Quantumrun

ŞƏKİL KREDİTİ: Quantumrun

Günəş enerjisi və enerji internetinin yüksəlişi: Enerjinin gələcəyi P4

David Tal, nəşriyyatçı, futurist
@Davidtalwrites
LinkedIn

Çərşənbə axşamı, 09 - 15:2020

Düşməsindən danışdıq çirkli enerji. haqqında danışdıq neftin sonu. Və biz sadəcə yüksəlişindən danışdıq elektrik nəqliyyat vasitələri. Sonra, biz bütün bu tendensiyaların arxasında duran hərəkətverici qüvvə haqqında danışacağıq və o, cəmi iki-üç onillik ərzində bildiyimiz dünyanı dəyişdirəcək.

Demək olar ki, pulsuz, sərhədsiz, təmiz, bərpa olunan enerji.

Bu, bir növ böyük məsələdir. Məhz buna görə də bu seriyanın qalan hissəsi bəşəriyyəti enerji baxımından həssas bir dünyadan enerji ilə zəngin bir dünyaya keçirəcək tendensiyaları və texnologiyaları əhatə edəcək, eyni zamanda bunun iqtisadiyyatımıza, dünya siyasətinə və gündəlik həyatınıza göstərəcəyi təsirləri əhatə edəcək. Bilirəm ki, bu, olduqca çətin şeylərdir, amma narahat olmayın, sizə rəhbərlik etdiyim üçün çox sürətli getməyəcəm.

Demək olar ki, pulsuz, sərhədsiz, təmiz, bərpa olunan enerjinin ən bariz forması ilə başlayaq: günəş enerjisi.

Günəş: niyə daşlayır və niyə qaçılmazdır

İndiyə qədər hamımız günəş enerjisinin nə ilə əlaqəli olduğunu bilirik: biz əsasən böyük enerji udma panelləri götürürük və günəş işığını istifadə edilə bilən elektrik enerjisinə çevirmək məqsədi ilə onları günəş sistemimizin ən böyük sintez reaktoruna (günəş) yönəldirik. Pulsuz, sərhədsiz və təmiz enerji. Gözəl səslənir! Bəs niyə günəş texnologiyası icad edildikdən sonra onilliklər əvvəl qalxmadı?

Yaxşı, siyasət və ucuz neftlə olan sevgimiz bir yana qalsın, əsas büdrəmə bahalaşma olub. Əvvəllər günəş enerjisindən istifadə edərək böyük miqdarda elektrik enerjisi istehsal etmək, xüsusən də kömür və ya neft yandırmaqla müqayisədə çox baha idi. Ancaq həmişə olduğu kimi, hər şey dəyişir və bu vəziyyətdə yaxşılığa doğru.

Görürsünüz ki, günəş və karbon əsaslı enerji mənbələri (kömür və neft kimi) arasındakı əsas fərq ondan ibarətdir ki, biri texnologiya, digəri isə qalıq yanacaqdır. Texnologiya təkmilləşir, ucuzlaşır və zamanla daha çox gəlir gətirir; qalıq yanacaqlarda isə əksər hallarda onların dəyəri yüksəlir, durğunlaşır, dəyişkən olur və nəhayət zamanla azalır.

Bu əlaqələr 2000-ci illərin əvvəlindən bəri çox aydın şəkildə özünü göstərdi. Günəş texnologiyası səmərəli şəkildə istehsal etdiyi enerjinin miqdarını yüksək qiymətləndirdi, bütün bunlara baxmayaraq, xərcləri azaldı (təkcə son beş ildə 75 faiz). 2020-ci ilə qədər günəş enerjisi hətta subsidiyalar olmadan da qalıq yanacaqlarla qiymət rəqabətli olacaq. 2030-cu ilə qədər günəş enerjisi qalıq yanacaqların etdiklərinin və daha səmərəli işlədiyinin kiçik bir hissəsinə başa gələcək. Bu arada, neft 2000-ci illərin böyük bir hissəsində, qalıq yanacaq elektrik stansiyalarının (kömür kimi) tikintisi və saxlanması xərcləri (maliyyə və ətraf mühit) ilə yanaşı, baha başa gəldi.

Əgər günəş enerjisi tendensiyalarına əməl etsək, futuroloq Rey Kurzveylin proqnozuna görə, günəş enerjisi bugünkü enerji ehtiyacının 100 faizini cəmi iyirmi il ərzində ödəyə bilər. Artıq son 30 ildə günəş enerjisi istehsalı iki ildən bir iki dəfə artıb. Eynilə, Beynəlxalq Enerji Agentliyi proqnozlaşdırıb Günəş (günəş) 2050-ci ilə qədər dünyanın ən böyük elektrik enerjisi mənbəyinə çevriləcək, bütün digər qalıq formaları və bərpa olunan yanacaq növlərini birləşdirir.

Biz elə bir dövrə qədəm qoyuruq ki, nə qədər qalıq yanacaq enerjisi olsa da, bərpa olunan enerji yenə də daha ucuz olacaq. Bəs bu real dünyada nə deməkdir?

Günəş sərmayəsi və qəbulu qaynama nöqtəsinə çatır

Dəyişiklik əvvəlcə yavaş-yavaş gələcək, sonra birdən hər şey fərqli olacaq.

Bəzi insanlar günəş enerjisi istehsalı haqqında düşünəndə, hələ də yüzlərlə, bəlkə də minlərlə günəş panellərinin ölkənin hansısa ucqar hissəsində böyük bir səhra sahəsini örtdüyü müstəqil günəş elektrik stansiyalarını düşünürlər. Ədalətli olmaq üçün, bu cür qurğular, xüsusən də boru kəmərindən gələn yeniliklərlə gələcək enerji qarışığımızda mütləq böyük rol oynayacaqdır.

İki qısa nümunə: Növbəti onillikdə günəş batareyası texnologiyasının qabiliyyətini artıracağını görəcəyik günəş işığını 25 faizdən təxminən 50 faizə qədər enerjiyə çevirmək. Bu arada, IBM kimi daha böyük oyunçular bazara günəş kollektorları ilə daxil olacaqlar 2,000 günəşin gücünü böyüt.

Bu yeniliklər perspektivli olsa da, enerji sistemimizin təkamül edəcəyinin yalnız bir hissəsini təmsil edir. Enerjinin gələcəyi qeyri-mərkəzləşmədən, demokratikləşmədən, xalqa güc verməkdən ibarətdir. (Bəli, bunun nə qədər axsaq səsləndiyini anlayıram. Bununla məşğul olun.)

Bunun mənası odur ki, elektrik enerjisi istehsalı kommunal xidmətlər arasında mərkəzləşmək əvəzinə, getdikcə daha çox elektrik enerjisi istifadə olunduğu yerdə istehsal olunmağa başlayacaq: evdə. Gələcəkdə günəş enerjisi insanlara elektrik enerjisini yerli kommunal xidmətlərdən almaqdan daha aşağı qiymətə öz elektrik enerjisini istehsal etməyə imkan verəcək. Əslində bu, artıq baş verir.

Avstraliyanın Kvinslend ştatında, elektrik enerjisinin qiymətləri sıfıra yaxın düşdü 2014-cü ilin iyul ayında. Normalda qiymətlər meqavatsaat üçün 40-50 dollar civarında dəyişir, bəs nə oldu?

Günəş baş verdi. Damda günəş, daha doğrusu. Kvinslenddəki 350,000 binanın damında günəş panelləri var və birlikdə 1,100 Meqavat elektrik enerjisi istehsal edir.

Eyni zamanda, Avropanın böyük regionlarında (Almaniya, İspaniya və Portuqaliya, xüsusilə), yaşayış miqyasında günəş enerjisinin ənənəvi kommunal xidmətlər tərəfindən təmin edilən orta yaşayış elektrik enerjisi qiymətləri ilə “şəbəkə pariteti”nə çatdığı (eyni qiymətlərlə) baş verir. Fransa hətta qanun qəbul etdi kommersiya zonalarındakı bütün yeni binaların bitki və ya günəş damları ilə tikilməsini. Kim bilir, bəlkə də oxşar qanunvericilik bir gün bütöv binaların və göydələnlərin pəncərələrinin şəffaf günəş panelləri ilə əvəzlənəcəyini görəcək - bəli, günəş paneli pəncərələri!

Ancaq bütün bunlardan sonra belə, günəş enerjisi hələ də bu inqilabın yalnız üçdə birini təşkil edir.

Batareyalar, artıq təkcə oyuncaq avtomobiliniz üçün deyil

Günəş panelləri inkişafda və geniş miqyaslı investisiyalarda intibah yaşadıqları kimi, batareyalar da var. Müxtəlif yeniliklər (məs. bir, iki, üç) onları daha ucuz, daha kiçik, daha ekoloji cəhətdən təmiz və ən əsası, onlara böyük həcmdə enerjini daha uzun müddət saxlamağa imkan vermək üçün onlayn gəlir. Bu Ar-Ge sərmayələrinin arxasında duran səbəb aydındır: batareyalar günəş parlamadıqda istifadə üçün günəşin topladığı enerjini saxlamağa kömək edir.

Əslində, Teslanın bu yaxınlarda debüt edərkən böyük bir sıçrayış etdiyini eşitmiş ola bilərsiniz Tesla powerwall, 10 kilovat saata qədər enerji saxlaya bilən sərfəli məişət batareyası. Bu kimi batareyalar ev təsərrüfatlarına şəbəkədən tamamilə çıxmaq imkanı verir (əgər onlar damdakı günəş enerjisinə də sərmayə qoysalar) və ya şəbəkə kəsildiyi zaman onları ehtiyat enerji ilə təmin edirlər.

Gündəlik ev təsərrüfatları üçün batareyanın digər üstünlükləri arasında yerli elektrik şəbəkəsinə qoşulmağı seçən ev təsərrüfatları, xüsusilə də dinamik elektrik enerjisi qiymətləri olanlar üçün daha aşağı enerji haqqı daxildir. Bunun səbəbi, siz elektrik enerjisi qiymətlərinin aşağı olduğu gün ərzində enerji toplamaq və saxlamaq üçün enerji istifadənizi tənzimləyə, sonra elektrik enerjisi qiymətləri qalxdıqda gecə batareyanızdan məişət enerjisini çəkərək şəbəkədən çıxa bilərsiniz. Bunu etmək həm də evinizi daha da yaşıllaşdırır, çünki gecə ərzində enerji izinizi azaltmaq, adətən, kömür kimi çirkli yanacaqların yaratdığı enerjini sıxışdırır.

Lakin batareyalar sadəcə orta ev sahibi üçün oyun dəyişdirici olmayacaq; böyük müəssisələr və kommunal xidmətlər də özlərinin sənaye ölçülü batareyalarını quraşdırmağa başlayırlar. Əslində, onlar bütün batareya qurğularının 90 faizini təmsil edirlər. Batareyalardan istifadə etmələrinin səbəbi, əsasən, orta ev sahibi ilə eynidir: bu, onlara günəş, külək və gelgit kimi bərpa olunan mənbələrdən enerji toplamağa, sonra axşam saatlarında həmin enerjini buraxmağa imkan verir və bu prosesdə enerji şəbəkəsinin etibarlılığını artırır.

Enerji inqilabımızın üçüncü hissəsinə gəldiyimiz yer budur.

Enerji İnternetinin yüksəlişi

Bərpa olunan enerji (xüsusilə günəş) 24/7 enerji istehsal edə bilmədiyi üçün onlara böyük miqyaslı investisiya ilə etibar edilə bilməyəcəyini söyləyən bərpa olunan enerjinin əleyhdarları tərəfindən itələməyə davam edən bir arqument var. Buna görə də, günəşin parlamadığı zamanlar üçün kömür, qaz və ya nüvə kimi ənənəvi “əsas yük” enerji mənbələrinə ehtiyacımız var.

Eyni ekspertlərin və siyasətçilərin qeyd edə bilmədiyi şey, kömür, qaz və ya nüvə stansiyalarının nasaz hissələrə və ya planlaşdırılmış təmirə görə hər zaman bağlanmasıdır. Ancaq bunu etdikdə, xidmət etdikləri şəhərlərin işıqlarını mütləq bağlamırlar. Bizdə milli enerji şəbəkəsi deyilən bir şey var. Bir stansiya bağlanarsa, qonşu stansiyadan gələn enerji şəhərin enerji ehtiyaclarını təmin edərək dərhal boşluqları götürür.

Bəzi kiçik təkmilləşdirmələrlə eyni şəbəkə bərpa olunan mənbələrin istifadə edəcəyi şeydir ki, bir bölgədə günəş parlamadıqda və ya külək əsmədikdə, enerji itkisi bərpa olunan mənbələrin elektrik enerjisi istehsal etdiyi digər bölgələrdən kompensasiya oluna bilər. Və yuxarıda qeyd olunan sənaye ölçülü batareyalardan istifadə etməklə, axşam saatlarında buraxılmaq üçün gün ərzində çoxlu miqdarda bərpa olunan enerjini ucuz qiymətə saxlaya bilərik. Bu iki məqam o deməkdir ki, külək və günəş ənənəvi əsas yük enerji mənbələri ilə bərabər etibarlı miqdarda enerji təmin edə bilər.

Bərpa olunan enerjinin yerli və sənaye miqyaslı ticarətinin bu yeni şəbəkəsi gələcək “enerji internetini” təşkil edəcək – dinamik və özünü tənzimləyən sistem (İnternetin özü kimi) əksər təbii fəlakətlərə və terror hücumlarına qarşı immunitetlidir, eyni zamanda idarə olunmur. hər hansı bir inhisar tərəfindən.

Günün sonunda bərpa olunan enerji baş verəcək, lakin bu, şəxsi maraqların mübarizə olmadan sönməyəcəyi demək deyil.

Solar kommunal xidmətlərin naharını yeyir

Kifayət qədər gülməli, elektrik enerjisi üçün kömür yandırmaq pulsuz olsa belə (bu, əsasən dünyanın ən böyük kömür ixracatçılarından biri olan Avstraliyada belədir), elektrik stansiyasının saxlanması və istismarı yenə də pula başa gəlir, sonra isə elektrik enerjisini yüzlərlə mil məsafəyə nəql etmək lazımdır. evinizə çatmaq üçün elektrik xətləri. Bütün bu infrastruktur elektrik haqqınızın böyük bir hissəsini təşkil edir. Və buna görə də yuxarıda haqqında oxuduğunuz bir çox Kvinslendlilər evdə öz elektrik enerjisini istehsal etməklə bu xərclərdən yayınmağı üstün tutdular—bu sadəcə daha ucuz variantdır.

Bu günəş enerjisi xərclərinin üstünlüyü bütün dünyada şəhərətrafı və şəhər ərazilərində sürətləndikcə, daha çox insan öz yerli enerji şəbəkələrindən qismən və ya tamamilə imtina edəcək. Bu o deməkdir ki, mövcud kommunal infrastrukturun saxlanması xərcləri getdikcə daha az insan tərəfindən ödəniləcək, potensial olaraq aylıq elektrik ödənişlərini artıracaq və "gecikmiş günəş qəbul edənlər" üçün nəhayət günəşə sərmayə qoymaq üçün daha böyük maliyyə stimulu yaradacaqdır. Bu, kommunal şirkətləri gecələr ayaqda saxlayan ölüm spiralidir.

Bu yük qatarının yollarını doldurduğunu seyr edən daha çox geridə qalmış kommunal şirkətlərdən bəziləri bu tendensiya ilə qanlı sona qədər mübarizə aparmağa qərar verdilər. Onlar ev sahiblərinə artıq günəş enerjisini yenidən şəbəkəyə satmağa imkan verən “xalis ölçmə” siyasətini dəyişdirmək və ya dayandırmaq üçün lobbiçilik etdilər. Digərləri qanunvericiləri cəlb etmək üçün çalışırlar günəş qurğularına əlavə ödənişləri təsdiq etsin, hələ başqaları çalışır bərpa olunan və səmərəli enerji tələblərini dondurmaq və ya azaltmaq görüşmək üçün qanuniləşdiriliblər.

Əsasən, kommunal şirkətlər hökumətləri öz əməliyyatlarına subsidiya verməyə və bəzi hallarda yerli enerji şəbəkələri üzərində inhisarlarını qanuniləşdirməyə çalışırlar. Bu, mütləq kapitalizm deyil. Hökumətlər sənayeləri onları əvəz edə biləcək (və işə başlaması üçün ictimaiyyətə fayda gətirəcək) dağıdıcı və üstün yeni texnologiyalardan (yəni günəş və digər bərpa olunan mənbələrdən) qorumaq işində olmamalıdırlar.

Günəş və digər bərpa olunan enerji mənbələrinin inkişafını ləngitmək üçün böyük məbləğdə lobbiçilik pulu xərclənsə də, uzunmüddətli tendensiyalar sabitdir: günəş və bərpa olunan enerji kommunal xidmətlərin naharını yeməyə hazırlaşır. Buna görə də irəli düşünən kommunal şirkətlər fərqli bir yanaşma tətbiq edirlər.

Köhnə dünya kommunal xidmətləri yeni dünya enerji nizamına rəhbərlik etməyə kömək edir

Əksər insanların elektrik şəbəkəsindən tamamilə ayrılması çətin olsa da – kim bilir, gələcək oğlunuz sərxoş halda Tesla-nı qarajınızdakı evin akkumulyatoruna sürəndə nə baş verir – insanların çoxu hər keçən onillikdə öz yerli enerji şəbəkələrindən getdikcə daha az istifadə etməyə başlayacaqdır. .

Divarda yazı ilə, bir neçə kommunal gələcəkdə bərpa olunan və paylanmış enerji şəbəkəsində lider olmaq qərarına gəldi. Məsələn, bir sıra Avropa kommunal müəssisələri cari mənfəətlərinin bir hissəsini günəş, külək və gelgit kimi yeni bərpa olunan enerji infrastrukturuna yatırır. Bu kommunal xidmətlər artıq öz sərmayələrindən bəhrələnib. Paylanmış bərpa olunan mənbələr tələbatın yüksək olduğu isti yay günlərində elektrik şəbəkələrindəki gərginliyi azaltmağa kömək etdi. Bərpa olunan mənbələr kommunal xidmətlərin yeni və bahalı mərkəzləşdirilmiş elektrik stansiyalarına və ötürücü xətlərə investisiya etmək ehtiyacını da azaldır.

Digər kommunal şirkətlər sırf enerji təminatçılarından enerji xidməti təminatçılarına keçid xəttini daha da aşağı axtarırlar. Günəş enerjisi sistemlərini layihələndirən, maliyyələşdirən və quraşdıran "SolarCity" startapı fəaliyyətə başlayıb. xidmətə əsaslanan modelə keçid insanların ev batareyalarına sahib olduqları, saxladıqları və işlətdikləri yer.

Bu sistemdə müştərilər evlərində günəş panelləri və ev batareyası quraşdırmaq üçün aylıq ödəniş ödəyirlər (potensial olaraq hiper-yerli icma enerji şəbəkəsinə (mikroqridlər) qoşulurlar), sonra isə ev enerjisini kommunal xidmətlər idarə edir. Müştərilər yalnız istifadə etdikləri enerjiyə görə ödəyəcəklər və təvazökar enerji istifadəçiləri enerji hesablarının azaldığını görəcəklər. Onlar hətta daha çox enerjiyə ehtiyacı olan qonşularını enerji ilə təmin etmək üçün evlərinin yaratdığı artıq enerjidən istifadə edərək qazanc əldə edə bilərlər.

Demək olar ki, pulsuz, sərhədsiz, təmiz enerji həqiqətən nə deməkdir

2050-ci ilə qədər dünyanın çox hissəsi köhnəlmiş enerji şəbəkələrini və elektrik stansiyalarını tamamilə əvəz etməli olacaq. Bu infrastrukturu daha ucuz, daha təmiz və enerjini artıran bərpa olunan mənbələrlə əvəz etmək sadəcə maliyyə mənasındadır. Bu infrastrukturu bərpa olunan enerji mənbələri ilə əvəz etmək onu ənənəvi enerji mənbələri ilə əvəz etmək kimi başa düşsə belə, bərpa olunan enerji yenə də qazanır. Bu barədə düşünün: ənənəvi, mərkəzləşdirilmiş enerji mənbələrindən fərqli olaraq, paylanmış bərpa olunan enerji mənbələri terror hücumları, çirkli yanacaq istifadəsi, yüksək maliyyə xərcləri, mənfi iqlim və sağlamlığa təsirlər və geniş miqyaslı enerji mənbələrinə qarşı həssaslıq kimi milli təhlükəsizlik təhdidləri kimi eyni mənfi yükü daşımır. qaralmalar

Enerji səmərəliliyinə və bərpa olunan mənbələrə investisiyalar sənaye dünyasını kömür və neftdən ayıra, hökumətlərə trilyonlarla dollar qənaət edə, bərpa olunan və ağıllı şəbəkələrin quraşdırılması sahəsində yeni iş yerləri hesabına iqtisadiyyatı inkişaf etdirə və karbon emissiyalarımızı təxminən 80 faiz azalda bilər.

Bu yeni enerji dövrünə qədəm qoyduğumuz zaman verməli olduğumuz sual budur: Sərhədsiz enerjiyə malik dünya həqiqətən nəyə bənzəyir? Bu, iqtisadiyyatımıza necə təsir edəcək? Mədəniyyətimiz? Həyat tərzimiz? Cavab: düşündüyünüzdən daha çox.

Biz Enerji Gələcəyi seriyamızın sonunda bu yeni dünyanın necə görünəcəyini araşdıracağıq, lakin əvvəlcə gələcəyimizi gücləndirə biləcək bərpa olunan və bərpa olunmayan enerjinin digər formalarını qeyd etməliyik. Növbəti: Torium və Fusion Energy Wildcards ilə müqayisədə bərpa olunan mənbələr: Enerjinin gələcəyi P5.