Quantumrun

BILDA KREDITO: Quantumrun

Sunenergio kaj la pliiĝo de la energia interreto: Estonteco de Energio P4

David Tal, Eldonisto, Futuristo
@DavidTalWrites
LinkedIn

mar, 09/15/2020 - 10:00

Ni parolis pri la falo de malpura energio. Ni parolis pri la fino de oleo. Kaj ni nur parolis pri la pliiĝo de elektraj veturiloj. Poste, ni parolos pri la mova forto malantaŭ ĉiuj ĉi tiuj tendencoj—kaj ĝi intencas ŝanĝi la mondon kiel ni konas ĝin post nur du-tri jardekoj.

Preskaŭ libera, senlima, pura, renovigebla energio.

Estas ia granda afero. Kaj tial la resto de ĉi tiu serio kovros tiujn tendencojn kaj teknologiojn kiuj transiros la homaron de energio-vundebla al energi-abunda mondo dum kovras la efikojn ĉi tio havos sur nia ekonomio, mondpolitiko, kaj sur via ĉiutaga vivo. Ĉi tio estas sufiĉe kapriĉa aĵo, mi scias, sed ne maltrankviliĝu, mi ne tro rapide marŝos dum mi gvidos vin tra ĝi.

Ni komencu per la plej evidenta formo de preskaŭ senpaga, senlima, pura, renovigebla energio: sunenergio.

Suna: kial ĝi skuas kaj kial ĝi estas neevitebla

Nuntempe, ni ĉiuj konas pri kio temas la sunenergio: ni esence prenas grandajn energiosorbajn panelojn kaj direktas ilin al la plej granda fuzia reaktoro de nia sunsistemo (la suno) kun la celo konverti sunlumon en uzeblan elektron. Senpaga, senlima kaj pura energio. Sonas mirinda! Do kial la suna ne ekflugis antaŭ jardekoj post kiam la teknologio estis inventita?

Nu, politiko kaj nia amrilato kun malmultekosta oleo flankenmetite, la ĉefa stumblo estis la kosto. Antaŭe estis stulte multekoste generi grandajn kvantojn da elektro uzante sunan, precipe kompare kun bruligado de karbo aŭ oleo. Sed kiel ili ĉiam faras, aferoj ŝanĝiĝas, kaj ĉi-kaze, al pli bone.

Vi vidas, la ŝlosila diferenco inter sunaj kaj karbon-bazitaj energifontoj (kiel karbo kaj petrolo) estas ke unu estas teknologio, dum la alia estas fosilia brulaĵo. Teknologio pliboniĝas, ĝi fariĝas pli malmultekosta kaj donas pli grandan profiton kun la tempo; dum ĉe fosiliaj brulaĵoj, en la plej multaj kazoj, ilia valoro altiĝas, stagnas, iĝas volatila, kaj finfine malkreskas kun la tempo.

Ĉi tiu rilato ludis tro klare ekde la komenco de la 2000-aj jaroj. Suna teknologio vidis la kvanton da potenco, kiun ĝi efike generas, eksplodi, dum ĝiaj kostoj falis malsupren (75 procentoj nur en la lastaj kvin jaroj). Ĝis 2020, sunenergio fariĝos prezkonkurenciva kun fosiliaj fueloj, eĉ sen subvencioj. Ĝis 2030, suna energio kostos etan frakcion de tio, kion faras fosiliaj brulaĵoj kaj funkcias pli efike. Dume, oleo eksplodis en kosto dum granda parto de la 2000-aj jaroj, kune kun la kostoj (financaj kaj mediaj) de konstruado kaj prizorgado de fosilifuelaj elektrocentraloj (kiel karbo).

Se ni sekvas la sunajn tendencojn, futuristo Ray Kurzweil antaŭdiris, ke suna povus plenumi 100 procentojn de la hodiaŭaj energibezonoj en iom malpli ol du jardekoj. Jam sunenergioproduktado duobliĝis ĉiujn du jarojn dum la pasintaj 30 jaroj. Same, la Antaŭdiris Internacia Energia Agentejo ke la suno (suna) fariĝos la plej granda fonto de elektro en la mondo antaŭ 2050, multe antaŭ ĉiuj aliaj formoj de fosiliaj kaj renovigeblaj brulaĵoj kombinitaj.

Ni eniras epokon, kie kiom ajn fosilia fuela energio estas disponebla, renovigebla energio ankoraŭ estos pli malmultekosta. Do kion tio signifas en la reala mondo?

Suna investo kaj adopto atingas la bolpunkton

La ŝanĝo venos malrapide komence, poste subite, ĉio estos malsama.

Kiam iuj homoj pensas pri generado de suna energio, ili ankoraŭ pensas pri memstaraj sunenergiaj centraloj kie centoj, eble miloj, da sunpaneloj tapiŝas masivan dezerton en iu malproksima parto de la lando. Por esti juste, tiaj instalaĵoj absolute ludos grandan rolon en nia estonta energimiksaĵo, precipe kun la speco de novigoj venantaj laŭ la dukto.

Du rapidaj ekzemploj: Dum la venonta jardeko, ni vidos sunĉelan teknologion pliigi sian kapablon konverti sunlumon al energio de 25 procentoj ĝis preskaŭ 50 procentoj. Dume, pli grandaj ludantoj kiel IBM eniros la merkaton kun sunaj kolektantoj kiuj povus pligrandigu la potencon de 2,000 sunoj.

Dum ĉi tiuj novigoj estas promesplenaj, ili reprezentas nur frakcion de tio, en kio nia energia sistemo evoluos. La estonteco de energio temas pri malcentralizo, pri demokratiigo, temas pri potenco al la homoj. (Jes, mi rimarkas, kiel lame tio sonis. Traktu ĝin.)

Kion tio signifas estas, ke anstataŭ ke elektroproduktado estu centralizita inter la servaĵoj, pli kaj pli da elektro komencos esti generita kie ĝi estas uzata: hejme. En la estonteco, suna permesos al homoj generi sian propran elektron je pli malalta kosto ol ricevi tiun elektron de sia loka servaĵo. Fakte, ĉi tio jam okazas.

En Kvinslando, Aŭstralio, elektroprezoj falis al preskaŭ nulo en julio de 2014. Normale, prezoj varias ĉirkaŭ $40-$50 por megavato horo, kio do okazis?

Suna okazis. Tegmenta suna, por esti precize. 350,000 konstruaĵoj en Kvinslando havas tegmentajn sunpanelojn, kune generante 1,100 Megavatojn da elektro.

Dume, la sama okazas tra grandaj regionoj de Eŭropo (Germanio, Hispanio kaj Portugalio, precipe), kie loĝskala suna atingis "retan egalecon" (kostoj la sama) kun mezaj loĝelektroprezoj funkciigitaj de tradiciaj servaĵoj. Francio eĉ leĝigis ke ĉiuj novaj konstruaĵoj en komercaj zonoj estu konstruitaj kun planto aŭ sunaj tegmentoj. Kiu scias, eble simila leĝaro iam vidos la fenestrojn de tutaj konstruaĵoj kaj nubskrapuloj anstataŭigitaj per travideblaj sunaj paneloj—jes, fenestroj de suna panelo!

Sed eĉ post ĉio ĉi, suna energio ankoraŭ estas nur triono de ĉi tiu revolucio.

Baterioj, ne plu nur por via ludaŭto

Same kiel sunpaneloj spertis renesancon en disvolviĝo kaj grandskala investo, tiel ankaŭ kuirilaroj. Diversaj novigoj (ekz. unu, du, tri) enretas por igi ilin pli malmultekostaj, pli malgrandaj, pli ekologiemaj, kaj plej grave, permesi al ili stoki vastajn kvantojn da potenco por multe pli longe. La kialo malantaŭ ĉi tiuj R&D-investoj estas evidenta: kuirilaroj helpas stoki la suna energio kolektas por uzo kiam la suno ne brilas.

Fakte, vi eble aŭdis pri Teslo faranta grandan plaĉon lastatempe kiam ili debutis la Tesla powerwall, malaltekosta hejma kuirilaro, kiu povas stoki ĝis 10-kilovattajn horojn da energio. Baterioj kiel ĉi tiuj permesas al domanaroj la eblon iri tute ekster la krado (ĉu ili ankaŭ investu en tegmenta suna) aŭ simple provizi ilin per rezerva potenco dum kradinterrompoj.

Aliaj bateriavantaĝoj por la ĉiutaga domanaro inkluzivas multe pli malaltan energifakturon por tiuj domanaroj kiuj elektas resti konektitaj al la loka elektroreto, precipe tiuj kun dinamika elektroprezo. Tio estas ĉar vi povas ĝustigi vian energiuzon por kolekti kaj stoki energion dum la tago kiam elektroprezoj estas malaltaj, tiam eliri la reton ĉerpante hejman potencon de via baterio nokte kiam elektroprezoj altiĝas. Fari ĉi tion ankaŭ faras vian hejmon multe pli verda ĉar redukti vian energian spuron dum la nokto delokigas energion normale generitan de malpuraj brulaĵoj, kiel karbo.

Sed kuirilaroj ne nur estos ludŝanĝilo por la averaĝa domposedanto; grandaj entreprenoj kaj servaĵoj ankaŭ komencas instali industriajn bateriojn proprajn. Fakte, ili reprezentas 90 procentojn de ĉiuj kuirilaraj instalaĵoj. Ilia kialo de uzado de baterioj estas plejparte la sama kiel la averaĝa domposedanto: ĝi permesas al ili kolekti energion de renovigeblaj fontoj kiel suna, vento, kaj tajdo, tiam liberigi tiun energion dum la vespero, plibonigante la fidindecon de energia krado en la procezo.

Jen kie ni venas al la tria peco de nia energia revolucio.

La pliiĝo de la Energia Interreto

Estas ĉi tiu argumento, kiu daŭre estas puŝata de kontraŭuloj de renovigebla energio, kiuj diras, ke ĉar renovigeblaj (precipe sunaj) ne povas produkti energion 24/7, oni ne povas konfidi al ili grandskalaj investoj. Tial ni bezonas tradiciajn "bazŝarĝajn" energifontojn kiel karbo, gaso aŭ nuklea por kiam la suno ne brilas.

Kion tiuj samaj fakuloj kaj politikistoj ne menciis, tamen, estas ke karbo, gaso aŭ nukleaj centraloj ĉiam fermiĝas pro misaj partoj aŭ planita prizorgado. Sed kiam ili faras, ili ne nepre malŝaltas la lumojn por la urboj, kiujn ili servas. Ni havas ion nomatan nacia energireto. Se unu planto malŝaltas, energio de najbara planto reprenas la malstreĉon tuj, subtenante la potencobezonojn de la grandurbo.

Kun kelkaj malgrandaj ĝisdatigoj, tiu sama krado estas kion renovigeblaj uzos tiel ke kiam la suno ne brilas aŭ la vento ne blovas en unu regiono, la perdo de potenco povas esti kompensita de aliaj regionoj kie renovigeblaj generas elektron. Kaj uzante la industrigrandajn bateriojn menciitajn supre, ni povus malmultekoste stoki vastajn kvantojn da renovigebla energio dum la tago por liberigi dum la vespero. Ĉi tiuj du punktoj signifas, ke vento kaj suno povas provizi fidindajn kvantojn da potenco samkiel tradiciaj bazŝarĝaj energifontoj.

Ĉi tiu nova reto de hejma kaj industria skala komerco de renovigebla energio konsistigos estontan "energian interreton"—dinamikan kaj memreguligantan sistemon kiu (kiel la Interreto mem) estas imuna kontraŭ la plej multaj naturaj katastrofoj kaj terorismaj atakoj, kvankam ankaŭ ne kontrolita. de iu ajn monopolo.

Fine de la tago, renovigebla energio okazos, sed tio ne signifas, ke propraj interesoj ne malaltiĝos sen batalo.

Suna manĝas la tagmanĝon de utilecoj

Sufiĉe amuze, eĉ se bruligi karbon por elektro estis senpaga (kio estas plejparte la kazo en Aŭstralio, unu el la plej grandaj karbaj eksportantoj de la mondo), ĝi ankoraŭ kostas monon por konservi kaj funkciigi la elektrocentralon, poste transporti ĝian elektron tra centoj da mejloj da elektraj linioj por atingi vian hejmon. Ĉio tiu infrastrukturo konsistigas grandan parton de via elektra fakturo. Kaj tial multaj el la Kvinslandanoj, pri kiuj vi legis supre, elektis eviti tiujn kostojn generante sian propran elektron hejme—ĝi estas nur la pli malmultekosta elekto.

Ĉar ĉi tiu suna kosta avantaĝo akcelas al antaŭurbaj kaj urbaj areoj ĉirkaŭ la mondo, pli da homoj elektos for de siaj lokaj energiretoj parte aŭ tute. Tio signifas, ke la kostoj de bontenado de la ekzistanta utila infrastrukturo estos portitaj de pli kaj malpli da homoj, eble altigante monatajn elektrofakturojn kaj kreante eĉ pli grandan financan instigon por "malfruaj sunaj adoptantoj" finfine investi en suna. Ĉi tiu estas la venanta mortspiralo, kiu nokte tenas la servaĵojn.

Rigardante ĉi tiun vartrajnon ŝargas sian vojon, kelkaj el la pli postiĝintaj servaj kompanioj elektis kontraŭbatali ĉi tiun tendencon ĝis la sanga fino. Ili celvarbis por ŝanĝi aŭ fini la "retajn mezurilojn" politikojn, kiuj permesas al domposedantoj vendi troan sunenergion reen en la kradon. Aliaj laboras por igi leĝdonantojn aprobi krompagojn sur sunaj instalaĵoj, dum ankoraŭ aliaj laboras por frostigi aŭ redukti la renovigeblajn kaj efikajn energipostulojn ili estis leĝdonitaj renkontiĝi.

Esence, la utilaj kompanioj provas igi registarojn subvencii siajn operaciojn kaj, en iuj kazoj, leĝdoni siajn monopolojn super lokaj energiretoj. Tio certe ne estas kapitalismo. Kaj registaroj ne devus esti en la komerco de protekti industriojn kontraŭ interrompaj kaj superaj novaj teknologioj (t.e. sunaj kaj aliaj renovigeblaj) kiuj havas la potencialon anstataŭigi ilin (kaj profitigi la publikon).

Sed dum grandegaj sumoj de lobiado estas elspezitaj provante bremsi la antaŭeniĝon de sunaj kaj aliaj renovigeblaj, la longperspektivaj tendencoj estas fiksitaj: sunaj kaj renovigeblaj estas pretaj manĝi la tagmanĝon de servaĵoj. Tial antaŭpensantaj serv-kompanioj prenas malsaman aliron.

Malnovmondaj servaĵoj helpas gvidi la novan mondan energiordon

Kvankam estas neverŝajne, ke plej multaj homoj tute malkonektos de la krado—kiu scias, kio okazas kiam via estonta filo ebrie kondukas vian Teslon en la doman baterion en via garaĝo—la plej multaj homoj komencos uzi siajn lokajn energiretojn malpli kaj malpli kun ĉiu pasinta jardeko. .

Kun la skribo sur la muro, kelkaj servaĵoj decidis fariĝi gvidantoj en la estonta reto de renovigebla kaj distribuita energio. Ekzemple, kelkaj eŭropaj servaĵoj investas parton de siaj nunaj profitoj en novan renoviĝantan energian infrastrukturon, kiel ekzemple suna, vento kaj tajdo. Ĉi tiuj utilecoj jam profitis de sia investo. Distribuitaj renovigeblaj energioj helpis malpliigi la streĉon sur elektraj retoj dum varmaj someraj tagoj kiam postulo estis alta. Renovigeblaj ankaŭ reduktas la bezonon de servaĵoj investi en novaj kaj multekostaj alcentrigitaj elektrocentraloj kaj transmisilinioj.

Aliaj servaj kompanioj rigardas eĉ pli malsupre al la transiro de esti nur energiprovizantoj al iĝi energiservoprovizantoj. SolarCity, noventrepreno, kiu desegnas, financas kaj instalas sunenergiajn sistemojn, komencis ŝanĝo al servo-bazita modelo kie ili posedas, prizorgas kaj funkciigas la hejmajn bateriojn de homoj.

En ĉi tiu sistemo, klientoj pagas monatan kotizon por havi sunpanelojn kaj dombaterion instalita en sia hejmo—eble konektita al hiper-loka komunuma energireto (mikroretoj)—kaj tiam havi sian hejman energion administrita de la servaĵo. Klientoj nur pagus por la energio kiun ili uzas, kaj modestaj energiuzantoj vidos iliajn energifakturojn reduktitajn. Ili eĉ povas fari profiton uzante la superfluan energion, kiun iliaj hejmoj generas por funkciigi siajn pli potenc-avidajn najbarojn.

Kion preskaŭ libera, senlima, pura energio vere signifas

Ĝis 2050, granda parto de la mondo devos tute anstataŭigi sian maljuniĝantan energireton kaj elektrocentralojn. Anstataŭigi ĉi tiun infrastrukturon per pli malmultekostaj, pli puraj kaj energio maksimumigantaj renovigeblaj energioj simple havas financan sencon. Eĉ se anstataŭigi ĉi tiun infrastrukturon per renovigeblaj kostoj same kiel anstataŭigi ĝin per tradiciaj energifontoj, renovigeblaj ankoraŭ gajnas. Pensu pri tio: male al tradiciaj, centralizitaj energifontoj, distribuitaj renovigeblaj ne portas la saman negativan bagaĝon kiel naciaj sekurecaj minacoj de teroristaj atakoj, uzo de malpuraj brulaĵoj, altaj financaj kostoj, malfavoraj klimato kaj sanefektoj, kaj vundebleco al larĝa skalo. senkurentiĝoj

Investoj en energio-efikeco kaj renovigeblaj povas dekutimigi la industrian mondon de karbo kaj petrolo, ŝpari registarojn bilionojn da dolaroj, kreskigi la ekonomion per novaj laborpostenoj en renovigebla kaj inteligenta reto-instalado, kaj redukti niajn karbonemisiojn je ĉirkaŭ 80 procentoj.

Dum ni eniras ĉi tiun novan energian epokon, la demando, kiun ni devas demandi, estas: Kiel vere aspektas mondo kun senlima energio? Kiel ĝi influos nian ekonomion? Nia kulturo? Nia vivmaniero? La respondo estas: pli ol vi pensas.

Ni esploros kiel aspektos ĉi tiu nova mondo fine de nia serio Future of Energy, sed unue, ni devas mencii la aliajn formojn de renovigebla kaj nerenoviĝanta energio, kiuj povas funkciigi nian estontecon. Poste: Renewables kontraŭ la Torio kaj Fusion Energy Wildcards: Estonteco de Energio P5.