوفر عائدًا أكبر بمرور الوقت ؛ بينما مع الوقود الأحفوري ، في معظم الحالات ، ترتفع قيمته ، وركودًا ، وتصبح متقلبة ، ثم تنخفض أخيرًا بمرور الوقت.

    نقطة التحول إلى نظام عالمي جديد للطاقة

    كان عام 2015 هو العام الأول الذي شهد فيه نما الاقتصاد العالمي في حين أن انبعاثات الكربون لم تنمو- هذا الفصل بين الاقتصاد وانبعاثات الكربون ناتج إلى حد كبير عن الشركات والحكومات التي تستثمر في مصادر الطاقة المتجددة أكثر مما تستثمر في توليد الطاقة المعتمد على الكربون.

    وهذه ليست سوى البداية. الحقيقة أننا على بعد عقد من الزمن فقط من وصول التقنيات المتجددة مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح وغيرها إلى نقطة تصبح فيها الخيار الأرخص والأكثر كفاءة. ستمثل نقطة التحول هذه بداية عصر جديد في توليد الطاقة ، وربما عصرًا جديدًا في تاريخ البشرية.

    في غضون عقود قليلة فقط ، سوف ندخل إلى عالم المستقبل المليء بالطاقة المتجددة النظيفة وغير المحدودة تقريبًا والمجانية. وسوف يغير كل شيء.

    على مدار هذه السلسلة حول مستقبل الطاقة ، ستتعلم ما يلي: لماذا يقترب عصر الوقود المتسخ؟ لماذا من المقرر أن يتسبب النفط في انهيار اقتصادي آخر في العقد المقبل؟ لماذا تقودنا السيارات الكهربائية والطاقة الشمسية إلى عالم ما بعد الكربون؟ كيف ستأخذ مصادر الطاقة المتجددة الأخرى مثل الرياح والطحالب ، وكذلك الثوريوم التجريبي وطاقة الاندماج ، ثانيًا قريبًا من الطاقة الشمسية ؛ ثم أخيرًا ، سوف نستكشف كيف سيبدو عالمنا المستقبلي ذي الطاقة اللامحدودة حقًا. (تلميح: ستبدو رائعة جدًا.)

    ولكن قبل أن نبدأ الحديث بجدية عن مصادر الطاقة المتجددة ، علينا أولاً أن نتحدث بجدية عن أهم مصدر للطاقة اليوم: نفط.

    روابط مستقبل سلسلة الطاقة

    بترول! الزناد لعصر الطاقة المتجددة: مستقبل الطاقة P2

    صعود السيارة الكهربائية: مستقبل الطاقة P3

    الطاقة الشمسية وظهور إنترنت الطاقة: مستقبل الطاقة P4

    مصادر الطاقة المتجددة مقابل بطاقات البدل للطاقة Thorium و Fusion: مستقبل الطاقة P5

    مستقبلنا في عالم وفير الطاقة: مستقبل الطاقة P6