Възобновяеми източници срещу торий и заместващи символи за енергия от термоядрен синтез: Бъдещето на енергията P5

КРЕДИТ ЗА ИЗОБРАЖЕНИЕ: Quantumrun

Възобновяеми източници срещу торий и заместващи символи за енергия от термоядрен синтез: Бъдещето на енергията P5

     Точно както слънчевата енергия не генерира енергия 24/7, тя също не работи много добре на някои места по света в сравнение с други. Повярвайте ми, идвайки от Канада, има някои месеци, в които почти не виждате слънце. Вероятно е много по-лошо в скандинавските страни и Русия - може би това също обяснява значителното количество хеви метъл и водка, които се наслаждават там.

    Но както се споменава в предишна част от тази серия Future of Energy, слънчевата енергия не е единствената възобновяема игра в града. Всъщност има разнообразие от възможности за възобновяема енергия, чиято технология се развива също толкова бързо, колкото слънчевата енергия, и чиито разходи и производство на електроенергия (в някои случаи) побеждават слънчевата.

    От друга страна, ние също ще говорим за това, което обичам да наричам „възобновяеми източници със заместващ знак“. Това са нови и невероятно мощни енергийни източници, които произвеждат нулеви въглеродни емисии, но чиито вторични разходи за околната среда и обществото все още не са проучени (и може да се окажат вредни).

    Като цяло, това, което ще разгледаме тук, е, че докато слънчевата енергия ще стане доминиращ енергиен източник до средата на века, бъдещето също ще бъде съставено от енергиен коктейл от възобновяеми източници и заместващи символи. Така че нека започнем с възобновяемата енергия NIMBYs по целия свят мразят със страст.

    Вятърна енергия, това, което Дон Кихот не знаеше

    Когато специалистите говорят за възобновяема енергия, повечето смесват вятърните паркове със слънчевата енергия. Причината? Е, сред всички възобновяеми енергийни източници на пазара, гигантските вятърни мелници са най-видими – те стърчат като възпалени палци край нивите на фермерите и изолирани (и не толкова изолирани) гледки към крайбрежието в много части на света.

    Но докато a вокален електорален кръг ги мрази, в някои части на света те революционизират енергийния микс. Това е така, защото докато някои страни са благословени със слънце, други имат вятър и то много. Това, което някога беше раздразнение за унищожаване на чадъри, капаци на прозорци и съсипване на прическа е култивиран (особено през последните пет до седем години) в електроцентрала за производство на възобновяема енергия.

    Вземете скандинавските страни например. Вятърната енергия нараства с толкова бързи темпове във Финландия и Дания, че те изяждат маржовете на печалбата на своите въглищни електроцентрали. Това са въглищни електроцентрали, между другото, които трябваше да защитят тези страни от „ненадеждна“ възобновяема енергия. Сега Дания и Финландия планират да премахнат тези електроцентрали, 2,000 мегавата мръсна енергия, извън системата от 2030.

    Но това не е всичко, хора! Дания е станала толкова гангстерска по отношение на вятърната енергия, че планира да се откаже напълно от въглищата до 2030 г. и да прехвърли цялата си икономика към възобновяема енергия (предимно от вятър) от 2050. Междувременно нови дизайни на вятърни мелници (напр. един, две) излизат през цялото време, които биха могли да революционизират индустрията и потенциално да направят вятърната енергия толкова привлекателна за богатите на слънце страни, колкото и за богатите на вятър.

    Отглеждане на вълните

    Свързана с вятърните мелници, но заровена дълбоко под морето, е третата най-популярна форма на възобновяема енергия: приливите. Приливните мелници изглеждат подобни на вятърните мелници, но вместо да събират енергия от вятъра, те събират енергията си от океанските приливи и отливи.

    Приливните ферми не са толкова популярни, нито пък привличат толкова много инвестиции, както слънчевата и вятърната енергия. Поради тази причина tidal никога няма да бъде основен играч в микса от възобновяеми източници извън няколко страни, като Обединеното кралство. Това е жалко, защото според UK Marine Foresight Panel, ако уловим само 0.1 процента от енергията на кинетичните приливи на Земята, това би било достатъчно, за да захранва света.

    Енергията на приливите и отливите също има някои уникални предимства пред слънцето и вятъра. Например, за разлика от слънцето и вятъра, приливите наистина работят 24/7. Приливите и отливите са почти постоянни, така че винаги знаете колко енергия ще генерирате през даден ден - чудесно за предвидимост и планиране. И най-важното за NIMBY там, тъй като приливните ферми се намират на дъното на океана, те на практика са далеч от погледа, далеч от ума.

    Възобновяеми енергийни източници от старата школа: водни и геотермални

    Може да си помислите, че е странно, че когато говорим за възобновяеми енергийни източници, не отделяме много време на някои от най-старите и широко разпространени форми на възобновяеми енергийни източници: водни и геотермални. Е, има основателна причина за това: изменението на климата скоро ще подкопае изходната мощност на хидроенергията, докато геотермалната енергия ще стане по-малко икономична в сравнение със слънчевата и вятърната енергия. Но нека копаем малко по-дълбоко.

    Повечето от водноелектрическите язовири в света се захранват от големи реки и езера, които се захранват от сезонното топене на ледниците от близките планински вериги и в по-малка степен от подпочвените води от дъждовните региони високо над морското равнище. През следващите десетилетия изменението на климата ще намали (стопи или изсъхне) количеството вода, което идва от двата водоизточника.

    Пример за това може да се види в Бразилия, страна с един от най-екологичните енергийни миксове в света, генерираща над 75 процента от енергията си от водноелектрическа енергия. През последните години намаляват валежите и се увеличават сушите причиняваше редовни прекъсвания на захранването (затъмнения и затъмнения) през по-голямата част от годината. Подобни енергийни уязвимости ще стават много по-често срещани с всяко изминало десетилетие, принуждавайки страните, които зависят от водната енергия, да инвестират доларите си за възобновяема енергия другаде.

    Междувременно концепцията за геотермална е достатъчно основна: под определена дълбочина Земята винаги е гореща; пробийте дълбок отвор, пуснете някои тръби, налейте вода, съберете горещата пара, която се издига, и използвайте тази пара, за да задвижите турбина и да генерирате енергия.

    В някои страни като Исландия, където са „благословени“ с голям брой вулкани, геотермалната енергия е огромен генератор на безплатна и зелена енергия – тя произвежда близо 30 процента от мощността на Исландия. И в избрани райони на света, които имат сходни тектонични характеристики, си струва да се инвестира в такава форма на енергия. Но навсякъде другаде геотермалните централи са скъпи за изграждане и тъй като цената на слънчевата и вятърната енергия намалява всяка година, геотермалната енергия просто няма можете да се състезавате в повечето страни.

    Възобновяемите енергийни източници със заместващ знак

    Противниците на възобновяемите енергийни източници често казват, че поради тяхната ненадеждност трябва да инвестираме в големи, установени и мръсни енергийни източници – като въглища, нефт и втечнен природен газ – за да осигурим постоянни количества енергия, за да задоволим нуждите си. Тези енергийни източници се наричат ​​„базови“ източници на енергия, тъй като те традиционно са служили като гръбнак на нашата енергийна система. Но в някои части на света, особено страни като Франция, ядрената енергия е основният източник на енергия за избор.

    Ядрената енергия е част от световния енергиен микс от края на Втората световна война. Въпреки че технически произвежда значително количество енергия с нулеви въглеродни емисии, страничните ефекти от гледна точка на токсични отпадъци, ядрени аварии и разпространение на ядрени оръжия направиха съвременните инвестиции в ядрена енергия почти невъзможни.

    Въпреки това ядрената енергия не е единствената игра в града. Има два нови типа невъзобновяеми енергийни източници, за които си струва да говорим: торий и термоядрена енергия. Мислете за тях като за ядрена енергия от следващо поколение, но по-чиста, по-безопасна и много по-мощна.

    Торий и синтез зад ъгъла?

    Ториевите реактори работят с ториев нитрат, ресурс, който е четири пъти по-изобилен от урана. Те също генерират много повече енергия от реакторите, захранвани с уран, произвеждат по-малко отпадъци, не могат да бъдат превърнати в бомби с оръжеен клас и са практически устойчиви на разтопяване. (Гледайте петминутно обяснение на ториевите реактори тук.)

    Междувременно термоядрените реактори основно работят с морска вода - или за да бъдем точни, комбинация от водородните изотопи тритий и деутерий. Докато ядрените реактори генерират електричество чрез разделяне на атоми, термоядрените реактори отнемат страница от книгата на нашето слънце и се опитват да слеят атоми заедно. (Гледайте осемминутно обяснение на термоядрените реактори тук.)

    И двете технологии за генериране на енергия трябваше да излязат на пазара в края на 2040-те години на миналия век — твърде късно, за да променят реално световните енергийни пазари, да не говорим за нашата борба срещу изменението на климата. За щастие, това може да не е така твърде дълго.

    Технологията около ториевите реактори до голяма степен вече съществува и се работи активно преследвани от Китай. Всъщност те обявиха своите планове за изграждане на напълно функциониращ реактор с торий през следващите 10 години (средата на 2020-те). Междувременно термоядрената енергия е хронично недофинансирана от десетилетия, но отскоро новини от Lockheed Martin показва, че нов термоядрен реактор също може да бъде само след десетилетие.

    Ако някой от тези енергийни източници влезе в действие през следващото десетилетие, това ще изпрати шокови вълни на енергийните пазари. Ториевата и термоядрената енергия имат потенциала да въведат огромни количества чиста енергия в нашата енергийна мрежа по-бързо от възобновяемите източници, тъй като те няма да се нуждаят от нас, за да прекабеляваме съществуващата електрическа мрежа. И тъй като това са капиталоемки и централизирани форми на енергия, те ще бъдат много привлекателни за тези традиционни комунални компании, които искат да се борят срещу растежа на слънчевата енергия.

    В края на деня това е хвърляне. Ако торият и синтезът навлязат на търговските пазари през следващите 10 години, те биха могли да изместят възобновяемите източници като бъдещето на енергията. Още повече от това и възобновяемите енергийни източници печелят. Така или иначе, евтината и изобилна енергия е в нашето бъдеще.

    И така, как наистина изглежда свят с неограничена енергия? Най-накрая отговаряме на този въпрос в шеста част от нашата серия Бъдещето на енергията.

    БЪДЕЩЕТО НА ВРЪЗКИТЕ ЗА ENERGY SERIES

    Бавната смърт на ерата на въглеродната енергия: бъдещето на енергията P1

    Масло! Спусъкът за възобновяемата ера: Бъдещето на енергията P2

    Възходът на електрическата кола: Бъдещето на енергията P3

    Слънчевата енергия и възходът на енергийния интернет: бъдещето на енергията P4

    Нашето бъдеще в свят, изобилстващ от енергия: Бъдещето на енергията P6

    Следваща планирана актуализация за тази прогноза

    2023-12-09

    Справки за прогнози

    Следните популярни и институционални връзки бяха посочени за тази прогноза:

    Бъдеща времева линия

    Следните връзки на Quantumrun бяха посочени за тази прогноза: