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Erneuerbare Energien vs. Thorium- und Fusionsenergie-Wildcards: Future of Energy P5

David Tal, Verleger, Futurist
@DavidTalWrites
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Di, 09 / 15 / 2020 - 10: 23

So wie Solar nicht rund um die Uhr Energie erzeugt, funktioniert es an einigen Orten der Welt im Vergleich zu anderen auch nicht so gut. Vertrauen Sie mir, wenn Sie aus Kanada kommen, gibt es einige Monate, in denen Sie kaum die Sonne sehen. In den nordischen Ländern und in Russland ist es wahrscheinlich viel schlimmer – vielleicht erklärt das auch die beträchtliche Menge an Heavy Metal und Wodka, die dort oben genossen werden.

Aber wie in der erwähnt vorherigen Teil dieser Future of Energy-Serie ist Solarenergie nicht das einzige erneuerbare Spiel in der Stadt. Tatsächlich gibt es eine Vielzahl erneuerbarer Energieoptionen, deren Technologie sich genauso schnell entwickelt wie die Solarenergie und deren Kosten und Stromausbeute (in einigen Fällen) die der Solarenergie übertreffen.

Auf der anderen Seite werden wir auch über das sprechen, was ich gerne als „Wildcard-Erneuerbare“ bezeichne. Dies sind neue und unglaublich leistungsstarke Energiequellen, die keine COXNUMX-Emissionen erzeugen, deren Sekundärkosten für Umwelt und Gesellschaft jedoch noch untersucht werden müssen (und sich als schädlich erweisen könnten).

Alles in allem gehen wir hier darauf ein, dass Solarenergie zwar bis Mitte des Jahrhunderts zur dominierenden Energiequelle werden wird, die Zukunft aber auch aus einem Energiecocktail aus erneuerbaren Energien und Wildcards bestehen wird. Beginnen wir also mit dem erneuerbaren That NIMBYs auf der ganzen Welt hassen mit Leidenschaft.

Windkraft, was Don Quijote nicht kannte

Wenn Experten über erneuerbare Energien sprechen, setzen die meisten auf Windparks neben Solarenergie. Der Grund? Nun, unter allen erneuerbaren Energien auf dem Markt sind riesige Windmühlen am sichtbarsten – sie ragen in vielen Teilen der Welt wie wunde Daumen entlang der Felder der Bauern und isolierten (und nicht so isolierten) Küstenblicken heraus.

Aber während ein vokaler Wahlkreis hasst sie, in einigen Teilen der Welt revolutionieren sie den Energiemix. Denn während einige Länder mit Sonne gesegnet sind, haben andere Wind und viel davon. Was war einmal ein Regenschirmzerstörende, Fensterläden und Frisur ruinierende Belästigungen wurde (insbesondere in den letzten fünf bis sieben Jahren) zu einem Kraftwerk der erneuerbaren Energieerzeugung kultiviert.

Nehmen Sie zum Beispiel die nordischen Länder. Die Windkraft wächst in Finnland und Dänemark so schnell, dass sie die Gewinnmargen ihrer Kohlekraftwerke auffressen. Das sind übrigens Kohlekraftwerke, die diese Länder vor „unzuverlässiger“ erneuerbarer Energie schützen sollten. Jetzt wollen Dänemark und Finnland diese Kraftwerke, 2,000 Megawatt schmutzige Energie, aus dem Netz nehmen von 2030.

Aber das ist nicht alles Leute! Dänemark ist bei der Windenergie so erfolgreich, dass es plant, bis 2030 vollständig aus der Kohle auszusteigen und seine gesamte Wirtschaft auf erneuerbare Energien umzustellen (hauptsächlich aus Wind). von 2050. Inzwischen sind neue Windmühlendesigns (z. dank One, XNUMX) kommen ständig heraus, die die Branche revolutionieren und die Windenergie möglicherweise für sonnenreiche Länder genauso attraktiv machen könnten wie für windreiche Länder.

Die Wellen bewirtschaften

Mit Windmühlen verwandt, aber tief unter dem Meer vergraben, ist die am dritthäufigsten gehypte Form der erneuerbaren Energie: Gezeiten. Gezeitenmühlen sehen Windmühlen ähnlich, aber anstatt Energie aus dem Wind zu gewinnen, gewinnen sie ihre Energie aus den Meeresgezeiten.

Gezeitenfarmen sind nicht annähernd so beliebt und ziehen auch nicht so viele Investitionen an wie Solar- und Windenergie. Aus diesem Grund wird Tidal außerhalb einiger weniger Länder wie Großbritannien niemals ein wichtiger Akteur im erneuerbaren Mix sein. Das ist schade, denn laut dem UK Marine Foresight Panel würde es ausreichen, die Welt mit Energie zu versorgen, wenn wir nur 0.1 Prozent der kinetischen Gezeitenenergie der Erde einfangen würden.

Gezeitenenergie hat auch einige einzigartige Vorteile gegenüber Sonne und Wind. Zum Beispiel laufen Gezeiten im Gegensatz zu Sonne und Wind wirklich rund um die Uhr. Die Gezeiten sind nahezu konstant, sodass Sie immer wissen, wie viel Strom Sie an einem bestimmten Tag erzeugen werden – ideal für Vorhersehbarkeit und Planung. Und was für die NIMBYs da draußen am wichtigsten ist, da Gezeitenfarmen auf dem Grund des Ozeans liegen, sind sie praktisch aus den Augen, aus dem Sinn.

Erneuerbare Energien der alten Schule: Wasserkraft und Geothermie

Sie finden es vielleicht seltsam, dass wir, wenn wir über erneuerbare Energien sprechen, einigen der ältesten und am weitesten verbreiteten Formen erneuerbarer Energien nicht viel Aufmerksamkeit widmen: Wasserkraft und Geothermie. Nun, dafür gibt es einen guten Grund: Der Klimawandel wird bald die Energieausbeute der Wasserkraft erodieren, während die Geothermie im Vergleich zu Sonne und Wind weniger wirtschaftlich werden wird. Aber lassen Sie uns ein bisschen tiefer graben.

Die meisten Wasserkraftwerke der Welt werden von großen Flüssen und Seen gespeist, die selbst durch das saisonale Schmelzen von Gletschern aus nahe gelegenen Gebirgszügen und in geringerem Maße durch Grundwasser aus Regenregionen hoch über dem Meeresspiegel gespeist werden. In den kommenden Jahrzehnten wird der Klimawandel die Wassermenge verringern (schmelzen oder austrocknen), die aus diesen beiden Wasserquellen stammt.

Ein Beispiel dafür ist Brasilien, ein Land mit einem der grünsten Energiemixe der Welt, das über 75 Prozent seiner Energie aus Wasserkraft erzeugt. In den letzten Jahren haben weniger Niederschläge und zunehmende Dürren zugenommen regelmäßige Stromausfälle verursacht (Stromausfälle und Stromausfälle) während eines Großteils des Jahres. Solche Energieschwachstellen werden mit jedem Jahrzehnt weitaus häufiger auftreten und Länder, die von Wasserkraft abhängig sind, dazu zwingen, ihre erneuerbaren Dollars anderswo zu investieren.

Inzwischen ist das Konzept der Geothermie grundlegend genug: Unterhalb einer bestimmten Tiefe ist die Erde immer heiß; Bohren Sie ein tiefes Loch, legen Sie ein Rohr ein, gießen Sie Wasser hinein, sammeln Sie den heißen Dampf, der aufsteigt, und verwenden Sie diesen Dampf, um eine Turbine anzutreiben und Energie zu erzeugen.

In einigen Ländern wie Island, wo sie mit einer großen Anzahl von Vulkanen „gesegnet“ sind, ist die Geothermie ein gewaltiger Generator kostenloser und grüner Energie – sie produziert fast 30 Prozent des isländischen Stroms. Und in ausgewählten Gebieten der Welt mit ähnlichen tektonischen Eigenschaften ist es eine lohnende Energieform, in die man investieren kann. Aber fast überall sonst sind Geothermieanlagen teuer im Bau, und da Solar- und Windkraft jedes Jahr im Preis sinken, wird Geothermie einfach nicht in den meisten Ländern konkurrieren können.

Die Wildcard Erneuerbare

Die Gegner erneuerbarer Energien sagen oft, dass wir aufgrund ihrer Unzuverlässigkeit in große, etablierte und schmutzige Energiequellen wie Kohle, Öl und verflüssigtes Erdgas investieren müssen, um konstante Energiemengen für unseren Bedarf bereitzustellen. Diese Energiequellen werden als „Grundlast“-Stromquellen bezeichnet, da sie traditionell als Rückgrat unseres Energiesystems dienen. Aber in einigen Teilen der Welt, insbesondere in Ländern wie Frankreich, ist Kernenergie die Grundlast-Energiequelle der Wahl.

Kernkraft ist seit dem Ende des Zweiten Weltkriegs ein Teil des weltweiten Energiemixes. Während es technisch gesehen eine beträchtliche Menge kohlenstofffreier Energie produziert, haben die Nebenwirkungen in Form von Giftmüll, Atomunfällen und der Verbreitung von Atomwaffen moderne Investitionen in die Kernenergie nahezu unmöglich gemacht.

Allerdings ist Atomkraft nicht das einzige Spiel in der Stadt. Es gibt zwei neue Arten von nicht erneuerbaren Energiequellen, über die es sich zu sprechen lohnt: Thorium und Fusionsenergie. Stellen Sie sich diese als Atomkraft der nächsten Generation vor, aber sauberer, sicherer und weitaus leistungsstärker.

Thorium und Fusion um die Ecke?

Thoriumreaktoren werden mit Thoriumnitrat betrieben, einer Ressource, die viermal häufiger vorkommt als Uran. Sie erzeugen auch viel mehr Energie als mit Uran betriebene Reaktoren, produzieren weniger Abfall, können nicht in waffenfähige Bomben umgewandelt werden und sind praktisch kernschmelzsicher. (Sehen Sie sich eine fünfminütige Erklärung zu Thorium-Reaktoren an hier.)

Fusionsreaktoren hingegen werden grundsätzlich mit Meerwasser betrieben – genauer gesagt mit einer Kombination aus den Wasserstoffisotopen Tritium und Deuterium. Wo Kernreaktoren Strom erzeugen, indem sie Atome spalten, nehmen Fusionsreaktoren eine Seite aus dem Spielbuch unserer Sonne und versuchen, Atome miteinander zu verschmelzen. (Sehen Sie sich eine achtminütige Erklärung zu Fusionsreaktoren an hier.)

Diese beiden energieerzeugenden Technologien sollten Ende der 2040er Jahre auf den Markt kommen – viel zu spät, um wirklich etwas auf den Energiemärkten der Welt zu bewirken, geschweige denn unseren Kampf gegen den Klimawandel. Zum Glück könnte das nicht allzu lange der Fall sein.

Die Technologie rund um Thoriumreaktoren ist weitgehend bereits vorhanden und wird aktiv betrieben von China verfolgt. Tatsächlich kündigten sie ihre Pläne an, innerhalb der nächsten 10 Jahre (Mitte der 2020er Jahre) einen voll funktionsfähigen Thoriumreaktor zu bauen. In der Zwischenzeit ist die Fusionsenergie seit Jahrzehnten chronisch unterfinanziert, aber erst seit kurzem Neuigkeiten von Lockheed Martin deutet darauf hin, dass ein neuer Fusionsreaktor ebenfalls nur ein Jahrzehnt entfernt sein könnte.

Wenn eine dieser Energiequellen innerhalb des nächsten Jahrzehnts ans Netz geht, wird dies Schockwellen durch die Energiemärkte senden. Thorium und Fusionsenergie haben das Potenzial, riesige Mengen an sauberer Energie schneller in unser Energienetz einzuführen als erneuerbare Energien, da wir das bestehende Stromnetz nicht neu verkabeln müssen. Und da es sich um kapitalintensive und zentralisierte Energieformen handelt, werden sie für die traditionellen Versorgungsunternehmen, die gegen das Wachstum der Solarenergie kämpfen wollen, äußerst attraktiv sein.

Am Ende des Tages ist es ein Toss-up. Wenn Thorium und Fusion innerhalb der nächsten 10 Jahre auf den kommerziellen Markt kommen, könnten sie die erneuerbaren Energien als Energiezukunft überholen. Länger als das und erneuerbare Energien gewinnen. So oder so liegt unsere Zukunft in billiger und reichlich vorhandener Energie.

Wie sieht also eine Welt mit unbegrenzter Energie wirklich aus? Wir beantworten diese Frage endlich in Teil sechs unserer Serie Future of Energy.