انرژی‌های تجدیدپذیر در برابر توریم و انرژی همجوشی: آینده انرژی P5

 درست مانند اینکه خورشید به صورت 24/7 انرژی تولید نمی کند، همچنین در برخی از نقاط جهان در مقایسه با جاهای دیگر خیلی خوب کار نمی کند. به من اعتماد کنید، از کانادا آمده‌اید، چند ماه وجود دارد که به سختی خورشید را می‌بینید. احتمالاً در کشورهای شمال اروپا و روسیه بسیار بدتر است - شاید این نیز توضیح دهد که مقدار قابل توجهی از فلزات سنگین و ودکا در آنجا لذت می برد.

اما همانطور که در قسمت قبلی در این سری Future of Energy، انرژی خورشیدی تنها بازی تجدیدپذیر در شهر نیست. در واقع، گزینه‌های متنوعی برای انرژی‌های تجدیدپذیر وجود دارد که فناوری آن‌ها به همان سرعت خورشیدی در حال توسعه است و هزینه‌ها و خروجی برق آن‌ها (در برخی موارد) از انرژی خورشیدی پیشی می‌گیرد.

از طرف دیگر، ما همچنین در مورد چیزی صحبت خواهیم کرد که من دوست دارم آن را "تجدیدپذیرهای عام" بنامم. اینها منابع انرژی جدید و فوق العاده قدرتمندی هستند که انتشار کربن صفر تولید می کنند، اما هزینه های ثانویه آنها بر محیط زیست و جامعه هنوز مورد مطالعه قرار نگرفته است (و ممکن است مضر باشد).

در مجموع، نکته‌ای که در اینجا بررسی خواهیم کرد این است که در حالی که خورشید تا اواسط قرن به منبع انرژی غالب تبدیل خواهد شد، آینده نیز از مجموعه انرژی‌های تجدیدپذیر و واژگان تشکیل خواهد شد. پس بیایید با انرژی های تجدیدپذیر شروع کنیم NIMBYs در سراسر جهان با اشتیاق نفرت دارند.

نیروی باد، چیزی که دن کیشوت نمی دانست

وقتی کارشناسان در مورد انرژی های تجدیدپذیر صحبت می کنند، بیشتر آنها در مزارع بادی در کنار انرژی خورشیدی قرار می گیرند. دلیل؟ خوب، در میان تمام انرژی‌های تجدیدپذیر موجود در بازار، آسیاب‌های بادی غول‌پیکر قابل مشاهده‌ترین هستند – آنها مانند انگشت شست دردناک در کنار مزارع کشاورزان و مناظر منزوی (و نه چندان منزوی) ساحل در بسیاری از نقاط جهان قرار دارند.

اما در حالی که الف حوزه آوازی از آنها متنفر است، در برخی از نقاط جهان، آنها ترکیب انرژی را متحول می کنند. این به این دلیل است که در حالی که برخی از کشورها دارای برکت خورشید هستند، برخی دیگر دارای باد و مقدار زیادی از آن هستند. چیزی که زمانی یک بود مزاحمت خراب کننده چتر، کرکره پنجره و خراب کردن مو (به ویژه در طول پنج تا هفت سال گذشته) به یک نیروگاه تولید انرژی تجدیدپذیر تبدیل شده است.

به عنوان مثال کشورهای شمال اروپا را در نظر بگیرید. انرژی بادی در فنلاند و دانمارک با چنان سرعتی در حال رشد است که آنها حاشیه سود نیروگاه های زغال سنگ خود را می خورند. به هر حال، این نیروگاه های زغال سنگ هستند که قرار بود از این کشورها در برابر انرژی های تجدیدپذیر "غیر قابل اعتماد" محافظت کنند. اکنون دانمارک و فنلاند قصد دارند این نیروگاه‌ها را که 2,000 مگاوات انرژی کثیف هستند، از سیستم خارج کنند. توسط 2030.

اما این همه مردم نیست! دانمارک به قدری در زمینه انرژی بادی طرفداران زیادی دارد که قصد دارند تا سال 2030 زغال سنگ را به طور کامل حذف کنند و کل اقتصاد خود را به انرژی تجدیدپذیر (عمدتاً از باد) انتقال دهند. توسط 2050. در همین حال، طرح های جدید آسیاب بادی (مثل یک, دو) همیشه در حال ظهور هستند که می توانند صنعت را متحول کنند و به طور بالقوه انرژی باد را برای کشورهای غنی از خورشید به همان اندازه برای کشورهای غنی از باد جذاب کنند.

پرورش امواج

مربوط به آسیاب های بادی است، اما در اعماق دریا مدفون شده است، سومین شکل پرطرفدار انرژی تجدیدپذیر است: جزر و مد. آسیاب های جزر و مد شبیه آسیاب های بادی هستند، اما به جای جمع آوری انرژی از باد، انرژی خود را از جزر و مد اقیانوس جمع می کنند.

مزارع جزر و مدی تقریباً به این اندازه محبوب نیستند و سرمایه گذاری زیادی مانند انرژی خورشیدی و بادی جذب نمی کنند. به همین دلیل، جزر و مد هرگز یک بازیگر اصلی در ترکیب انرژی های تجدیدپذیر در خارج از چند کشور مانند بریتانیا نخواهد بود. این مایه شرمساری است زیرا، طبق گفته هیئت آینده نگاری دریایی بریتانیا، اگر ما فقط 0.1 درصد از انرژی جزر و مد جنبشی زمین را جذب کنیم، برای تامین انرژی جهان کافی است.

انرژی جزر و مد همچنین دارای مزایای منحصر به فردی نسبت به خورشید و باد است. به عنوان مثال، برخلاف خورشید و باد، جزر و مد واقعاً 24/7 اجرا می شود. جزر و مد تقریبا ثابت است، بنابراین شما همیشه می دانید که در طول هر روز چقدر انرژی تولید می کنید - برای پیش بینی پذیری و برنامه ریزی عالی است. و مهم‌تر از همه برای NIMBY‌های بیرونی، از آنجایی که مزارع جزر و مدی در ته اقیانوس قرار دارند، عملاً دور از دید و ذهن هستند.

تجدیدپذیرهای قدیمی مدرسه: آبی و زمین گرمایی

ممکن است فکر کنید عجیب است که وقتی در مورد انرژی‌های تجدیدپذیر صحبت می‌کنیم، به برخی از قدیمی‌ترین و رایج‌ترین اشکال انرژی‌های تجدیدپذیر: آبی و زمین گرمایی، زمان زیادی برای پخش نمی‌دهیم. خوب، دلیل خوبی برای آن وجود دارد: تغییرات آب و هوایی به زودی توان خروجی آب را از بین می برد، در حالی که زمین گرمایی در مقایسه با خورشیدی و بادی اقتصادی تر خواهد شد. اما بیایید کمی عمیق تر کاوش کنیم.

بیشتر سدهای برق آبی جهان از رودخانه‌ها و دریاچه‌های بزرگ تغذیه می‌شوند که خود از ذوب فصلی یخچال‌های طبیعی از رشته‌کوه‌های مجاور و تا حدی کمتر از آب‌های زیرزمینی مناطق پرباران از سطح دریا تغذیه می‌شوند. در طول دهه های آینده، تغییرات آب و هوایی قرار است میزان آبی که از هر دوی این منابع آبی می آید را کاهش دهد (ذوب یا خشک کند).

نمونه ای از این را می توان در برزیل مشاهده کرد، کشوری با یکی از سبزترین ترکیبات انرژی در جهان که بیش از 75 درصد انرژی خود را از برق آبی تولید می کند. در سال های اخیر کاهش بارندگی و افزایش خشکسالی ها صورت گرفته است باعث قطع برق منظم شد (خاموشی و خاموشی) در بیشتر طول سال. چنین آسیب‌پذیری‌های انرژی با گذشت هر دهه بسیار رایج‌تر می‌شوند و کشورهایی را که به آب وابسته هستند مجبور می‌کنند دلارهای تجدیدپذیر خود را در جای دیگری سرمایه‌گذاری کنند.

در همین حال، مفهوم زمین گرمایی به اندازه کافی اساسی است: زیر یک عمق معین، زمین همیشه داغ است. یک سوراخ عمیق سوراخ کنید، مقداری لوله را در آن بیندازید، آب بریزید، بخار داغی را که بالا می‌آید جمع کنید و از آن بخار برای تغذیه توربین و تولید انرژی استفاده کنید.

در برخی از کشورها مانند ایسلند، جایی که آنها دارای تعداد زیادی آتشفشان هستند، زمین گرمایی یک مولد عظیم انرژی رایگان و سبز است - تقریباً 30 درصد از نیروی ایسلند را تولید می کند. و در مناطق منتخبی از جهان که ویژگی‌های زمین ساختی مشابهی دارند، سرمایه‌گذاری در آن شکل ارزشمندی از انرژی است. اما در بیشتر جاهای دیگر، ساخت نیروگاه‌های زمین گرمایی گران است و با کاهش قیمت خورشیدی و باد هر ساله، زمین‌گرمایی این کار را انجام نخواهد داد. بتواند در اکثر کشورها رقابت کند.

انرژی های تجدید پذیر

مخالفان انرژی های تجدیدپذیر اغلب می گویند که به دلیل غیرقابل اعتماد بودن آنها، ما باید روی منابع انرژی بزرگ، جا افتاده و کثیف - مانند زغال سنگ، نفت و گاز طبیعی مایع - سرمایه گذاری کنیم تا مقادیر ثابتی از انرژی را برای تامین نیازهای خود تامین کنیم. این منابع انرژی به عنوان منابع انرژی "بار پایه" شناخته می شوند زیرا به طور سنتی به عنوان ستون فقرات سیستم انرژی ما عمل می کردند. اما در برخی از نقاط جهان، به‌ویژه کشورهایی مانند فرانسه، هسته‌ای منبع تغذیه بار پایه انتخابی بوده است.

هسته ای بخشی از ترکیب انرژی جهان از پایان جنگ جهانی دوم بوده است. در حالی که از نظر فنی مقدار قابل توجهی انرژی با کربن صفر تولید می کند، اثرات جانبی آن از نظر زباله های سمی، حوادث هسته ای و تکثیر سلاح های هسته ای، سرمایه گذاری مدرن در زمینه هسته ای را غیرممکن کرده است.

گفته می شود، هسته ای تنها بازی در شهر نیست. دو نوع جدید از منابع انرژی تجدید ناپذیر وجود دارد که ارزش صحبت کردن را دارد: توریم و انرژی فیوژن. به اینها به عنوان انرژی هسته ای نسل بعدی فکر کنید، اما پاک تر، ایمن تر و به مراتب قوی تر.

توریوم و فیوژن در گوشه و کنار؟

راکتورهای توریم با نیترات توریم کار می کنند، منبعی که چهار برابر فراوانتر از اورانیوم است. آنها همچنین انرژی بسیار بیشتری نسبت به راکتورهای اورانیوم تولید می کنند، زباله کمتری تولید می کنند، نمی توانند به بمب های درجه یک سلاح تبدیل شوند و عملاً ضد ذوب هستند. (توضیح پنج دقیقه ای راکتورهای توریوم را تماشا کنید اینجا کلیک نمایید.)

در همین حال، راکتورهای همجوشی اساساً بر روی آب دریا کار می کنند - یا به عبارت دقیق تر، ترکیبی از ایزوتوپ های هیدروژن تریتیوم و دوتریوم. در جایی که راکتورهای هسته ای با تقسیم اتم ها الکتریسیته تولید می کنند، راکتورهای همجوشی صفحه ای از کتاب بازی خورشید ما را برمی دارند و سعی می کنند اتم ها را با هم ترکیب کنند. (توضیح هشت دقیقه ای راکتورهای همجوشی را تماشا کنید اینجا کلیک نمایید.)

قرار بود هر دوی این فناوری‌های مولد انرژی تا اواخر دهه 2040 به بازار بیایند - خیلی دیر برای ایجاد تغییر در بازارهای انرژی جهان، چه رسد به مبارزه ما با تغییرات آب و هوایی. خوشبختانه، ممکن است برای مدت طولانی اینطور نباشد.

فناوری پیرامون راکتورهای توریم تا حد زیادی از قبل وجود داشته و به طور فعال در حال انجام است توسط چین دنبال می شود. در واقع، آنها برنامه های خود را برای ساخت یک راکتور توریم کاملاً کارآمد طی 10 سال آینده (اواسط دهه 2020) اعلام کردند. در همین حال، انرژی همجوشی برای چندین دهه به طور مزمن کمبود بودجه داشته است، اما اخیراً اخبار از لاکهید مارتین نشان می دهد که یک رآکتور همجوشی جدید نیز ممکن است تنها یک دهه دیگر باشد.

اگر هر یک از این منابع انرژی ظرف یک دهه آینده آنلاین شود، موجی از شوک را به بازارهای انرژی وارد خواهد کرد. توریم و برق همجوشی این پتانسیل را دارند که مقادیر عظیمی از انرژی پاک را سریعتر از انرژی های تجدیدپذیر وارد شبکه انرژی ما کنند، زیرا آنها نیازی به سیم کشی مجدد شبکه برق موجود ندارند. و از آنجایی که اینها انواع انرژی متمرکز و سرمایه بر هستند، برای آن دسته از شرکت های خدمات سنتی که به دنبال مبارزه با رشد انرژی خورشیدی هستند، بسیار جذاب خواهند بود.

در پایان روز، این یک بازی پرتاب است. اگر توریم و فیوژن ظرف 10 سال آینده وارد بازارهای تجاری شوند، می توانند از انرژی های تجدیدپذیر به عنوان آینده انرژی پیشی بگیرند. بیشتر از آن و انرژی های تجدیدپذیر برنده می شوند. در هر صورت، انرژی ارزان و فراوان در آینده ماست.

پس دنیایی با انرژی نامحدود واقعاً چه شکلی است؟ ما در نهایت به این سوال پاسخ می دهیم قسمت ششم سری آینده انرژی ما.

پیوندهای سری آینده انرژی

مرگ آهسته عصر انرژی کربن: آینده انرژی P1

نفت! محرک عصر تجدیدپذیر: آینده انرژی P2

ظهور ماشین الکتریکی: آینده انرژی P3

انرژی خورشیدی و ظهور اینترنت انرژی: آینده انرژی P4

آینده ما در دنیای سرشار از انرژی: آینده انرژی P6