Quantumrun

BILLEDKREDIT: Quantumrun

Vedvarende energi vs. jokertegnene for thorium og fusionsenergi: Future of Energy P5

David Tal, udgiver, fremtidsforsker
@DavidTalWrites
LinkedIn

Tue, 09 / 15 / 2020 - 10: 23

Ligesom hvordan solenergi ikke genererer energi 24/7, fungerer det heller ikke så godt nogle steder i verden sammenlignet med andre. Tro mig, når man kommer fra Canada, er der nogle måneder, hvor man knap kan se solen. Det er sandsynligvis meget værre i de nordiske lande og Rusland - måske forklarer det også den betydelige mængde heavy metal og vodka, der nydes deroppe.

Men som nævnt i forrige del i denne Future of Energy-serie er solenergi ikke det eneste vedvarende spil i byen. Faktisk er der en række muligheder for vedvarende energi, hvis teknologi udvikler sig lige så hurtigt som solenergi, og hvis omkostninger og elproduktion (i nogle tilfælde) slår solenergien.

På bagsiden vil vi også tale om, hvad jeg kan lide at kalde "wildcard vedvarende energi." Disse er nye og utroligt kraftfulde energikilder, der producerer nul COXNUMX-emissioner, men hvis sekundære omkostninger på miljøet og samfundet endnu ikke er blevet undersøgt (og kan vise sig at være skadelige).

Alt i alt er pointen, vi vil udforske her, at mens solenergi vil blive den dominerende energikilde i midten af århundredet, vil fremtiden også bestå af en energicocktail af vedvarende energi og wildcards. Så lad os starte med det vedvarende det NIMBY'er rundt om i verden hader med en passion.

Vindkraft, hvad Don Quixote ikke vidste

Når eksperter taler om vedvarende energi, klumper de fleste vindmølleparker sammen med solenergi. Grunden? Nå, blandt alle de vedvarende energikilder på markedet er gigantiske vindmøller de mest synlige - de stikker ud som ømme tommelfingre langs landmændenes marker og isolerede (og ikke så isolerede) udsigter over havet i mange dele af verden.

Men mens en vokal valgkreds hader dem, i nogle dele af verden revolutionerer de energimixet. Det er fordi, mens nogle lande er velsignet med sol, har andre vind og masser af det. Hvad der engang var en paraply-ødelæggende, vindues-skodder og frisure-ødelæggende irritation er blevet dyrket (især i løbet af de seneste fem til syv år) til et kraftcenter for vedvarende energi.

Tag for eksempel de nordiske lande. Vindkraft er vokset med så hurtigt et klip i Finland og Danmark, at de æder overskudsgraden op på deres kulfyrede kraftværker. Det er i øvrigt kulkraftværker, der skulle beskytte disse lande mod "upålidelig" vedvarende energi. Nu planlægger Danmark og Finland at lade disse kraftværker, 2,000 megawatt beskidt energi, ud af systemet. af 2030.

Men det er ikke alt folkens! Danmark er gået så voldsomt på vindenergi, at de planlægger at udfase kul fuldstændigt i 2030 og omstille hele deres økonomi til vedvarende energi (mest fra vind) af 2050. I mellemtiden er nye vindmølledesigner (f. en, to) kommer hele tiden ud, som kan revolutionere industrien og potentielt gøre vindenergi lige så attraktiv for solrige lande, som de er for vindrige.

At dyrke bølgerne

Relateret til vindmøller, men begravet dybt under havet, er den tredje mest hypede form for vedvarende energi: tidevand. Tidevandsmøller ligner vindmøller, men i stedet for at indsamle energi fra vinden, samler de deres energi fra havets tidevand.

Tidevandsfarme er ikke nær så populære, og de tiltrækker heller ikke så mange investeringer som sol og vind. Af den grund vil tidal aldrig være en stor aktør i det vedvarende energimix uden for nogle få lande, som Storbritannien. Det er en skam, for ifølge UK Marine Foresight Panel, hvis vi fangede kun 0.1 procent af Jordens kinetiske tidevandsenergi, ville det være nok til at drive verden.

Tidevandsenergi har også nogle unikke fordele i forhold til sol og vind. For eksempel, i modsætning til sol og vind, kører tidevandet virkelig 24/7. Tidevandet er næsten konstant, så du altid ved, hvor meget strøm du vil generere i løbet af en given dag – fantastisk til forudsigelighed og planlægning. Og vigtigst for NIMBY'erne derude, da tidevandsfarme sidder på bunden af havet, er de faktisk ude af syne, ude af sind.

Old school vedvarende energi: vandkraft og geotermisk energi

Du synes måske, det er mærkeligt, at når vi taler om vedvarende energi, giver vi ikke meget sendetid til nogle af de ældste og mest udbredte former for vedvarende energi: vandkraft og geotermisk energi. Nå, det er der en god grund til: Klimaforandringerne vil snart udhule vandkraftproduktionen, mens geotermisk energi bliver mindre økonomisk sammenlignet med sol og vind. Men lad os grave lidt dybere.

De fleste af verdens hydroelektriske dæmninger fødes af store floder og søer, der selv fødes af den sæsonbestemte smeltning af gletsjere fra nærliggende bjergkæder og i mindre grad grundvand fra regnfulde områder højt over havets overflade. I løbet af de kommende årtier vil klimaændringerne reducere (smelte eller tørre ud) mængden af vand, der kommer fra begge disse vandkilder.

Et eksempel på dette kan ses i Brasilien, et land med en af verdens grønneste energiblandinger, der genererer over 75 procent af sin energi fra vandkraft. I de senere år har reduceret nedbør og stigende tørke forårsagede regelmæssige strømafbrydelser (brownouts og blackouts) gennem det meste af året. Sådanne energisårbarheder vil blive langt mere almindelige for hvert årti, der går, og tvinge lande, der er afhængige af vandkraft, til at investere deres vedvarende dollars andre steder.

I mellemtiden er begrebet geotermisk basis nok: under en vis dybde er Jorden altid varm; bor et dybt hul, fald i nogle rør, hæld vand i, opsaml den varme damp, der stiger op, og brug den damp til at drive en turbine og generere energi.

I nogle lande som Island, hvor de er "velsignet" med et stort antal vulkaner, er geotermisk energi en massiv generator af gratis og grøn energi - den producerer næsten 30 procent af Islands strøm. Og i udvalgte områder af verden, der har lignende tektoniske karakteristika, er det en værdifuld form for energi at investere i. Men de fleste andre steder er geotermiske anlæg dyre at bygge, og da sol og vind falder i pris hvert år, vil geotermisk energi bare ikke være i stand til at konkurrere i de fleste lande.

Jokertegn vedvarende energi

Modstanderne af vedvarende energi siger ofte, at vi på grund af deres upålidelighed er nødt til at investere i store, etablerede og beskidte energikilder – som kul, olie og flydende naturgas – for at levere ensartede mængder energi til at opfylde vores behov. Disse energikilder omtales som "baseload" strømkilder, fordi de traditionelt har fungeret som rygraden i vores energisystem. Men i nogle dele af verden, især lande som Frankrig, har atomkraft været den foretrukne kraftkilde for basisbelastning.

Nuklear har været en del af verdens energimix siden slutningen af Anden Verdenskrig. Selvom det teknisk set producerer en betydelig mængde kulstoffri energi, har bivirkningerne i form af giftigt affald, nukleare ulykker og spredning af atomvåben gjort moderne investeringer i nuklear næsten umulige.

Når det er sagt, er atomkraft ikke det eneste spil i byen. Der er to nye typer ikke-vedvarende energikilder, der er værd at tale om: Thorium og Fusionsenergi. Tænk på disse som næste generations atomkraft, men renere, sikrere og langt mere kraftfuld.

Thorium og fusion rundt om hjørnet?

Thoriumreaktorer kører på thoriumnitrat, en ressource, der er fire gange mere rigelig end uran. De genererer også langt mere energi end urandrevne reaktorer, producerer mindre affald, kan ikke omdannes til bomber af våbenkvalitet og er praktisk talt nedsmeltningssikre. (Se en fem minutters forklaring af Thorium-reaktorer link..)

I mellemtiden kører fusionsreaktorer dybest set på havvand - eller for at være præcis en kombination af brintisotoperne tritium og deuterium. Hvor atomreaktorer genererer elektricitet ved at spalte atomer, tager fusionsreaktorer en side ud af vores sols spillebog og forsøger at smelte atomer sammen. (Se en otte minutters forklaring af fusionsreaktorer link..)

Begge disse energigenererende teknologier skulle komme på markedet i slutningen af 2040'erne – alt for sent til virkelig at gøre en forskel på verdens energimarkeder, endsige vores kamp mod klimaændringer. Heldigvis er det måske ikke tilfældet for længe.

Teknologien omkring thoriumreaktorer eksisterer stort set allerede og er i gang forfulgt af Kina. Faktisk annoncerede de deres planer om at bygge en fuldt fungerende Thorium-reaktor inden for de næste 10 år (midten af 2020'erne). I mellemtiden har fusionskraft været kronisk underfinansieret i årtier, men for nylig nyheder fra Lockheed Martin indikerer, at en ny fusionsreaktor måske også kun er et årti væk.

Hvis en af disse energikilder kommer online inden for det næste årti, vil det sende chokbølger gennem energimarkederne. Thorium og fusionskraft har potentialet til at introducere enorme mængder ren energi i vores energinet hurtigere end vedvarende energi, da de ikke behøver os til at omkoble det eksisterende elnet. Og da disse er kapitalintensive og centraliserede energiformer, vil de være meget attraktive for de traditionelle forsyningsselskaber, der ønsker at kæmpe mod væksten af solenergi.

I slutningen af dagen er det en opkastning. Hvis thorium og fusion kommer ind på de kommercielle markeder inden for de næste 10 år, kan de overhale vedvarende energi som fremtidens energi. Længere end det, og vedvarende energi vinder frem. Uanset hvad, er billig og rigelig energi i vores fremtid.

Så hvordan ser en verden med ubegrænset energi egentlig ud? Vi svarer endelig på det spørgsmål del seks af vores Future of Energy-serie.