Süsinikuenergia ajastu aeglane surm | Energia tulevik P1
Süsinikuenergia ajastu aeglane surm | Energia tulevik P1
Energia. See on omamoodi suur asi. Ja ometi on see asi, millele me harva mõtleme. Sarnaselt Internetile ehmatad sa ainult siis, kui kaotad juurdepääsu sellele.
Kuid tegelikkuses, olgu see siis toidu, soojuse, elektri või mitmete selle vormide kujul, on energia inimese tõusu liikumapanev jõud. Iga kord, kui inimkond omandas uue energiavormi (tuli, kivisüsi, nafta ja peagi ka päike), kiireneb areng ja rahvaarv kasvab taevasse.
Ei usu mind? Teeme kiire sörkjooksu läbi ajaloo.
Energia ja inimeste tõus
Varased inimesed olid kütid-korilased. Nad genereerisid ellujäämiseks vajalikku süsivesikute energiat, parandades oma jahitehnikaid, laienedes uuele territooriumile ja hiljem omandades tule kasutamise oma kütitud liha ja kogutud taimede paremaks seedimiseks. See elustiil võimaldas varajastel inimestel laieneda kogu maailmas umbes miljonilise elanikkonnani.
Hiljem, umbes 7,000 eKr, õppisid inimesed kodustama ja istutama seemneid, mis võimaldasid neil kasvatada liigseid süsivesikuid (energiat). Ja säilitades neid süsivesikuid loomades (söötes suviti karju ja süües neid talvel), suutis inimkond toota piisavalt energiat, et lõpetada oma nomaadi elustiil. See võimaldas neil koonduda suurematesse külade, linnade ja linnade rühmadesse; ning arendada tehnoloogia ja jagatud kultuuri ehitusplokke. Aastatel 7,000 eKr kuni umbes 1700 e.m.a kasvas maailma rahvaarv ühe miljardini.
1700. aastatel levis kivisöe kasutamine plahvatuslikult. Ühendkuningriigis olid britid sunnitud metsade massilise raadamise tõttu kaevandama kivisütt energia saamiseks. Maailma ajaloo õnneks põles kivisüsi palju kuumemini kui puit, mis mitte ainult ei aidanud põhjapoolsetel rahvastel karmide talvede üle elada, vaid võimaldas neil ka oluliselt suurendada nende toodetava metalli kogust ja mis kõige tähtsam - aurumasina leiutamist. Maailma rahvaarv kasvas aastatel 1700–1940 kahe miljardini.
Lõpuks juhtus nafta (nafta). Kuigi seda hakati kasutama piiratud arvul 1870. aastatel ja laienes 1910.–20. aastatel mudeli T masstootmisega, tõusis see pärast Teist maailmasõda tõeliselt käima. See oli ideaalne transpordikütus, mis võimaldas autode kodumaist kasvu ja alandas rahvusvahelise kaubanduse kulusid. Nafta muudeti ka odavateks väetisteks, herbitsiidideks ja pestitsiidideks, mis osaliselt käivitasid rohelise revolutsiooni, vähendades nälga maailmas. Teadlased kasutasid seda kaasaegse farmaatsiatööstuse rajamiseks, leiutades hulga ravimeid, mis ravisid paljusid surmavaid haigusi. Töösturid kasutasid seda uute plasti- ja rõivatoodete loomiseks. Ah jaa, ja õli võib elektri saamiseks põletada.
Kokkuvõttes kujutas nafta endast odavat energiat, mis võimaldas inimkonnal kasvada, ehitada ja rahastada mitmesuguseid uusi tööstusharusid ja kultuurilisi edusamme. Ja aastatel 1940–2015 on maailma rahvaarv plahvatuslikult kasvanud üle seitsme miljardi.
Energia kontekstis
See, mida te just lugesite, oli lihtsustatud versioon umbes 10,000 XNUMX-aastasest inimkonna ajaloost (olete teretulnud), kuid loodetavasti on sõnum, mida ma üritan edastada, selge: kui õpime kontrollima uut, odavamat ja rikkalikumat allikat Inimkond kasvab tehnoloogiliselt, majanduslikult, kultuuriliselt ja demograafiliselt.
Seda mõttekäiku järgides tuleb esitada küsimus: mis juhtub, kui inimkond siseneb tulevasse maailma, mis on täis peaaegu tasuta, piiramatut ja puhast taastuvenergiat? Kuidas see maailm välja näeb? Kuidas see ümber kujundab meie majandust, kultuuri ja eluviisi?
See tulevik (ainult kahe-kolme aastakümne kaugusel) on vältimatu, aga ka selline, mida inimkond pole kunagi kogenud. Neile ja teistele küsimustele see Future of Energy seeria vastuseid püüab leida.
Kuid enne kui saame uurida, kuidas taastuvenergia tulevik välja näeb, peame kõigepealt mõistma, miks me lahkume fossiilkütuste ajastust. Ja mis oleks parem viis seda teha, kui meile kõigile tuttav näide – odav, rikkalik ja ülimalt määrdunud energiaallikas: kivisüsi.
Kivisüsi: meie fossiilkütuste sõltuvuse sümptom
See on odav. Seda on lihtne eraldada, saata ja põletada. Tänapäeva tarbimistasemete põhjal on Maa alla maetud 109 aastat tõestatud varusid. Suurimad maardlad asuvad stabiilsetes demokraatiates, mida kaevandavad aastakümnete pikkuse kogemusega usaldusväärsed ettevõtted. Infrastruktuur (elektrijaamad) on juba paigas, millest enamik peab vastu veel mitu aastakümmet, enne kui tuleb välja vahetada. Pealtnäha tundub kivisüsi suurepärane võimalus meie maailma toiteks.
Siiski on sellel üks puudus: see on pagana räpane.
Kivisöel töötavad elektrijaamad on praegu meie atmosfääri saastavad süsinikuheite suurimad ja määrdunud allikad. Sellepärast on kivisöe kasutamine suures osas Põhja-Ameerikas ja Euroopas aeglaselt vähenenud – söeenergia tootmisvõimsuse suurendamine ei ole lihtsalt kooskõlas arenenud maailma kliimamuutuste vähendamise eesmärkidega.
Sellegipoolest on kivisüsi endiselt üks suurimaid elektrienergia allikaid USA-s (20 protsenti), Ühendkuningriigis (30 protsenti), Hiinas (70 protsenti), Indias (53 protsenti) ja paljudes teistes riikides. Isegi kui läheksime täielikult üle taastuvatele energiaallikatele, võib kuluda aastakümneid, et asendada praegune energiasöe viil. See on ka põhjus, miks arengumaad ei soovi oma söekasutust lõpetada (eriti Hiina ja India), kuna see tähendaks tõenäoliselt nende majanduse pidurite tõmbamist ja sadade miljonite tagasi vaesusesse paiskamist.
Nii et olemasolevate söejaamade sulgemise asemel katsetavad paljud valitsused, kuidas muuta need puhtamaks. See hõlmab mitmesuguseid eksperimentaalseid tehnoloogiaid, mis keerlevad süsiniku kogumise ja säilitamise (CCS) idee ümber: söe põletamine ja määrdunud süsinikuheitmete gaasi puhastamine enne, kui see atmosfääri jõuab.
Fossiilkütuste aeglane surm
Siin on konks: CCS-tehnoloogia paigaldamine olemasolevatesse söejaamadesse võib maksta kuni pool miljardit dollarit tehase kohta. See muudaks nendest jaamadest toodetud elektri palju kallimaks kui traditsioonilised (määrdunud) söejaamad. "Kui palju kallim?" te küsite. The Economist teatatud uuel, 5.2 miljardi dollari suurusel Mississippi CCS-söeelektrijaamal, mille keskmine kulu kilovati kohta on 6,800 dollarit – see on võrreldes gaasiküttel töötava jaama umbes 1,000 dollariga.
Kui CCS juurutataks kõigile 2300 söeküttel töötavad elektrijaamad üle maailma, võivad kulud ulatuda triljoni dollarini.
Lõppkokkuvõttes, kuigi söetööstuse suhtekorraldusmeeskond propageerib aktiivselt CCSi potentsiaali avalikkusele suletud uste taga, teab tööstus, et kui nad kunagi investeeriksid keskkonnasäästlikuks muutumisse, paneks see nad tegevusest välja – see tõstaks kulusid. elektrienergiast nii kaugele, et taastuvenergia muutuks kohe odavamaks valikuks.
Siinkohal võiksime kulutada veel mõned lõigud, et selgitada, miks see kuluprobleem põhjustab nüüd maagaasi tõusu kivisöe asendajana – kuna see on puhtam põletada, ei tekita mürgist tuhka ega jääke, on tõhusam ja tekitab rohkem. elektrienergia kilogrammi kohta.
Kuid järgmise kahe aastakümne jooksul seisab silmitsi sama eksistentsiaalse dilemmaga kivisüsi, kogeb ka maagaas – ja see on teema, mida saate sellest sarjast sageli lugeda: peamine erinevus taastuvate energiaallikate ja süsinikupõhiste energiaallikate (nagu kivisüsi) vahel. ja nafta) on see, et üks on tehnoloogia, teine aga fossiilkütus. Tehnoloogia paraneb, muutub odavamaks ja annab aja jooksul suurema tulu; arvestades, et fossiilkütuste puhul enamikul juhtudel nende väärtus tõuseb, stagneerub, muutub muutlikuks ja lõpuks aja jooksul langeb.
Pöördepunkt uue energeetilise maailmakorra poole
2015. aastal oli esimene aasta, mil maailmamajandus kasvas, samas kui süsinikuheide mitte— majanduse ja süsinikdioksiidi heitkoguste lahtisidumine on suuresti tingitud sellest, et ettevõtted ja valitsused investeerivad rohkem taastuvenergiasse kui süsinikupõhisesse energiatootmisse.
Ja see on alles algus. Reaalsus on see, et me oleme vaid kümne aasta kaugusel taastuvatest tehnoloogiatest, nagu päike, tuul ja teised, et jõuda punktini, kus neist saab odavaim ja tõhusaim valik. See murdepunkt tähistab uue ajastu algust energiatootmises ja potentsiaalselt uut ajastut inimkonna ajaloos.
Vaid mõne kümnendi pärast siseneme tulevikumaailma, mis on täis peaaegu tasuta, piiramatut ja puhast taastuvenergiat. Ja see muudab kõike.
Selle energia tulevikku käsitleva sarja jooksul saate teada järgmist: Miks on määrdunud kütuste ajastu lõppemas; miks nafta käivitab järgmisel kümnendil järjekordse majanduskrahhi; miks elektriautod ja päikeseenergia viivad meid süsinikdioksiidi järgsesse maailma; kuidas teised taastuvad energiaallikad, nagu tuul ja vetikad, samuti eksperimentaalne tooriumi- ja termotuumasünteesienergia, võtavad päikeseenergiast teise osa; ja siis lõpuks uurime, milline näeb välja meie tulevane tõeliselt piiramatu energiaga maailm. (Vihje: see näeb päris eepiline välja.)
Kuid enne kui hakkame tõsiselt rääkima taastuvatest energiaallikatest, peame kõigepealt tõsiselt rääkima tänapäeva kõige olulisemast energiaallikast: õli.
ENERGIASARJADE TULEVIKU LINGID
Õli! Taastuvenergia ajastu käivitaja: energia tulevik P2
Elektriauto tõus: energia tulevik P3
Päikeseenergia ja energia-interneti tõus: energia tulevik P4
Taastuvenergia vs toorium ja termotuumasünteesi energia metamärgid: energia tulevik P5