Quantumrun

Hiilienergia-aikakauden hidas kuolema | Energian tulevaisuus P1

KUVALUOTTO: Quantumrun

Hiilienergia-aikakauden hidas kuolema | Energian tulevaisuus P1

David Tal, kustantaja, futuristi
Twitter
LinkedIn
@DavidTalWrites

Energiaa. Se on iso juttu. Ja kuitenkin, se on jotain, jota harvoin ajattelemme paljon. Internetin tapaan säikähdyt vain, kun menetät pääsyn siihen.

Mutta todellisuudessa energia on ihmisen nousun liikkeellepaneva voima, tulipa se sitten ruoan, lämmön, sähkön tai useiden sen monien muotojen muodossa. Joka kerta kun ihmiskunta hallitsee uuden energiamuodon (tuli, hiili, öljy ja pian aurinko), kehitys kiihtyy ja väestö kasvaa pilviin.

Etkö usko minua? Tehdään nopea lenkki historian läpi.

Energia ja ihmisten nousu

Varhaiset ihmiset olivat metsästäjä-keräilijöitä. He tuottivat selviytymiseen tarvittavan hiilihydraattienergian parantamalla metsästystekniikoitaan, laajentumalla uusille alueille ja myöhemmin hallitsemalla tulen käytön metsästetyn lihan ja kerättyjen kasvien ruoanlaittoon ja sulattamiseen paremmin. Tämän elämäntavan ansiosta varhaiset ihmiset kasvoivat noin miljoonan asukkaaksi maailmanlaajuisesti.

Myöhemmin, noin 7,000 eaa., ihmiset oppivat kesyttämään ja kylvämään siemeniä, jotka antoivat heille mahdollisuuden kasvattaa ylimääräisiä hiilihydraatteja (energiaa). Ja varastoimalla nämä hiilihydraatit eläimiin (ruokkimalla karjaa kesäisin ja syömällä niitä talvisin), ihmiskunta pystyi tuottamaan tarpeeksi energiaa lopettaakseen paimentolaisen elämäntavan. Tämä antoi heille mahdollisuuden keskittyä suurempiin kylien, kaupunkien ja kaupunkien ryhmiin; sekä kehittää teknologian ja yhteisen kulttuurin rakennuspalikoita. Vuodesta 7,000 eaa. noin vuoteen 1700 eKr. maailman väkiluku kasvoi miljardiin.

1700-luvulla hiilen käyttö yleistyi räjähdysmäisesti. Isossa-Britanniassa britit joutuivat louhimaan hiiltä energiakäyttöön massiivisen metsäkadon vuoksi. Maailmanhistorian onneksi kivihiili paloi paljon kuumemmin kuin puu, mikä ei ainoastaan auttanut pohjoisia kansoja selviytymään ankarista talvista, vaan antoi niiden mahdollisuuden lisätä huomattavasti tuottamiensa metallien määrää ja mikä tärkeintä, ruokkii höyrykoneen keksintöä. Maailman väkiluku kasvoi kahteen miljardiin 1700-luvun ja 1940 välisenä aikana.

Lopulta öljy (öljy) tapahtui. Vaikka se tuli käyttöön rajoitetusti noin 1870-luvulla ja laajeni 1910-20-luvuilla Model T:n massatuotannon myötä, se lähti todella nousuun toisen maailmansodan jälkeen. Se oli ihanteellinen kuljetuspolttoaine, joka mahdollisti autojen kotimaisen kasvun ja alensi kansainvälisen kaupan kustannuksia. Öljy muunnettiin myös halvoiksi lannoitteiksi, rikkakasvien torjunta-aineiksi ja torjunta-aineiksi, jotka osittain käynnistivät vihreän vallankumouksen vähentäen maailman nälänhätää. Tiedemiehet käyttivät sitä perustaakseen nykyaikaisen lääketeollisuuden ja keksivät joukon lääkkeitä, jotka paransivat monia kuolemaan johtavia sairauksia. Teollisuusmiehet käyttivät sitä luodakseen uusia muovi- ja vaatetustuotteita. Niin, ja voit polttaa öljyä sähköä varten.

Kaiken kaikkiaan öljy edusti halpa energiaa, jonka ansiosta ihmiskunta pystyi kasvamaan, rakentamaan ja rahoittamaan erilaisia uusia aloja ja kulttuurisia edistysaskeleita. Ja vuosien 1940 ja 2015 välillä maailman väkiluku on kasvanut räjähdysmäisesti yli seitsemään miljardiin.

Energia kontekstissa

Se, mitä juuri luit, oli yksinkertaistettu versio noin 10,000 XNUMX vuoden ihmiskunnan historiasta (olet tervetullut), mutta toivottavasti viesti, jonka yritän saada perille, on selvä: aina kun opimme hallitsemaan uutta, halvempaa ja runsaampaa lähdettä Energian alalla ihmiskunta kasvaa teknisesti, taloudellisesti, kulttuurisesti ja demografisesti.

Tätä ajatuskulkua seuraten on kysyttävä: Mitä tapahtuu, kun ihmiskunta astuu tulevaisuuden maailmaan, joka on täynnä lähes ilmaista, rajatonta ja puhdasta uusiutuvaa energiaa? Miltä tämä maailma tulee näyttämään? Miten se muokkaa talouksiamme, kulttuuriamme ja elämäntapaamme?

Tämä tulevaisuus (vain kahden tai kolmen vuosikymmenen päässä) on väistämätön, mutta myös sellainen, jota ihmiskunta ei ole koskaan kokenut. Näihin ja muihin kysymyksiin tämä Future of Energy -sarja yrittää vastata.

Mutta ennen kuin voimme tutkia, miltä uusiutuvan energian tulevaisuus näyttää, meidän on ensin ymmärrettävä, miksi olemme jättämässä fossiilisten polttoaineiden aikakauden. Ja mikä olisikaan parempi tapa tehdä se kuin meille kaikille tuttu esimerkki, halpa, runsas ja äärimmäisen likainen energialähde: kivihiili.

Hiili: oire fossiilisten polttoaineiden riippuvuudestamme

Se on halpaa. Se on helppo purkaa, lähettää ja polttaa. Tämän päivän kulutustasojen perusteella maapallon alle on haudattu todistettuja varoja 109 vuoden ajalta. Suurimmat esiintymät ovat vakaissa demokratioissa, joita louhivat luotettavat yritykset, joilla on vuosikymmenten kokemus. Infrastruktuuri (voimalaitokset) on jo olemassa, ja suurin osa niistä kestää useita vuosikymmeniä ennen kuin ne on vaihdettava. Päällisin puolin kivihiili kuulostaa loistavalta vaihtoehdolta antaa voimaa maailmallemme.

Sillä on kuitenkin yksi haittapuoli: se on helvetin likainen.

Hiilellä toimivat voimalaitokset ovat yksi suurimmista ja likaisimmista hiilidioksidipäästöjen lähteistä, jotka tällä hetkellä saastuttavat ilmakehämme. Tästä syystä hiilen käyttö on vähentynyt hitaasti suuressa osassa Pohjois-Amerikkaa ja Eurooppaa – hiilen tuotantokapasiteetin lisääminen ei yksinkertaisesti ole yhteensopivaa kehittyneiden maiden ilmastonmuutoksen vähentämistavoitteiden kanssa.

Hiili on kuitenkin edelleen yksi suurimmista sähkönlähteistä Yhdysvalloissa (20 prosenttia), Isossa-Britanniassa (30 prosenttia), Kiinassa (70 prosenttia), Intiassa (53 prosenttia) ja monissa muissa maissa. Vaikka siirtyisimme kokonaan uusiutuviin energialähteisiin, voi kestää vuosikymmeniä korvata nykyinen energiapiirakkahiilipala. Tästä syystä myös kehitysmaat ovat niin haluttomia lopettamaan hiilen käyttöä (erityisesti Kiina ja Intia), koska se todennäköisesti merkitsisi niiden talouksien jarruttamista ja satojen miljoonien heittämistä takaisin köyhyyteen.

Joten nykyisten hiilivoimaloiden sulkemisen sijaan monet hallitukset kokeilevat saada ne toimimaan puhtaammin. Tämä sisältää erilaisia kokeellisia tekniikoita, jotka pyörivät hiilidioksidin talteenoton ja varastoinnin (CCS) ympärillä: hiilen polttaminen ja likaisten hiilidioksidipäästöjen kaasun pesu ennen kuin se pääsee ilmakehään.

Fossiilisten polttoaineiden hidas kuolema

Tässä on saalis: CCS-tekniikan asentaminen olemassa oleviin hiilivoimaloihin voi maksaa jopa puoli miljardia dollaria laitosta kohti. Tämä tekisi näillä laitoksilla tuotetusta sähköstä paljon kalliimpaa kuin perinteiset (likaiset) hiilivoimalat. "Kuinka paljon kalliimpaa?" kysyt. Taloustieteilijä raportoitu uuteen, 5.2 miljardin dollarin arvoiseen Mississippin CCS-hiilivoimalaitokseen, jonka keskimääräiset kustannukset kilowattia kohden ovat 6,800 1,000 dollaria, mikä on verrattuna noin XNUMX XNUMX dollariin kaasukäyttöisellä laitoksella.

Jos CCS otettaisiin käyttöön kaikissa 2300 hiilivoimaloiden maailmanlaajuisesti, kustannukset voivat olla jopa biljoona dollaria.

Loppujen lopuksi, vaikka kivihiiliteollisuuden PR-tiimi edistää aktiivisesti CCS:n mahdollisuuksia yleisölle, suljettujen ovien takana, teollisuus tietää, että jos he koskaan investoivat vihreäksi tulemiseen, se lopettaisi liiketoiminnan – se nostaisi kustannuksia. pisteeseen, jossa uusiutuvista energialähteistä tulisi heti halvempi vaihtoehto.

Tässä vaiheessa voisimme käyttää vielä muutaman kappaleen selittääkseen, miksi tämä kustannusongelma johtaa nyt maakaasun nousuun kivihiilen korvaajana – koska se on puhtaampaa polttaa, ei aiheuta myrkyllistä tuhkaa tai jäämiä, on tehokkaampi ja tuottaa enemmän. sähköä kiloa kohden.

Mutta seuraavan kahden vuosikymmenen aikana hiilen edessä on nyt sama eksistentiaalinen dilemma, myös maakaasu kokee – ja se on aihe, jota tulet lukemaan usein tästä sarjasta: uusiutuvien energialähteiden ja hiilipohjaisten energialähteiden (kuten hiilen) välinen avainero ja öljy) on, että toinen on tekniikka, kun taas toinen on fossiilinen polttoaine. Tekniikka paranee, se tulee halvemmaksi ja tarjoaa suuremman tuoton ajan myötä; ottaa huomioon, että fossiilisten polttoaineiden kanssa useimmissa tapauksissa niiden arvo nousee, pysähtyy, muuttuu epävakaaksi ja lopulta laskee ajan myötä.

Käännekohta uuteen energiamaailmaan

Vuosi 2015 oli ensimmäinen vuosi, jolloin maailmantalous kasvoi, mutta hiilidioksidipäästöt eivät—Tämä talouden ja hiilidioksidipäästöjen irrottaminen on suurelta osin seurausta siitä, että yritykset ja hallitukset investoivat enemmän uusiutuviin energialähteisiin kuin hiilipohjaiseen energiantuotantoon.

Ja tämä on vasta alkua. Tosiasia on, että olemme vain vuosikymmenen päässä uusiutuvien teknologioiden, kuten aurinko-, tuuli- ja muiden tekniikoiden saavuttamisesta pisteeseen, jossa niistä tulee halvin ja tehokkain vaihtoehto. Tuo käännekohta edustaa uuden aikakauden alkua energiantuotannossa ja mahdollisesti uutta aikakautta ihmiskunnan historiassa.

Vain muutaman lyhyen vuosikymmenen kuluttua astumme tulevaisuuden maailmaan, joka on täynnä lähes ilmaista, rajatonta ja puhdasta uusiutuvaa energiaa. Ja se muuttaa kaiken.

Tämän energian tulevaisuutta käsittelevän sarjan aikana opit seuraavaa: Miksi likaisten polttoaineiden aika on päättymässä; miksi öljyn on määrä laukaista vielä yksi taloudellinen romahdus seuraavan vuosikymmenen aikana; miksi sähköautot ja aurinkoenergia johtavat meidät hiilidioksidipäästöjen jälkeiseen maailmaan; kuinka muut uusiutuvat energialähteet, kuten tuuli ja levät, sekä kokeellinen torium- ja fuusioenergia vievät lähes toisensa jälkeen aurinkoenergian; ja lopuksi tutkimme, miltä tulevaisuuden todella rajattoman energian maailmamme näyttää. (Vinkki: se tulee näyttämään aika eeppiseltä.)

Mutta ennen kuin alamme puhua vakavasti uusiutuvista energialähteistä, meidän on ensin puhuttava vakavasti nykypäivän tärkeimmistä energialähteistä: öljy.