Obnovitelné zdroje vs. thorium a zástupné znaky energie z jaderné syntézy: Budoucnost energie P5

 Stejně jako solární energie nevyrábí energii 24 hodin denně, 7 dní v týdnu, také na některých místech světa ve srovnání s jinými nefunguje příliš dobře. Věřte mi, pocházím z Kanady a jsou měsíce, kdy sotva vidíte slunce. V severských zemích a Rusku je to pravděpodobně mnohem horší – možná to také vysvětluje značné množství heavy metalu a vodky, které si tam nahoře užívali.

Ale jak je uvedeno v předchozí díl této série Future of Energy není solární energie jedinou obnovitelnou hrou ve městě. Ve skutečnosti existuje celá řada možností obnovitelné energie, jejichž technologie se vyvíjí stejně rychle jako solární a jejichž náklady a výroba elektřiny (v některých případech) překonávají solární energii.

Na druhou stranu, budeme také mluvit o tom, co rád nazývám „divoké obnovitelné zdroje“. Jedná se o nové a neuvěřitelně výkonné zdroje energie, které produkují nulové emise uhlíku, ale jejichž sekundární náklady na životní prostředí a společnost musí být ještě prozkoumány (a mohou se ukázat jako škodlivé).

Celkově vzato, bod, který zde prozkoumáme, je, že zatímco solární energie se stane dominantním zdrojem energie do poloviny století, budoucnost bude také tvořena energetickým koktejlem obnovitelných zdrojů a zástupných znaků. Začněme tedy s obnovitelnými zdroji NIMBY po celém světě nenávist s vášní.

Větrná energie, co Don Quijote neznal

Když vědci mluví o obnovitelné energii, většina hromadí ve větrných elektrárnách vedle solární energie. Důvod? No, mezi všemi obnovitelnými zdroji na trhu jsou obří větrné mlýny nejviditelnější – trčí jako bolavý palec podél polí farmářů a izolovaných (a ne tak izolovaných) pohledů na nábřeží v mnoha částech světa.

Ale zatímco a hlasový obvod nenávidí je, v některých částech světa revolučně mění energetický mix. Je to proto, že zatímco některé země jsou požehnány sluncem, jiné mají vítr a hodně. Co bylo kdysi an mrzutost ničící deštník, okenice a ničící účes se vypěstovala (zejména v posledních pěti až sedmi letech) v elektrárnu výroby obnovitelné energie.

Vezměte si například severské země. Větrná energie roste ve Finsku a Dánsku tak rychle, že požírá marže svých uhelných elektráren. To jsou mimochodem uhelné elektrárny, které měly tyto země chránit před „nespolehlivými“ obnovitelnými zdroji energie. Nyní Dánsko a Finsko plánují vyřadit tyto elektrárny, 2,000 megawattů špinavé energie, ze systému by 2030.

Ale to není všechno, lidi! Dánsko natolik rozbilo větrnou energii, že plánuje do roku 2030 úplně vyřadit uhlí a převést celou svou ekonomiku na obnovitelné zdroje energie (většinou z větru) by 2050. Mezitím nové návrhy větrných mlýnů (např. jedna, dvě) neustále vycházejí, což by mohlo způsobit revoluci v tomto odvětví a potenciálně učinit větrnou energii stejně atraktivní pro země bohaté na slunce jako pro země bohaté na vítr.

Chov na vlnách

S větrnými mlýny, ale pohřbená hluboko pod mořem, je třetí nejvíce medializovaná forma obnovitelné energie: přílivová. Přílivové mlýny vypadají podobně jako větrné mlýny, ale místo aby sbíraly energii z větru, sbírají svou energii z oceánských přílivů a odlivů.

Přílivové farmy nejsou zdaleka tak populární a ani nepřitahují tolik investic, jako je solární a větrná energie. Z tohoto důvodu nebude přílivová společnost nikdy hlavním hráčem v obnovitelném mixu mimo několik zemí, jako je Spojené království. To je škoda, protože podle britského panelu Marine Foresight Panel, pokud bychom zachytili pouze 0.1 procenta kinetické energie přílivu a odlivu Země, stačilo by to k napájení světa.

Přílivová energie má také některé jedinečné výhody oproti slunci a větru. Například, na rozdíl od slunce a větru, příliv a odliv skutečně běží 24/7. Příliv a odliv je téměř konstantní, takže vždy víte, kolik energie vyrobíte během kteréhokoli dne – skvělé pro předvídatelnost a plánování. A co je nejdůležitější pro NIMBY tam venku, protože přílivové farmy leží na dně oceánu, jsou v podstatě mimo dohled, mimo mysl.

Stará škola obnovitelné zdroje: vodní a geotermální

Možná si myslíte, že je zvláštní, že když mluvíme o obnovitelných zdrojích, nevěnujeme mnoho vysílacího času některým z nejstarších a nejrozšířenějších forem obnovitelných zdrojů: vodním a geotermálním. Má to dobrý důvod: Změna klimatu brzy naruší výkon vodních elektráren, zatímco geotermální energie bude ve srovnání se solárními a větrnými zdroji méně hospodárná. Ale pojďme se ponořit trochu hlouběji.

Většina světových vodních elektráren je napájena velkými řekami a jezery, která jsou sama napájena sezónním táním ledovců z blízkých horských pásem a v menší míře podzemní vodou z deštivých oblastí vysoko nad hladinou moře. Během nadcházejících desetiletí má změna klimatu snížit (tajit nebo vysychat) množství vody, která pochází z obou těchto vodních zdrojů.

Příkladem může být Brazílie, země s jedním z nejzelenějších energetických mixů na světě, který vyrábí více než 75 procent své energie z vodní energie. V posledních letech se snížilo množství srážek a přibývalo sucho způsobily pravidelné výpadky proudu (zhnědnutí a výpadky) po většinu roku. Taková energetická zranitelnost bude s každým dalším desetiletím mnohem běžnější, což nutí země závislé na vodních elektrárnách investovat své obnovitelné dolary jinam.

Mezitím je pojem geotermální energie dostatečně základní: pod určitou hloubkou je Země vždy horká; vyvrtejte hlubokou díru, vložte nějaké potrubí, nalijte vodu, shromážděte horkou páru, která stoupá, a použijte tuto páru k pohonu turbíny a výrobě energie.

V některých zemích, jako je Island, kde jsou „požehnány“ velkým množstvím sopek, je geotermální energie masivním generátorem volné a zelené energie – vyrábí téměř 30 procent energie Islandu. A ve vybraných oblastech světa, které mají podobné tektonické vlastnosti, je to forma energie, do které se vyplatí investovat. Ale většinou všude jinde je výstavba geotermálních elektráren nákladná a se solárními a větrnými elektrárnami každý rok klesající cena, geotermální energie prostě nebude být schopen konkurovat ve většině zemí.

Zástupné obnovitelné zdroje

Odpůrci obnovitelných zdrojů často říkají, že kvůli jejich nespolehlivosti musíme investovat do velkých, zavedených a špinavých zdrojů energie – jako je uhlí, ropa a zkapalněný zemní plyn – abychom zajistili konzistentní množství energie pro uspokojení našich potřeb. Tyto zdroje energie jsou označovány jako „základní“ zdroje energie, protože tradičně sloužily jako páteř našeho energetického systému. Ale v některých částech světa, zejména v zemích, jako je Francie, je jaderná energie preferovaným zdrojem energie pro základní zatížení.

Jaderná energie je součástí světového energetického mixu od konce druhé světové války. I když technicky produkuje značné množství energie s nulovými emisemi uhlíku, vedlejší účinky v podobě toxického odpadu, jaderných havárií a šíření jaderných zbraní téměř znemožnily moderní investice do jádra.

To znamená, že nukleární není jediná hra ve městě. Existují dva nové typy neobnovitelných zdrojů energie, o kterých stojí za to mluvit: Thorium a Fusion energy. Představte si je jako jadernou energii nové generace, ale čistší, bezpečnější a mnohem výkonnější.

Thorium a fúze za rohem?

Thoriové reaktory fungují na dusičnanu thoria, což je zdroj, který je čtyřikrát hojnější než uran. Vytvářejí také mnohem více energie než reaktory poháněné uranem, produkují méně odpadu, nelze je přeměnit na bomby pro zbraně a jsou prakticky odolné proti roztavení. (Podívejte se na pětiminutové vysvětlení reaktorů Thorium zde.)

Mezitím fúzní reaktory v podstatě běží na mořskou vodu – nebo přesněji na kombinaci izotopů vodíku tritia a deuteria. Tam, kde jaderné reaktory vyrábějí elektřinu štěpením atomů, fúzní reaktory vyjímají stránku z příručky našeho Slunce a snaží se atomy sloučit dohromady. (Podívejte se na osmiminutový výklad o fúzních reaktorech zde.)

Obě tyto technologie generující energii měly přijít na trh koncem 2040. let XNUMX. století – příliš pozdě na to, aby skutečně změnily světové trhy s energií, nemluvě o našem boji proti změně klimatu. Naštěstí to tak nemusí být příliš dlouho.

Technologie kolem thoriových reaktorů již z velké části existuje a aktivně se rozvíjí pronásledovaný Čínou. Ve skutečnosti oznámili své plány na vybudování plně funkčního reaktoru Thorium během příštích 10 let (polovina 2020). Mezitím byla energie z jaderné syntézy po desetiletí chronicky podfinancována, ale nedávno novinky od Lockheed Martin naznačuje, že nový fúzní reaktor by mohl být také jen deset let daleko.

Pokud se některý z těchto zdrojů energie objeví online během příští dekády, vyšle energetické trhy otřesy. Thorium a energie z jaderné syntézy mají potenciál zavést obrovské množství čisté energie do naší energetické sítě rychleji než obnovitelné zdroje, protože nás nebudou potřebovat k přepojování stávající elektrické sítě. A protože se jedná o kapitálově náročné a centralizované formy energie, budou velmi atraktivní pro tradiční energetické společnosti, které chtějí bojovat proti růstu solární energie.

Na konci dne je to přehazování. Pokud thorium a fúze vstoupí na komerční trhy během příštích 10 let, mohly by předběhnout obnovitelné zdroje jako budoucnost energetiky. Ještě déle a obnovitelné zdroje zvítězí. Ať tak či onak, levná a hojná energie je v naší budoucnosti.

Jak tedy skutečně vypadá svět s neomezenou energií? Na tuto otázku konečně odpovídáme šestý díl naší série Future of Energy.

BUDOUCNOST ODKAZŮ ŘADY ENERGIE

Pomalá smrt éry uhlíkové energie: Budoucnost energie P1

Olej! Spouštěč obnovitelné éry: Budoucnost energie P2

Vzestup elektromobilu: Budoucnost energie P3

Solární energie a vzestup energetického internetu: Budoucnost energie P4

Naše budoucnost ve světě bohatém na energii: Budoucnost energie P6