Quantumrun

ΠΙΣΤΩΣΗ ΕΙΚΟΝΑΣ: Quantumrun

Ανανεώσιμες πηγές ενέργειας εναντίον θορίου και μπαλαντέρ ενέργειας σύντηξης: Μέλλον της Ενέργειας P5

David Tal, Εκδότης, Μελλοντολόγος
@DavidTalWrites
LinkedIn

Τρίτη, 09/15/2020 - 10:23

Ακριβώς όπως το πώς η ηλιακή ενέργεια δεν παράγει ενέργεια 24/7, επίσης δεν λειτουργεί πολύ καλά σε ορισμένα μέρη του κόσμου σε σύγκριση με άλλα. Πιστέψτε με, ερχόμενοι από τον Καναδά, υπάρχουν μερικοί μήνες που μετά βίας βλέπεις τον ήλιο. Πιθανότατα είναι πολύ χειρότερο στις σκανδιναβικές χώρες και τη Ρωσία - ίσως αυτό εξηγεί επίσης την μεγάλη ποσότητα χέβι μέταλ και βότκας που απολαμβάνουμε εκεί πάνω.

Αλλά όπως αναφέρεται στο προηγούμενο μέρος αυτής της σειράς Future of Energy, η ηλιακή ενέργεια δεν είναι το μόνο παιχνίδι ανανεώσιμων πηγών ενέργειας στην πόλη. Στην πραγματικότητα, υπάρχει μια ποικιλία επιλογών ανανεώσιμης ενέργειας των οποίων η τεχνολογία αναπτύσσεται εξίσου γρήγορα με την ηλιακή και των οποίων το κόστος και η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας ξεπερνούν (σε ορισμένες περιπτώσεις) την ηλιακή.

Από την άλλη πλευρά, θα μιλήσουμε επίσης για αυτό που μου αρέσει να αποκαλώ «ανανεώσιμες πηγές μπαλαντέρ». Πρόκειται για νέες και απίστευτα ισχυρές πηγές ενέργειας που παράγουν μηδενικές εκπομπές άνθρακα, αλλά των οποίων το δευτερεύον κόστος για το περιβάλλον και την κοινωνία δεν έχει ακόμη μελετηθεί (και μπορεί να αποδειχθεί επιβλαβές).

Συνολικά, το σημείο που θα διερευνήσουμε εδώ είναι ότι ενώ η ηλιακή ενέργεια θα γίνει η κυρίαρχη πηγή ενέργειας μέχρι τα μέσα του αιώνα, το μέλλον θα αποτελείται επίσης από ένα ενεργειακό κοκτέιλ ανανεώσιμων πηγών ενέργειας και χαρακτήρες μπαλαντέρ. Ας ξεκινήσουμε λοιπόν με τις ανανεώσιμες πηγές που NIMBYs σε όλο τον κόσμο μίσος με πάθος.

Αιολική ενέργεια, αυτό που δεν ήξερε ο Δον Κιχώτης

Όταν οι ειδικοί μιλούν για ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, τα περισσότερα αιολικά πάρκα μαζί με την ηλιακή ενέργεια. Ο λόγος? Λοιπόν, μεταξύ όλων των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας που κυκλοφορούν στην αγορά, οι γιγάντιοι ανεμόμυλοι είναι οι πιο ορατοί - προεξέχουν σαν επώδυνοι αντίχειρες κατά μήκος των αγρών των αγροτών και απομονωμένη (και όχι και τόσο απομονωμένη) θέα στη θάλασσα σε πολλά μέρη του κόσμου.

Αλλά ενώ α φωνητική εκλογική περιφέρεια τους μισεί, σε ορισμένα μέρη του κόσμου, φέρνουν επανάσταση στο ενεργειακό μείγμα. Αυτό συμβαίνει γιατί ενώ ορισμένες χώρες είναι ευλογημένες με ήλιο, άλλες έχουν αέρα και πολλά από αυτόν. Αυτό που κάποτε ήταν ένα ενόχληση που καταστρέφει την ομπρέλα, το κλείσιμο των παραθύρων και το χτένισμα που καταστρέφει έχει καλλιεργηθεί (ειδικά τα τελευταία πέντε έως επτά χρόνια) σε μια μονάδα παραγωγής ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές.

Πάρτε για παράδειγμα τις σκανδιναβικές χώρες. Η αιολική ενέργεια αυξάνεται με τόσο γρήγορο κλιπ στη Φινλανδία και τη Δανία που τρώνε τα περιθώρια κέρδους των εργοστασίων ηλεκτροπαραγωγής τους με καύση άνθρακα. Παρεμπιπτόντως, πρόκειται για σταθμούς παραγωγής ενέργειας από άνθρακα που υποτίθεται ότι προστατεύουν αυτές τις χώρες από την «αναξιόπιστη» ανανεώσιμη ενέργεια. Τώρα, η Δανία και η Φινλανδία σχεδιάζουν να βγάλουν από το σύστημα αυτούς τους σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής, 2,000 μεγαβάτ βρώμικης ενέργειας από 2030.

Αλλά δεν είναι όλα αυτά παιδιά! Η Δανία έχει καταδικάσει τόσο πολύ την αιολική ενέργεια που σχεδιάζει να καταργήσει πλήρως τον άνθρακα έως το 2030 και να μεταφέρει ολόκληρη την οικονομία της σε ανανεώσιμες πηγές ενέργειας (κυρίως από αιολική ενέργεια) από 2050. Εν τω μεταξύ, νέα σχέδια ανεμόμυλων (π. ένας, δύο) εμφανίζονται συνεχώς που θα μπορούσαν να φέρουν επανάσταση στη βιομηχανία και ενδεχομένως να κάνουν την αιολική ενέργεια τόσο ελκυστική για τις πλούσιες σε ήλιο χώρες όσο και για τις πλούσιες σε αιολική ενέργεια.

Καλλιεργώντας τα κύματα

Σχετιζόμενο με ανεμόμυλους, αλλά θαμμένο βαθιά κάτω από τη θάλασσα, είναι η τρίτη πιο δημοφιλής μορφή ανανεώσιμης ενέργειας: η παλιρροϊκή. Οι παλιρροϊκοί μύλοι μοιάζουν με τους ανεμόμυλους, αλλά αντί να συλλέγουν ενέργεια από τον άνεμο, συλλέγουν την ενέργειά τους από τις παλίρροιες του ωκεανού.

Τα παλιρροϊκά αγροκτήματα δεν είναι τόσο δημοφιλή, ούτε προσελκύουν τόσες επενδύσεις, όπως η ηλιακή και η αιολική. Για αυτόν τον λόγο, η tidal δεν θα είναι ποτέ σημαντικός παίκτης στο μείγμα ανανεώσιμων πηγών ενέργειας εκτός λίγων χωρών, όπως το Ηνωμένο Βασίλειο. Αυτό είναι κρίμα γιατί, σύμφωνα με την Ομάδα Θαλάσσιας Προοπτικής Διερεύνησης του Ηνωμένου Βασιλείου, εάν συλλαμβάναμε μόλις το 0.1 τοις εκατό της κινητικής ενέργειας της παλίρροιας της Γης, θα ήταν αρκετό για να τροφοδοτήσει τον κόσμο.

Η παλιρροιακή ενέργεια έχει επίσης μερικά μοναδικά πλεονεκτήματα έναντι της ηλιακής και της αιολικής ενέργειας. Για παράδειγμα, σε αντίθεση με τον ηλιακό και τον άνεμο, το tidal λειτουργεί πραγματικά 24/7. Οι παλίρροιες είναι σχεδόν σταθερές, ώστε να γνωρίζετε πάντα πόση ενέργεια θα παράγετε κατά τη διάρκεια κάθε δεδομένης ημέρας—ιδανική για προβλεψιμότητα και προγραμματισμό. Και το πιο σημαντικό για τα NIMBY εκεί έξω, δεδομένου ότι τα παλιρροϊκά αγροκτήματα βρίσκονται στον πυθμένα του ωκεανού, είναι ουσιαστικά εκτός οπτικής επαφής, εκτός νου.

Παλιές ανανεώσιμες πηγές ενέργειας: υδροηλεκτρική και γεωθερμία

Μπορεί να νομίζετε ότι είναι περίεργο το γεγονός ότι όταν μιλάμε για ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, δεν δίνουμε πολύ χρόνο ομιλίας σε ορισμένες από τις παλαιότερες και πιο ευρέως διαδεδομένες μορφές ανανεώσιμων πηγών ενέργειας: την υδροηλεκτρική και τη γεωθερμία. Λοιπόν, υπάρχει ένας καλός λόγος για αυτό: η κλιματική αλλαγή σύντομα θα διαβρώσει την παραγωγή ενέργειας των υδροηλεκτρικών, ενώ η γεωθερμία θα γίνει λιγότερο οικονομική σε σύγκριση με την ηλιακή και την αιολική. Αλλά ας σκάψουμε λίγο πιο βαθιά.

Τα περισσότερα από τα υδροηλεκτρικά φράγματα του κόσμου τροφοδοτούνται από μεγάλα ποτάμια και λίμνες που τροφοδοτούνται από την εποχική τήξη των παγετώνων από κοντινές οροσειρές και, σε μικρότερο βαθμό, από υπόγεια ύδατα από βροχερές περιοχές ψηλά από την επιφάνεια της θάλασσας. Τις επόμενες δεκαετίες, η κλιματική αλλαγή πρόκειται να μειώσει (λιώσει ή στεγνώσει) την ποσότητα νερού που προέρχεται και από τις δύο αυτές πηγές νερού.

Ένα παράδειγμα αυτού μπορεί να δει κανείς στη Βραζιλία, μια χώρα με ένα από τα πιο πράσινα ενεργειακά μείγματα στον κόσμο, που παράγει πάνω από το 75 τοις εκατό της ενέργειάς της από υδροηλεκτρική ενέργεια. Τα τελευταία χρόνια, έχουν μειωθεί οι βροχοπτώσεις και αυξάνονται οι ξηρασίες προκάλεσε τακτικές διακοπές ρεύματος (διακοπές και μπλακ άουτ) καθ' όλη τη διάρκεια του έτους. Τέτοιες ενεργειακές ευπάθειες θα γίνονται πολύ πιο συνηθισμένες κάθε δεκαετία που περνάει, αναγκάζοντας τις χώρες που εξαρτώνται από την υδροηλεκτρική ενέργεια να επενδύσουν αλλού τα δολάρια τους από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας.

Εν τω μεταξύ, η έννοια της γεωθερμίας είναι αρκετά βασική: κάτω από ένα συγκεκριμένο βάθος, η Γη είναι πάντα ζεστή. ανοίξτε μια βαθιά τρύπα, ρίξτε λίγο σωλήνωση, ρίξτε νερό, συλλέξτε τον καυτό ατμό που ανεβαίνει και χρησιμοποιήστε αυτόν τον ατμό για να τροφοδοτήσετε έναν στρόβιλο και να δημιουργήσετε ενέργεια.

Σε ορισμένες χώρες όπως η Ισλανδία, όπου είναι «ευλογημένες» με μεγάλο αριθμό ηφαιστείων, η γεωθερμία είναι μια τεράστια πηγή ελεύθερης και πράσινης ενέργειας—παράγει σχεδόν το 30 τοις εκατό της ενέργειας της Ισλανδίας. Και σε επιλεγμένες περιοχές του κόσμου που έχουν παρόμοια τεκτονικά χαρακτηριστικά, είναι μια χρήσιμη μορφή ενέργειας για επένδυση. Αλλά στις περισσότερες οπουδήποτε αλλού, τα γεωθερμικά εργοστάσια είναι ακριβά στην κατασκευή και με την ηλιακή και την αιολική να μειώνονται σε τιμή κάθε χρόνο, η γεωθερμία απλά δεν θα να είναι σε θέση να ανταγωνιστεί στις περισσότερες χώρες.

Οι ανανεώσιμες πηγές μπαλαντέρ

Οι αντίπαλοι των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας συχνά λένε ότι λόγω της αναξιοπιστίας τους, πρέπει να επενδύσουμε σε μεγάλες, καθιερωμένες και βρώμικες πηγές ενέργειας - όπως ο άνθρακας, το πετρέλαιο και το υγροποιημένο φυσικό αέριο - για να παρέχουμε σταθερές ποσότητες ενέργειας για να καλύψουμε τις ανάγκες μας. Αυτές οι πηγές ενέργειας αναφέρονται ως πηγές ενέργειας «βασικού φορτίου» επειδή παραδοσιακά χρησιμεύουν ως η ραχοκοκαλιά του ενεργειακού μας συστήματος. Αλλά σε ορισμένα μέρη του κόσμου, ειδικά σε χώρες όπως η Γαλλία, η πυρηνική ενέργεια ήταν η βασική πηγή ενέργειας που επιλέγεται.

Η πυρηνική ενέργεια αποτελεί μέρος του παγκόσμιου ενεργειακού μείγματος από το τέλος του Β' Παγκοσμίου Πολέμου. Ενώ τεχνικά παράγει μια σημαντική ποσότητα ενέργειας μηδενικού άνθρακα, οι παρενέργειες όσον αφορά τα τοξικά απόβλητα, τα πυρηνικά ατυχήματα και τη διάδοση των πυρηνικών όπλων έχουν καταστήσει σχεδόν αδύνατες τις σύγχρονες επενδύσεις στα πυρηνικά.

Τούτου λεχθέντος, τα πυρηνικά δεν είναι το μόνο παιχνίδι στην πόλη. Υπάρχουν δύο νέοι τύποι μη ανανεώσιμων πηγών ενέργειας που αξίζει να μιλήσουμε: το Θόριο και η ενέργεια σύντηξης. Σκεφτείτε αυτά ως πυρηνική ενέργεια επόμενης γενιάς, αλλά πιο καθαρή, ασφαλέστερη και πολύ πιο ισχυρή.

Θόριο και σύντηξη στη γωνία;

Οι αντιδραστήρες θορίου λειτουργούν με νιτρικό θόριο, έναν πόρο που είναι τέσσερις φορές πιο άφθονος από το ουράνιο. Παράγουν επίσης πολύ περισσότερη ενέργεια από τους αντιδραστήρες που κινούνται με ουράνιο, παράγουν λιγότερα απόβλητα, δεν μπορούν να μετατραπούν σε βόμβες όπλων και είναι σχεδόν αδιάβροχα. (Παρακολουθήστε μια εξήγηση πέντε λεπτών για τους αντιδραστήρες Thorium εδώ.)

Εν τω μεταξύ, οι αντιδραστήρες σύντηξης λειτουργούν βασικά με θαλασσινό νερό — ή για την ακρίβεια, ένας συνδυασμός των ισοτόπων υδρογόνου τρίτιο και δευτέριο. Εκεί όπου οι πυρηνικοί αντιδραστήρες παράγουν ηλεκτρισμό διασπώντας άτομα, οι αντιδραστήρες σύντηξης βγάζουν μια σελίδα από το βιβλίο παιχνιδιού του ήλιου μας και προσπαθούν να συντήξουν άτομα μεταξύ τους. (Παρακολουθήστε μια επεξήγηση οκτώ λεπτών για τους αντιδραστήρες σύντηξης εδώ.)

Και οι δύο αυτές τεχνολογίες παραγωγής ενέργειας επρόκειτο να κυκλοφορήσουν στην αγορά μέχρι τα τέλη της δεκαετίας του 2040—πολύ αργά για να κάνουν πραγματικά τη διαφορά στις παγκόσμιες αγορές ενέργειας, πόσο μάλλον στον αγώνα μας κατά της κλιματικής αλλαγής. Ευτυχώς, αυτό μπορεί να μην ισχύει για πολύ καιρό.

Η τεχνολογία γύρω από τους αντιδραστήρες θορίου σε μεγάλο βαθμό υπάρχει ήδη και χρησιμοποιείται ενεργά καταδιώκεται από την Κίνα. Στην πραγματικότητα, ανακοίνωσαν τα σχέδιά τους να κατασκευάσουν έναν πλήρως λειτουργικό αντιδραστήρα Thorium μέσα στα επόμενα 10 χρόνια (μέσα της δεκαετίας του 2020). Εν τω μεταξύ, η ηλεκτρική ενέργεια σύντηξης υποχρηματοδοτείται χρόνια για δεκαετίες, αλλά πρόσφατα νέα από τη Lockheed Martin δείχνει ότι ένας νέος αντιδραστήρας σύντηξης μπορεί επίσης να απέχει μόλις μια δεκαετία.

Εάν κάποια από αυτές τις πηγές ενέργειας κυκλοφορήσει εντός της επόμενης δεκαετίας, θα προκαλέσει κρουστικά κύματα στις ενεργειακές αγορές. Το θόριο και η ισχύς σύντηξης έχουν τη δυνατότητα να εισάγουν τεράστιες ποσότητες καθαρής ενέργειας στο ενεργειακό μας δίκτυο γρηγορότερα από τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, καθώς δεν θα μας χρειαστούν να καλωδιώσουμε εκ νέου το υπάρχον ηλεκτρικό δίκτυο. Και δεδομένου ότι πρόκειται για μορφές ενέργειας έντασης κεφαλαίου και συγκεντρωτικές, θα είναι πολύ ελκυστικές για εκείνες τις παραδοσιακές εταιρείες κοινής ωφέλειας που θέλουν να πολεμήσουν ενάντια στην ανάπτυξη της ηλιακής ενέργειας.

Στο τέλος της ημέρας, είναι μια ανατροπή. Εάν το θόριο και η σύντηξη εισέλθουν στις εμπορικές αγορές μέσα στα επόμενα 10 χρόνια, θα μπορούσαν να ξεπεράσουν τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας ως το μέλλον της ενέργειας. Για περισσότερο από αυτό και οι ανανεώσιμες πηγές κερδίζουν. Είτε έτσι είτε αλλιώς, η φθηνή και άφθονη ενέργεια βρίσκεται στο μέλλον μας.

Πώς μοιάζει πραγματικά ένας κόσμος με απεριόριστη ενέργεια; Τελικά απαντάμε σε αυτό το ερώτημα μέρος έκτο της σειράς Future of Energy.