Ynni solar a chynnydd y rhyngrwyd ynni: Dyfodol Ynni P4

Rydyn ni wedi siarad am gwymp egni budr. Rydym wedi siarad am y diwedd olew. Ac rydym yn siarad am y cynnydd o cerbydau trydan. Nesaf, rydyn ni'n mynd i siarad am y grym y tu ôl i'r holl dueddiadau hyn—ac mae ar fin newid y byd fel rydyn ni'n ei adnabod mewn dim ond dau i dri degawd.

Ynni adnewyddadwy bron yn rhad ac am ddim, diderfyn, glân.

Mae'n fath o fargen fawr. A dyna pam y bydd gweddill y gyfres hon yn ymdrin â'r tueddiadau a'r technolegau hynny a fydd yn trosglwyddo'r ddynoliaeth o fyd sy'n agored i niwed i ynni i fyd sy'n llawn ynni, gan gwmpasu'r effeithiau y bydd hyn yn eu cael ar ein heconomi, gwleidyddiaeth y byd, ac ar eich bywyd bob dydd. Mae hwn yn stwff eithaf heady, dwi'n gwybod, ond peidiwch â phoeni, ni fyddaf yn cerdded yn rhy gyflym wrth i mi eich tywys drwyddo.

Gadewch i ni ddechrau gyda'r math mwyaf amlwg o ynni adnewyddadwy, diderfyn, glân, bron yn rhad ac am ddim: pŵer solar.

Solar: pam ei fod yn siglo a pham ei fod yn anochel

Erbyn hyn, rydyn ni i gyd yn gyfarwydd â beth yw pŵer solar: yn y bôn rydyn ni'n cymryd paneli amsugno ynni mawr ac yn eu cyfeirio at adweithydd ymasiad mwyaf ein system solar (yr haul) gyda'r nod o drawsnewid golau'r haul yn drydan y gellir ei ddefnyddio. Ynni rhad ac am ddim, diderfyn, a glân. Swnio'n anhygoel! Felly pam na ddechreuodd yr haul ddegawdau yn ôl ar ôl i'r dechnoleg gael ei dyfeisio?

Wel, gwleidyddiaeth a'n carwriaeth ag olew rhad o'r neilltu, y prif faen tramgwydd fu'r gost. Roedd yn arfer bod yn wirion o ddrud i gynhyrchu llawer iawn o drydan gan ddefnyddio solar, yn enwedig o'i gymharu â llosgi glo neu olew. Ond fel maen nhw bob amser yn ei wneud, mae pethau'n newid, ac yn yr achos hwn, er gwell.

Rydych chi'n gweld, y gwahaniaeth allweddol rhwng ffynonellau ynni solar a charbon (fel glo ac olew) yw bod un yn dechnoleg, tra bod y llall yn danwydd ffosil. Mae technoleg yn gwella, mae'n dod yn rhatach ac yn rhoi mwy o elw dros amser; tra gyda thanwydd ffosil, yn y rhan fwyaf o achosion, mae eu gwerth yn codi, yn marweiddio, yn dod yn gyfnewidiol, ac yn olaf yn gostwng dros amser.

Mae'r berthynas hon wedi chwarae allan yn rhy amlwg ers dechrau'r 2000au. Mae technoleg solar wedi gweld faint o bŵer y mae'n ei gynhyrchu'n effeithlon, tra bod ei gostau wedi gostwng (75 y cant yn y pum mlynedd diwethaf yn unig). Erbyn 2020, bydd ynni solar yn dod yn gystadleuol o ran prisiau gyda thanwydd ffosil, hyd yn oed heb gymorthdaliadau. Erbyn 2030, bydd ynni solar yn costio cyfran fach iawn o'r hyn y mae tanwyddau ffosil yn ei wneud ac yn gweithio'n fwy effeithlon. Yn y cyfamser, mae costau olew wedi ffrwydro trwy lawer o'r 2000au, ochr yn ochr â chostau (ariannol ac amgylcheddol) adeiladu a chynnal gweithfeydd pŵer tanwydd ffosil (fel glo).

Os byddwn yn dilyn y tueddiadau solar, mae'r dyfodolwr Ray Kurzweil wedi rhagweld y gallai solar fodloni 100 y cant o anghenion ynni heddiw mewn ychydig llai na dau ddegawd. Eisoes mae cynhyrchu pŵer solar wedi dyblu bob dwy flynedd am y 30 mlynedd diwethaf. Yr un modd, y Asiantaeth Ynni Rhyngwladol a ragwelir y bydd yr haul (solar) yn dod yn ffynhonnell drydan fwyaf y byd erbyn 2050, ymhell ar y blaen i bob math arall o danwydd ffosil ac adnewyddadwy gyda'i gilydd.

Rydym yn mynd i mewn i oes lle ni waeth faint o ynni tanwydd ffosil sydd ar gael, bydd ynni adnewyddadwy yn dal yn rhatach. Felly beth mae hyn yn ei olygu yn y byd go iawn?

Buddsoddiad solar a mabwysiadu yn cyrraedd y berwbwynt

Bydd y newid yn dod yn araf ar y dechrau, yna yn sydyn, bydd popeth yn wahanol.

Pan fydd rhai pobl yn meddwl am gynhyrchu pŵer solar, maen nhw'n dal i feddwl am weithfeydd pŵer solar annibynnol lle mae cannoedd, efallai miloedd, o baneli solar yn carpedu ystod enfawr o anialwch mewn rhan anghysbell o'r wlad. A bod yn deg, bydd gosodiadau o'r fath yn chwarae rhan fawr yn ein cymysgedd ynni yn y dyfodol, yn enwedig gyda'r math o arloesiadau sydd ar y gweill.

Dwy enghraifft gyflym: Dros y degawd nesaf, rydyn ni'n mynd i weld technoleg celloedd solar yn cynyddu ei gallu i wneud hynny trosi golau'r haul i ynni o 25 y cant i bron i 50 y cant. Yn y cyfamser, bydd chwaraewyr mwy fel IBM yn dod i mewn i'r farchnad gyda chasglwyr solar a allai chwyddo pŵer 2,000 o haul.

Er bod y datblygiadau arloesol hyn yn addawol, dim ond cyfran fach iawn y maent yn eu cynrychioli o'r hyn y bydd ein system ynni yn esblygu iddo. Mae dyfodol ynni yn ymwneud â datganoli, mae'n ymwneud â democrateiddio, mae'n ymwneud â phŵer i'r bobl. (Ydw, dwi'n sylweddoli pa mor gloff oedd hynny'n swnio. Delio ag e.)

Yr hyn y mae hyn yn ei olygu yw yn hytrach na chanoli cynhyrchu trydan ymhlith y cyfleustodau, bydd mwy a mwy o drydan yn dechrau cael ei gynhyrchu lle caiff ei ddefnyddio: gartref. Yn y dyfodol, bydd solar yn caniatáu i bobl gynhyrchu eu trydan eu hunain am gost is na chael y trydan hwnnw o'u cyfleustodau lleol. Mewn gwirionedd, mae hyn eisoes yn digwydd.

Yn Queensland, Awstralia, gostyngodd prisiau trydan i bron i sero ym mis Gorffennaf 2014. Fel arfer, mae prisiau'n amrywio tua $40-$50 fesul megawat awr, felly beth ddigwyddodd?

Digwyddodd solar. Solar to, i fod yn fanwl gywir. Mae gan 350,000 o adeiladau yn Queensland baneli solar ar y to, gyda'i gilydd yn cynhyrchu 1,100 Megawat o drydan.

Yn y cyfamser, mae'r un peth yn digwydd ar draws rhanbarthau mawr o Ewrop (yr Almaen, Sbaen, a Phortiwgal, yn enwedig), lle mae solar ar raddfa breswyl wedi cyrraedd “cydraddoldeb grid” (costau'r un peth) gyda phrisiau trydan preswyl cyfartalog wedi'u pweru gan gyfleustodau traddodiadol. Roedd Ffrainc hyd yn oed wedi deddfu bod pob adeilad newydd mewn parthau masnachol yn cael ei adeiladu gyda thoeau planhigion neu solar. Pwy a ŵyr, efallai y bydd deddfwriaeth debyg ryw ddydd yn gweld ffenestri adeiladau cyfan a skyscrapers yn cael eu disodli gan baneli solar tryloyw—ie, ffenestri paneli solar!

Ond hyd yn oed ar ôl hyn i gyd, dim ond traean o'r chwyldro hwn yw pŵer solar.

Batris, nid yn unig ar gyfer eich car tegan mwyach

Yn union fel y mae paneli solar wedi profi adfywiad mewn datblygiad a buddsoddiad ar raddfa eang, felly hefyd fatris. Amrywiaeth o arloesiadau (ex. un, 2, 3) yn dod ar-lein i'w gwneud yn rhatach, yn llai, yn fwy ecogyfeillgar, ac yn bwysicaf oll, yn caniatáu iddynt storio llawer iawn o bŵer am lawer hirach. Mae'r rheswm y tu ôl i'r buddsoddiadau ymchwil a datblygu hyn yn amlwg: mae batris yn helpu i storio'r ynni y mae solar yn ei gasglu i'w ddefnyddio pan nad yw'r haul yn tywynnu.

Yn wir, efallai eich bod wedi clywed am Tesla yn gwneud sblash mawr yn ddiweddar pan fyddant yn debuted y Mur pŵer Tesla, batri cartref fforddiadwy a all storio hyd at 10-cilowat awr o ynni. Mae batris fel y rhain yn caniatáu i gartrefi ddewis symud oddi ar y grid yn gyfan gwbl (pe baent hefyd yn buddsoddi mewn solar ar y to) neu ddarparu pŵer wrth gefn iddynt yn ystod toriadau grid.

Mae manteision batri eraill i’r cartref bob dydd yn cynnwys bil ynni llawer is i’r aelwydydd hynny sy’n dewis aros yn gysylltiedig â’r grid pŵer lleol, yn enwedig y rheini â phrisiau trydan deinamig. Mae hynny oherwydd gallwch chi addasu eich defnydd o ynni i gasglu a storio ynni yn ystod y dydd pan fo prisiau trydan yn isel, yna mynd oddi ar y grid trwy dynnu pŵer cartref o'ch batri gyda'r nos pan fydd prisiau trydan yn codi. Mae gwneud hyn hefyd yn gwneud eich cartref gymaint â hynny'n wyrddach oherwydd mae lleihau eich ôl troed ynni yn ystod y nos yn disodli ynni a gynhyrchir fel arfer gan danwydd budr, fel glo.

Ond nid newidiwr gêm ar gyfer y perchennog tŷ cyffredin yn unig fydd batris; mae busnesau mawr a chyfleustodau hefyd yn dechrau gosod batris maint diwydiannol eu hunain. Mewn gwirionedd, maent yn cynrychioli 90 y cant o'r holl osodiadau batri. Mae eu rheswm dros ddefnyddio batris i raddau helaeth yr un fath â'r perchennog tŷ cyffredin: mae'n caniatáu iddynt gasglu ynni o ffynonellau adnewyddadwy fel solar, gwynt a llanw, yna rhyddhau'r ynni hwnnw gyda'r nos, gan wella dibynadwyedd grid ynni yn y broses.

Dyna lle rydyn ni'n dod at drydydd darn ein chwyldro ynni.

Cynnydd y Rhyngrwyd Ynni

Mae'r ddadl hon sy'n dal i gael ei gwthio gan wrthwynebwyr ynni adnewyddadwy sy'n dweud, gan na all ynni adnewyddadwy (yn enwedig solar) gynhyrchu ynni 24/7, ni ellir ymddiried ynddynt â buddsoddiad ar raddfa fawr. Dyna pam mae angen ffynonellau ynni “llwyth sylfaenol” traddodiadol fel glo, nwy neu niwclear ar gyfer pan nad yw'r haul yn tywynnu.

Yr hyn nad yw'r un arbenigwyr a gwleidyddion yn ei grybwyll, fodd bynnag, yw bod gweithfeydd glo, nwy neu niwclear yn cau drwy'r amser oherwydd rhannau diffygiol neu waith cynnal a chadw wedi'i gynllunio. Ond pan fyddant yn gwneud hynny, nid ydynt o reidrwydd yn cau'r goleuadau i ffwrdd ar gyfer y dinasoedd y maent yn eu gwasanaethu. Mae gennym ni rywbeth a elwir yn grid ynni cenedlaethol. Os bydd un ffatri'n cau, mae ynni o ffatri gyfagos yn codi'r slac ar unwaith, gan gefnogi anghenion pŵer y ddinas.

Gyda rhai mân uwchraddiadau, yr un grid yw'r hyn y bydd ynni adnewyddadwy'n ei ddefnyddio fel pan na fydd yr haul yn tywynnu neu pan na fydd y gwynt yn chwythu mewn un rhanbarth, gellir gwneud iawn am golli pŵer o ranbarthau eraill lle mae ynni adnewyddadwy yn cynhyrchu trydan. A thrwy ddefnyddio'r batris maint diwydiannol a grybwyllir uchod, gallem storio llawer iawn o ynni adnewyddadwy yn rhad yn ystod y dydd i'w rhyddhau gyda'r nos. Mae'r ddau bwynt hyn yn golygu y gall gwynt a solar ddarparu symiau dibynadwy o bŵer ar yr un lefel â ffynonellau ynni llwyth sylfaenol traddodiadol.

Bydd y rhwydwaith newydd hwn o fasnachu ynni adnewyddadwy ar raddfa ddomestig a diwydiannol yn ffurfio “rhyngrwyd ynni” yn y dyfodol - system ddeinamig a hunanreoleiddiol sydd (fel y Rhyngrwyd ei hun) yn imiwn i'r rhan fwyaf o drychinebau naturiol ac ymosodiadau terfysgol, er na chaiff ei rheoli ychwaith. gan unrhyw un monopoli.

Yn y pen draw, mae ynni adnewyddadwy yn mynd i ddigwydd, ond nid yw hynny'n golygu na fydd buddiannau breintiedig yn mynd i lawr heb frwydr.

Solar yn bwyta cinio cyfleustodau

Yn ddigon doniol, hyd yn oed pe bai llosgi glo ar gyfer trydan yn rhad ac am ddim (sy'n wir i raddau helaeth yn Awstralia, un o allforwyr glo mwyaf y byd), mae'n dal i gostio arian i gynnal a gweithredu'r gwaith pŵer, yna cludo ei drydan dros gannoedd o filltiroedd o llinellau pŵer i gyrraedd eich cartref. Mae'r holl seilwaith hwnnw yn rhan fawr o'ch bil trydan. A dyna pam y dewisodd cymaint o’r Queenslanders y darllenoch amdanynt uchod osgoi’r costau hynny drwy gynhyrchu eu trydan eu hunain gartref—dim ond yr opsiwn rhatach ydyw.

Wrth i'r fantais cost solar hon gyflymu i ardaloedd maestrefol a threfol ledled y byd, bydd mwy o bobl yn optio allan o'u gridiau ynni lleol yn rhannol neu'n llawn. Mae hynny'n golygu y bydd costau cynnal a chadw'r seilwaith cyfleustodau presennol yn cael eu talu gan lai a llai o bobl, o bosibl yn codi biliau trydan misol a chreu cymhelliant ariannol hyd yn oed yn fwy i “fabwysiadwyr solar hwyr” fuddsoddi o'r diwedd mewn solar. Dyma'r troell farwolaeth sydd ar ddod sy'n cadw'r cwmnïau cyfleustodau i fyny gyda'r nos.

Wrth wylio’r trên cludo nwyddau hwn yn gwefru eu ffordd, mae rhai o’r cwmnïau cyfleustodau mwyaf yn ôl wedi dewis brwydro yn erbyn y duedd hon i’r pen gwaedlyd. Maen nhw wedi lobïo i newid neu ddod â’r polisïau “mesuryddion net” i ben sy’n caniatáu i berchnogion tai werthu ynni solar gormodol yn ôl i’r grid. Mae eraill yn gweithio i gael deddfwyr i cymeradwyo gordaliadau ar osodiadau solar, tra mae eraill eto yn gweithio i rhewi neu leihau'r gofynion ynni adnewyddadwy ac effeithlonrwydd maent wedi eu deddfu i gyfarfod.

Yn y bôn, mae'r cwmnïau cyfleustodau yn ceisio cael llywodraethau i sybsideiddio eu gweithrediadau ac, mewn rhai achosion, deddfu eu monopolïau dros rwydweithiau ynni lleol. Yn bendant nid cyfalafiaeth yw hynny. Ac ni ddylai llywodraethau fod yn y busnes o amddiffyn diwydiannau rhag technolegau newydd aflonyddgar ac uwchraddol (hy ynni'r haul ac ynni adnewyddadwy arall) sydd â'r potensial i'w disodli (ac o fudd i'r cyhoedd).

Ond er bod symiau enfawr o arian lobïo yn cael eu gwario ar geisio arafu datblygiad ynni solar ac ynni adnewyddadwy arall, mae'r tueddiadau hirdymor yn sefydlog: mae ynni'r haul ac ynni adnewyddadwy ar fin bwyta cinio cyfleustodau. Dyna pam mae cwmnïau cyfleustodau blaengar yn mabwysiadu ymagwedd wahanol.

Mae cyfleustodau hen fyd yn helpu i arwain y gorchymyn ynni byd newydd

Er ei bod yn annhebygol y bydd y rhan fwyaf o bobl yn tynnu'r plwg yn llwyr o'r grid - pwy a ŵyr, beth sy'n digwydd pan fydd eich darpar fab yn gyrru'ch Tesla yn feddw ​​i mewn i fatri'r tŷ yn eich garej - BYDD y rhan fwyaf o bobl yn dechrau defnyddio eu gridiau ynni lleol yn llai a llai gyda phob degawd sy'n mynd heibio. .

Gyda'r ysgrifen ar y wal, mae ychydig o gyfleustodau wedi penderfynu dod yn arweinwyr yn y rhwydwaith ynni adnewyddadwy a dosbarthedig yn y dyfodol. Er enghraifft, mae nifer o gyfleustodau Ewropeaidd yn buddsoddi cyfran o'u helw presennol mewn seilwaith ynni adnewyddadwy newydd, megis solar, gwynt a llanw. Mae'r cyfleustodau hyn eisoes wedi elwa o'u buddsoddiad. Helpodd ynni adnewyddadwy wedi'i ddosbarthu i leihau'r straen ar gridiau trydan yn ystod dyddiau poeth yr haf pan oedd y galw'n uchel. Mae ynni adnewyddadwy hefyd yn lleihau angen cyfleustodau i fuddsoddi mewn gweithfeydd pŵer canolog newydd a drud a llinellau trawsyrru.

Mae cwmnïau cyfleustodau eraill yn edrych hyd yn oed yn nes ymlaen at drawsnewid o fod yn ddarparwyr ynni yn unig i ddod yn ddarparwyr gwasanaethau ynni. Mae SolarCity, cwmni cychwyn sy'n dylunio, ariannu a gosod systemau ynni solar, wedi dechrau gwneud hynny symud tuag at fodel yn seiliedig ar wasanaeth lle maent yn berchen ar, yn cynnal ac yn gweithredu batris cartref pobl.

Yn y system hon, mae cwsmeriaid yn talu ffi fisol i gael paneli solar a batri tŷ wedi'u gosod yn eu cartref - o bosibl wedi'u cysylltu â grid ynni cymunedol hyper-leol (micrgrids) - ac yna'n cael eu hynni cartref wedi'i reoli gan y cyfleustodau. Dim ond am yr ynni y maent yn ei ddefnyddio y byddai cwsmeriaid yn ei dalu, a bydd defnyddwyr ynni cymedrol yn gweld eu biliau ynni'n cael eu torri. Gallant hyd yn oed wneud elw trwy ddefnyddio'r ynni dros ben y mae eu cartrefi'n ei gynhyrchu i bweru eu cymdogion sy'n defnyddio mwy o ynni.

Yr hyn y mae ynni glân, diderfyn, bron yn rhad ac am ddim yn ei olygu mewn gwirionedd

Erbyn 2050, bydd yn rhaid i lawer o'r byd ddisodli ei grid ynni a'i weithfeydd pŵer sy'n heneiddio yn llwyr. Mae amnewid y seilwaith hwn am ynni adnewyddadwy rhatach, glanach a mwyafu ynni yn gwneud synnwyr ariannol. Hyd yn oed os yw amnewid y seilwaith hwn am ynni adnewyddadwy yn costio'r un faint â'i ddisodli â ffynonellau pŵer traddodiadol, mae ynni adnewyddadwy yn dal i ennill. Meddyliwch am y peth: yn wahanol i ffynonellau pŵer traddodiadol, canolog, nid yw ynni adnewyddadwy gwasgaredig yn cario'r un bagiau negyddol â bygythiadau diogelwch cenedlaethol o ymosodiadau terfysgol, defnyddio tanwydd budr, costau ariannol uchel, effeithiau andwyol ar yr hinsawdd ac iechyd, a bregusrwydd i raddfa eang. llewyg

Gall buddsoddiadau mewn effeithlonrwydd ynni ac ynni adnewyddadwy ddiddyfnu’r byd diwydiannol oddi ar lo ac olew, arbed triliynau o ddoleri i lywodraethau, tyfu’r economi trwy swyddi newydd mewn gosod gridiau adnewyddadwy a smart, a lleihau ein hallyriadau carbon tua 80 y cant.

Wrth i ni fynd i mewn i'r oes ynni newydd hon, y cwestiwn y mae angen i ni ei ofyn yw: Sut olwg sydd ar fyd ag egni diderfyn mewn gwirionedd? Sut y bydd yn effeithio ar ein heconomi? Ein diwylliant? Ein ffordd o fyw? Yr ateb yw: mwy nag y credwch.

Byddwn yn archwilio sut olwg fydd ar y byd newydd hwn ar ddiwedd ein cyfres Future of Energy, ond yn gyntaf, mae angen inni grybwyll y mathau eraill o ynni adnewyddadwy ac anadnewyddadwy a allai bweru ein dyfodol. Nesaf: Ynni adnewyddadwy yn erbyn Cardiau Gwyllt Ynni Thorium a Fusion: Dyfodol Ynni P5.

DYFODOL CYSYLLTIADAU CYFRES YNNI

Marwolaeth araf y cyfnod ynni carbon: Dyfodol Ynni P1

Olew! Y sbardun ar gyfer yr oes adnewyddadwy: Dyfodol Ynni P2

Cynnydd yn y car trydan: Dyfodol Ynni P3

Ynni adnewyddadwy yn erbyn cardiau gwyllt ynni Thorium a Fusion: Dyfodol Ynni P5

Ein dyfodol mewn byd llawn ynni: Dyfodol Ynni P6