Quantumrun

CRÈDIT DE LA IMATGE: Quantumrun

Energies renovables vs. els comodins de tori i energia de fusió: el futur de l'energia P5

David Tal, editor, futurista
@DavidTalWrites
LinkedIn

Dimarts, 09/15/2020 - 10:23

De la mateixa manera que el solar no genera energia les 24 hores del dia, els 7 dies de la setmana, tampoc funciona massa bé en alguns llocs del món en comparació amb altres. Creieu-me, venint del Canadà, hi ha mesos en què amb prou feines es veu el sol. És probable que sigui molt pitjor als països nòrdics i a Rússia, potser això també explica la gran quantitat de heavy metal i vodka que es gaudeix allà dalt.

Però com s'esmenta al part anterior d'aquesta sèrie Future of Energy, l'energia solar no és l'únic joc renovable de la ciutat. De fet, hi ha una varietat d'opcions d'energies renovables la tecnologia de les quals s'està desenvolupant amb la mateixa rapidesa que la solar, i els costos i la producció d'electricitat (en alguns casos) superen la solar.

D'altra banda, també parlarem del que m'agrada anomenar "renovables comodís". Es tracta de fonts d'energia noves i increïblement potents que produeixen zero emissions de carboni, però els costos secundaris de les quals per al medi ambient i la societat encara no s'han estudiat (i poden resultar perjudicials).

En total, el punt que explorarem aquí és que, mentre que la solar es convertirà en la font d'energia dominant a mitjans de segle, el futur també estarà format per un còctel energètic de renovables i comodins. Així que comencem amb la renovable que NIMBYs arreu del món odi amb passió.

L'energia eòlica, allò que don Quixot no sabia

Quan els experts parlen d'energies renovables, la majoria es troben en els parcs eòlics juntament amb l'energia solar. La raó? Bé, entre totes les energies renovables del mercat, els molins de vent gegants són els més visibles: sobresurten com els polzes adolorits als camps dels agricultors i vistes aïllades (i no tan aïllades) davant del mar a moltes parts del món.

Però mentre a circumscripció vocal els odia, en algunes parts del món, estan revolucionant el mix energètic. Això és perquè, mentre que alguns països tenen el sol, d'altres tenen vent i molt. El que una vegada va ser un molèstia que destrueix els paraigües, tanca finestres i arruïna els pentinats s'ha conreat (especialment durant els darrers cinc a set anys) en una central de generació d'energia renovable.

Prenguem els països nòrdics, per exemple. L'energia eòlica ha anat creixent a un ritme tan ràpid a Finlàndia i Dinamarca que s'estan consumint els marges de benefici de les seves centrals elèctriques de carbó. Es tracta, per cert, de centrals elèctriques de carbó que se suposa que havien de protegir aquests països de les energies renovables "poc fiables". Ara, Dinamarca i Finlàndia tenen previst eliminar aquestes centrals elèctriques, 2,000 megawatts d'energia bruta, fora del sistema per 2030.

Però això no és tot gent! Dinamarca s'ha convertit en una gran quantitat d'energia eòlica que planegen eliminar completament el carbó l'any 2030 i fer la transició de tota la seva economia cap a l'energia renovable (principalment eòlica). per 2050. Mentrestant, nous dissenys de molins de vent (ex. 01:00, 02:00) estan sortint tot el temps que podrien revolucionar la indústria i potencialment fer que l'energia eòlica sigui tan atractiva per als països rics en sol com ho són per als rics en vent.

Cultivant les onades

Relacionada amb els molins de vent, però enterrada profundament sota el mar, hi ha la tercera forma d'energia renovable més popular: les marees. Els molins de marea s'assemblen als molins de vent, però en lloc de recollir energia del vent, recullen la seva energia de les marees oceàniques.

Les granges mareomotrius no són tan populars ni atreuen tanta inversió, com ara la solar i l'eòlica. Per aquest motiu, Tidal mai serà un actor important en la combinació de renovables fora d'uns quants països, com el Regne Unit. És una llàstima perquè, segons el Panell de Previsió Marina del Regne Unit, si captussim només el 0.1 per cent de l'energia de la marea cinètica de la Terra, n'hi hauria prou per alimentar el món.

L'energia mareomotriu també té alguns avantatges únics respecte al solar i al vent. Per exemple, a diferència del solar i el vent, la marea realment funciona les 24 hores del dia. Les marees són gairebé constants, de manera que sempre sabeu quina potència generareu durant un dia determinat, ideal per a la previsibilitat i la planificació. I el més important per als NIMBY que hi ha, ja que les granges de marees es troben al fons de l'oceà, efectivament estan fora de la vista, fora de la ment.

Renovables de la vella escola: hidràulica i geotèrmica

Podríeu pensar que és estrany que quan parlem de renovables, no donem gaire temps a algunes de les formes renovables més antigues i adoptades: hidrotèrmica i geotèrmica. Bé, hi ha una bona raó per això: el canvi climàtic aviat erosionarà la producció d'energia hidràulica, mentre que la geotèrmica serà menys econòmica en comparació amb la solar i l'eòlica. Però aprofundim una mica més.

La majoria de les preses hidroelèctriques del món s'alimenten de grans rius i llacs que s'alimenten de la fusió estacional de les glaceres de les serralades properes i, en menor mesura, de les aigües subterrànies de les regions plujoses sobre el nivell del mar. Durant les properes dècades, el canvi climàtic reduirà (es fon o s'asseca) la quantitat d'aigua que prové d'aquestes dues fonts d'aigua.

Un exemple d'això es pot veure al Brasil, un país amb una de les barreges energètiques més ecològiques del món, que genera més del 75 per cent de la seva energia a partir de l'energia hidroelèctrica. En els darrers anys, s'han reduït les precipitacions i l'augment de les sequeres provocava interrupcions periòdiques de l'alimentació (apagades i apagues) durant gran part de l'any. Aquestes vulnerabilitats energètiques seran molt més comunes amb cada dècada que passa, obligant els països que depenen de l'energia hidràulica a invertir els seus dòlars renovables en altres llocs.

Mentrestant, el concepte de geotèrmia és prou bàsic: per sota d'una certa profunditat, la Terra sempre està calenta; Perforar un forat profund, introduir una canonada, abocar aigua, recollir el vapor calent que puja i utilitzar aquest vapor per alimentar una turbina i generar energia.

En alguns països com Islàndia, on estan "beneïts" amb un gran nombre de volcans, la geotèrmia és un generador massiu d'energia lliure i verda: produeix gairebé el 30 per cent de l'energia d'Islàndia. I en zones selectes del món que tenen característiques tectòniques similars, és una forma d'energia que val la pena invertir. Però a la majoria d'altres llocs, les plantes geotèrmiques són cares de construir i amb el solar i el vent que disminueixen de preu cada any, la geotèrmica simplement no ho farà. poder competir a la majoria de països.

El comodí de les renovables

Els opositors a les renovables sovint diuen que, a causa de la seva falta de fiabilitat, hem d'invertir en fonts d'energia grans, establertes i brutes, com el carbó, el petroli i el gas natural liquat, per proporcionar quantitats consistents d'energia per satisfer les nostres necessitats. Aquestes fonts d'energia s'anomenen fonts d'energia de "càrrega bàsica" perquè tradicionalment han servit com a columna vertebral del nostre sistema energètic. Però en algunes parts del món, especialment països com França, l'energia nuclear ha estat la font d'energia de càrrega bàsica preferida.

La nuclear forma part de la combinació energètica mundial des del final de la Segona Guerra Mundial. Tot i que tècnicament produeix una quantitat substancial d'energia amb zero carboni, els efectes secundaris en termes de residus tòxics, accidents nuclears i proliferació d'armes nuclears han fet que les inversions modernes en nuclear siguin gairebé impossibles.

Dit això, el nuclear no és l'únic joc a la ciutat. Hi ha dos nous tipus de fonts d'energia no renovables que val la pena parlar: el tori i l'energia de fusió. Penseu en aquestes com a energia nuclear de nova generació, però més neta, segura i molt més potent.

Tori i fusió a la volta de la cantonada?

Els reactors de tori funcionen amb nitrat de tori, un recurs que és quatre vegades més abundant que l'urani. També generen molta més energia que els reactors d'urani, produeixen menys residus, no es poden convertir en bombes de grau militar i són pràcticament a prova de fusió. (Mireu una explicació de cinc minuts dels reactors de tori aquí.)

Mentrestant, els reactors de fusió funcionen bàsicament amb aigua de mar, o per ser exactes, una combinació dels isòtops de l'hidrogen triti i deuteri. On els reactors nuclears generen electricitat dividint els àtoms, els reactors de fusió treuen una pàgina del llibre de jocs del nostre sol i intenten fusionar els àtoms. (Mireu una explicació de vuit minuts dels reactors de fusió aquí.)

Aquestes dues tecnologies de generació d'energia havien de sortir al mercat a finals de la dècada de 2040, massa tard per marcar realment la diferència en els mercats energètics del món, i molt menys en la nostra lluita contra el canvi climàtic. Afortunadament, potser aquest no serà el cas durant massa temps.

La tecnologia al voltant dels reactors de tori ja existeix i s'està desenvolupant de manera activa perseguit per la Xina. De fet, van anunciar els seus plans per construir un reactor de tori en ple funcionament en els propers 10 anys (a mitjans de la dècada de 2020). Mentrestant, l'energia de fusió ha estat crònicament infrafinançada durant dècades, però recentment notícies de Lockheed Martin indica que un nou reactor de fusió també podria estar a només una dècada.

Si qualsevol d'aquestes fonts d'energia entra en línia durant la propera dècada, enviarà ones de xoc als mercats energètics. El tori i l'energia de fusió tenen el potencial d'introduir quantitats massives d'energia neta a la nostra xarxa energètica més ràpidament que les renovables, ja que no necessitaran que tornem a cablejar la xarxa elèctrica existent. I com que aquestes són formes d'energia centralitzades i intensives en capital, seran molt atractives per a aquelles empreses de serveis públics tradicionals que busquen lluitar contra el creixement de l'energia solar.

Al final del dia, és una tirada. Si el tori i la fusió entren als mercats comercials en els propers 10 anys, podrien superar les renovables com a futur de l'energia. Més temps que això i les renovables guanyen. Sigui com sigui, l'energia barata i abundant està en el nostre futur.

Aleshores, com és realment un món amb energia il·limitada? Finalment responem a aquesta pregunta sisena part de la nostra sèrie El futur de l'energia.