Quantumrun

Ofbyldingskredyt: Quantumrun

Sinne-enerzjy en de opkomst fan it enerzjyynternet: Future of Energy P4

David Tal, útjouwer, Futurist
@DavidTalwrites
LinkedIn

Di, 09/15/2020 - 10:00

Wy hawwe it oer de fal fan smoarge enerzjy. Wy hawwe praat oer de ein fan oalje. En wy hawwe krekt praat oer de opkomst fan elektryske apparaten. Folgjende sille wy prate oer de driuwende krêft efter al dizze trends - en it is ynsteld om de wrâld te feroarjen lykas wy dy kenne yn mar twa oant trije desennia tiid.

Hast fergees, limitless, skjinne, duorsume enerzjy.

It is wat in grutte deal. En dêrom sil de rest fan dizze searje dy trends en technologyen dekke dy't it minskdom sille oerjaan fan in enerzjy-kwetsbere wrâld nei in enerzjy-oerfloedige wrâld, wylst se de effekten sille bedekke dy't dit sil hawwe op ús ekonomy, wrâldpolityk, en op jo deistich libben. Dit is wat aardich koppige dingen, ik wit it, mar meitsje jo gjin soargen, ik sil net te hurd rinne as ik jo der troch liede.

Litte wy begjinne mei de meast foar de hân lizzende foarm fan hast fergese, limitless, skjinne, duorsume enerzjy: sinne-enerzjy.

Solar: wêrom't it rockt en wêrom it ûnûntkomber is

Tsjintwurdich binne wy allegear bekend mei wêr't sinne-enerzjy oer giet: wy nimme yn prinsipe grutte enerzjyabsorberende panielen en wize se nei de grutste fúzjereaktor fan ús sinnestelsel (de sinne) mei as doel sinneljocht yn brûkbere elektrisiteit te konvertearjen. Fergees, limitless, en skjinne enerzjy. Klinkt geweldich! Dus wêrom gie sinne net tsientallen jierren lyn nei't de technology waard útfûn?

No, polityk en ús leafdesrelaasje mei goedkeap oalje oan 'e kant, it wichtichste stroffelstien hat de kosten west. It wie eartiids dom djoer om grutte hoemannichten elektrisiteit op te wekken mei sinne, benammen yn ferliking mei it ferbaarnen fan stienkoal of oalje. Mar lykas se altyd dogge, feroarje dingen, en yn dit gefal, foar it better.

Jo sjogge, it wichtichste ferskil tusken sinne- en koalstof-basearre enerzjyboarnen (lykas stienkoal en oalje) is dat de iene in technology is, wylst de oare in fossile brânstof is. In technology ferbetteret, it wurdt goedkeaper en jout oer de tiid in grutter rendemint; wylst mei fossile brânstoffen, yn 'e measte gefallen, harren wearde nimt ta, stagnearret, wurdt flechtich, en úteinlik ôfnimt oer de tiid.

Dizze relaasje hat sûnt it begjin fan 'e 2000's al te dúdlik ôfspile. Sinnetechnology hat sjoen dat de hoemannichte macht dy't it effisjint genereart skyrocket, al wylst de kosten derfan falle (75 prosint allinich yn 'e lêste fiif jier). Yn 2020 wurdt sinne-enerzjy priiskonkurrearjend mei fossile brânstoffen, ek sûnder subsydzjes. Tsjin 2030 sil sinne-enerzjy in lyts fraksje kostje fan wat fossile brânstoffen effisjinter dogge en wurkje. Underwilens is oalje eksplodearre yn kosten troch in protte fan 'e 2000's, neist de kosten (finansjeel en miljeu) fan it bouwen en ûnderhâlden fan fossile brânstofsintrales (lykas stienkoal).

As wy de sinne-trendlinen folgje, hat futurist Ray Kurzweil foarsein dat sinne yn krekt ûnder twa desennia 100 prosint fan 'e hjoeddeistige enerzjybehoeften kin foldwaan. Al is de opwekking fan sinne-enerzjy de ôfrûne 30 jier elke twa jier ferdûbele. Likegoed, de International Energy Agency foarsei dat de sinne (sinne) yn 2050 de grutste enerzjyboarne fan 'e wrâld wurde sil, fier foarút op alle oare foarmen fan fossile en duorsume brânstoffen byinoar.

Wy geane in tiidrek yn dêr't nettsjinsteande hoefolle fossile brânstof enerzjy beskikber is, duorsume enerzjy noch goedkeaper wêze sil. Dus wat betsjut dit yn 'e echte wrâld?

Sinne-ynvestearring en oannimmen berikke it siedpunt

De feroaring sil earst stadichoan komme, dan ynienen sil alles oars wêze.

As guon minsken tinke oan opwekking fan sinne-enerzjy, tinke se noch oan standalone sinne-sintrales wêr't hûnderten, miskien tûzenen, sinnepanielen in enoarme swath fan woastyn tapasse yn guon ôfstân fan it lân. Om earlik te wêzen, sille sokke ynstallaasjes perfoarst in grutte rol spylje yn ús takomstige enerzjymix, benammen mei it soarte fan ynnovaasjes dy't op 'e pipeline komme.

Twa rappe foarbylden: Yn 'e kommende desennia sille wy sjen dat sinneseltechnology har fermogen ta fergruttet konvertearje sinneljocht yn enerzjy fan 25 prosint nei hast 50 prosint. Underwilens sille gruttere spilers lykas IBM de merk yngean mei sinnesamlers dy't kinne fergrutsje de krêft fan 2,000 sinnen.

Hoewol dizze ynnovaasjes tasizzend binne, fertsjinwurdigje se mar in fraksje fan wat ús enerzjysysteem yn sil evoluearje. De takomst fan enerzjy giet oer desintralisaasje, oer demokratisearring, it giet oer macht foar de minsken. (Ja, ik realisearje my hoe lame dat klonk. Deal with it.)

Dat betsjut dat yn plak fan dat de opwekking fan elektrisiteit sintralisearre wurdt tusken de nutsbedriuwen, der hieltyd mear elektrisiteit opwekt wurdt dêr't it brûkt wurdt: thús. Yn 'e takomst sil sinne-energie minsken tastean har eigen elektrisiteit op te wekken tsjin in legere kosten as dy elektrisiteit fan har lokale nutsbedriuw krije. Dat bart trouwens al.

Yn Queenslân, Austraalje, elektrisiteitsprizen foelen nei hast nul yn july fan 2014. Normaal, prizen fariearje om $ 40- $ 50 per megawatt oere, dus wat barde?

Solar barde. Rooftop sinne, om krekt te wêzen. 350,000 gebouwen yn Queenslân hawwe sinnepanielen op it dak, mei-inoar generearje 1,100 Megawatt oan elektrisiteit.

Underwilens bart itselde yn grutte regio's fan Jeropa (foaral Dútslân, Spanje en Portugal), wêr't sinne op wenningskaal "gridpariteit" hat berikt (kostet itselde) mei gemiddelde elektrisiteitsprizen foar wenningen oandreaun troch tradisjonele nutsbedriuwen. Frankryk sels wetjouwing dat alle nije gebouwen yn kommersjele sônes boud wurde mei plant- of sinnedakken. Wa wit, miskien sil ferlykbere wetjouwing ien dei sjen dat de finsters fan hiele gebouwen en wolkekliuwers ferfongen wurde troch transparante sinnepanielen - ja, sinnepaniel finsters!

Mar ek nei dit alles is sinne-enerzjy noch mar ien tredde fan dizze revolúsje.

Batterijen, net allinich foar jo boartersguodauto mear

Krekt as sinnepanielen hawwe belibbe in renêssânse yn ûntwikkeling en breedskalige ynvestearrings, sa hawwe batterijen. In ferskaat oan ynnovaasjes (bgl. ien, twa, trije) komme online om se goedkeaper, lytser, miljeufreonliker te meitsjen, en it wichtichste, lit se folle langer grutte hoemannichten macht opslaan. De reden efter dizze R&D-ynvestearingen is fanselssprekkend: batterijen helpe de enerzjy fan sinne op te slaan foar gebrûk as de sinne net skynt.

Yn feite, jo miskien hawwe heard oer Tesla meitsjen in grutte plons koartlyn doe't se debutearre de Tesla powerwall, in betelbere húshâldlike batterij dy't oant 10-kilowatt oeren enerzjy opslaan kin. Batterijen lykas dizze jouwe húshâldens de opsje om folslein fan it net ôf te gean (moatte se ek ynvestearje yn sinne op it dak) of se gewoan fan reservekrêft te leverjen by netstekkingen.

Oare batterijfoardielen foar it deistich húshâlding omfetsje in folle legere enerzjyrekken foar dy húshâldens dy't kieze om ferbûn te bliuwen mei it pleatslike stroomnet, benammen dy mei dynamyske elektrisiteitsprizen. Dat komt om't jo jo enerzjyferbrûk kinne oanpasse om enerzjy oerdeis te sammeljen en op te slaan as de elektrisiteitsprizen leech binne, en dan fan it net ôfgean troch nachts húshâldlik enerzjy fan jo batterij te lûken as elektrisiteitsprizen omheech geane. Troch dit te dwaan makket jo hûs ek folle griener, om't it ferminderjen fan jo enerzjyfoetôfdruk yn 'e nacht enerzjy ferpleatst normaal opwekt troch smoarge brânstoffen, lykas stienkoal.

Mar batterijen sille net allinnich wêze in spultsje changer foar de gemiddelde hûseigner; grutte bedriuwen en nutsbedriuwen begjinne ek sels yndustriële batterijen te ynstallearjen. Yn feite, se fertsjintwurdigje 90 prosint fan alle batterij ynstallaasjes. Har reden foar it brûken fan batterijen binne foar it grutste part itselde as de gemiddelde hûseigner: it stelt har yn steat om enerzjy te sammeljen fan duorsume boarnen lykas sinne, wyn en tij, en dan dizze enerzjy jûns frijlitte, wat de betrouberens fan enerzjynet yn it proses ferbetterje.

Dêr komme wy by it tredde stik fan ús enerzjyrevolúsje.

De opkomst fan it Energy Internet

D'r is dit argumint dat hieltyd opstutsen wurdt troch tsjinstanners fan duorsume enerzjy dy't sizze dat, om't duorsume enerzjy (benammen sinne) gjin enerzjy 24/7 kin produsearje, se net kinne wurde fertroud mei grutskalige ynvestearrings. Dêrom hawwe wy tradisjonele "baseload" enerzjyboarnen lykas stienkoal, gas of kearn nedich foar wannear't de sinne net skynt.

Wat dyselde saakkundigen en politisy lykwols net neame, is dat stienkoal-, gas- of kearnsintrales hieltyd stilstean fanwege defekte ûnderdielen of pland ûnderhâld. Mar as se dogge, slute se de ljochten net needsaaklik út foar de stêden dy't se tsjinje. Wy hawwe wat dat in lanlik enerzjynet hjit. As ien plant ôfslút, nimt enerzjy fan in oanbuorjende plant de slach direkt op, en stipet it enerzjyferlet fan 'e stêd.

Mei wat lytse upgrades is datselde net wat duorsume enerzjy sil brûke, sadat as de sinne net skynt of de wyn net waait yn ien regio, it ferlies oan macht kin wurde kompensearre út oare regio's wêr't duorsume enerzjy elektrisiteit opwekt. En troch de hjirboppe neamde yndustriële grutte batterijen te brûken, koene wy oerdeis grutte hoemannichten duorsume enerzjy goedkeap opslaan foar frijlitting jûns. Dizze twa punten betsjutte dat wyn en sinne betroubere hoemannichten macht kinne leverje op par mei tradisjonele baseload-enerzjyboarnen.

Dit nije netwurk fan hannel op ynlânske en yndustriële skaal fan duorsume enerzjy sil in takomstich "enerzjy-ynternet" foarmje - in dynamysk en selsregulearjend systeem dat (lykas it ynternet sels) ymmún is foar de measte natuerrampen en terroristyske oanfallen, wylst ek net kontroleare troch immen monopoalje.

Oan 'e ein fan' e dei sil duorsume enerzjy barre, mar dat betsjut net dat fêste belangen net sûnder striid sille ûndergean.

Solar yt lunch fan nutsbedriuwen

Grappich genôch, sels as it ferbaarnen fan stienkoal foar elektrisiteit fergees wie (wat foar in grut part it gefal is yn Austraalje, ien fan 'e grutste stienkoaleksporteurs fan' e wrâld), kostet it noch altyd jild om de sintrale te ûnderhâlden en te eksploitearjen, en dan syn elektrisiteit oer hûnderten kilometers te ferfieren. krêftlinen om jo hûs te berikken. Al dy ynfrastruktuer makket in grut stik út fan jo elektrisiteitsrekken. En dat is de reden wêrom't safolle fan 'e Queenslanders wêr't jo hjirboppe oer lêze, keazen om dy kosten te omzeilen troch har eigen elektrisiteit thús op te wekken -it is gewoan de goedkeapere opsje.

As dit foardiel foar sinnekosten fersnelt nei foarstêden en stedsgebieten om 'e wrâld, sille mear minsken har foar in part of folslein ôfmelde foar har lokale enerzjynetten. Dat betsjut dat de kosten foar it ûnderhâlden fan de besteande nutsfoarsjennings troch hieltyd minder minsken droegen wurde, mooglik de moanlikse elektrisiteitsrekken ophelje en in noch gruttere finansjele stimulâns meitsje foar "lette sinne-adopters" om einlings yn sinne te ynvestearjen. Dit is de kommende deaspiraal dy't de nutsbedriuwen nachts oerein hâldt.

As se dizze frachttrein har paad sjen litte, hawwe guon fan 'e mear efterlike nutsbedriuwen der foar keazen om dizze trend te bestriden oant it bloedige ein. Se hawwe lobbiede om it "netmeting"-belied te feroarjen of te beëinigjen dat hûseigners mooglik meitsje om tefolle sinne-enerzjy werom te ferkeapjen yn it net. Oaren wurkje om wetjouwers te krijen tastimming op sinne-ynstallaasjes goedkarre, wylst noch oaren wurkje oan befrieze of ferminderje de duorsume en effisjinsje enerzjy easken se binne wetlik om te foldwaan.

Yn prinsipe besykje de nutsbedriuwen oerheden te krijen om har operaasjes te subsidiearjen en, yn guon gefallen, har monopoaljen oer pleatslike enerzjynetwurken wet te jaan. Dat is perfoarst gjin kapitalisme. En oerheden moatte net yn 't bedriuw wêze om yndustry te beskermjen tsjin fersteurende en superieure nije technologyen (dus sinne- en oare duorsume enerzjy) dy't it potinsjeel hawwe om se te ferfangen (en it publyk profitearje om te booten).

Mar wylst enoarme bedragen oan lobbyjild wurde bestege oan it besykjen om de foarútgong fan sinne en oare duorsume enerzjy te fertragen, binne de trendlinen op lange termyn fêst: sinne- en duorsume enerzjy binne ynsteld om lunch fan nutsbedriuwen te iten. Dêrom nimme foarútstribjende nutsbedriuwen in oare oanpak.

Alde wrâld nutsbedriuwen helpe liede de nije wrâld enerzjy oarder

Hoewol it net wierskynlik is dat de measte minsken de stekker folslein fan it net sille losmeitsje - wa wit, wat bart der as jo takomstige soan jo Tesla dronken yn 'e hûsbatterij yn jo garaazje driuwt - de measte minsken SILLE begjinne mei it brûken fan har lokale enerzjynetwurken minder en minder mei elk foarby desennia .

Mei it skriuwen oan 'e muorre hawwe in pear nutsbedriuwen besletten om koprinner te wurden yn it takomstige duorsume en fersprieden enerzjynetwurk. Bygelyks, in oantal Jeropeeske nutsbedriuwen ynvestearje in diel fan har hjoeddeistige winst yn nije ynfrastruktuer foar duorsume enerzjy, lykas sinne, wyn en tij. Dizze nutsbedriuwen hawwe al profitearre fan har ynvestearring. Ferdielde duorsume enerzjy holpen om de spanning op elektryske netten te ferleegjen yn waarme simmerdagen doe't de fraach heech wie. Duorsume enerzjy ferminderet ek de needsaak fan nutsbedriuwen om te ynvestearjen yn nije en djoere sintrale enerzjysintrales en oerdrachtlinen.

Oare nutsbedriuwen sykje noch fierder nei de oergong fan suver enerzjyoanbieders nei leveransiers fan enerzjytsjinsten. SolarCity, in startup dy't sinne-enerzjysystemen ûntwerpt, finansiert en ynstallearret, is begon te ferskowe nei in tsjinst-basearre model wêr't se hûsbatterijen fan minsken besit, ûnderhâlde en operearje.

Yn dit systeem betelje klanten in moanlikse fergoeding om sinnepanielen en in hûsbatterij yn har hûs te ynstallearjen - potinsjeel ferbûn mei in hyper-lokale mienskip enerzjynet (microgrids) - en hawwe dan har hûsenerzjy beheard troch it nutsbedriuw. Klanten soene allinich betelje foar de enerzjy dy't se brûke, en beskieden enerzjybrûkers sille har enerzjyrekken fermindere sjen. Se meie sels winst meitsje troch de oerskotsenerzjy te brûken dy't har huzen generearje om har mear machtshongerige buorlju te bemachtigjen.

Wat hast frije, limitless, skjinne enerzjy echt betsjut

Tsjin 2050 sil in grut part fan 'e wrâld syn ferâldere enerzjynet en enerzjysintrales folslein ferfange moatte. It ferfangen fan dizze ynfrastruktuer mei goedkeapere, skjinner en enerzjymaksimearjende duorsume enerzjy makket gewoan finansjeel sin. Sels as it ferfangen fan dizze ynfrastruktuer troch duorsume enerzjy itselde kostet as it ferfangen troch tradisjonele enerzjyboarnen, wint duorsume enerzjy noch. Tink der oer: yn tsjinstelling ta tradisjonele, sintralisearre enerzjyboarnen, drage ferdielde duorsume enerzjy net deselde negative bagaazje lykas bedrigingen foar nasjonale feiligens fan terroristyske oanfallen, gebrûk fan smoarge brânstoffen, hege finansjele kosten, neidielige klimaat- en sûnenseffekten, en kwetsberens foar grutskalige blackouts

Ynvestearingen yn enerzjy-effisjinsje en duorsume enerzjy kinne de yndustriële wrâld ôfbrekke fan stienkoal en oalje, oerheden trillions fan dollars besparje, de ekonomy groeie troch nije banen yn ynstallaasje fan duorsume en tûke net, en ús koalstofútstjit mei sawat 80 prosint ferminderje.

As wy yn dit nije enerzjytiidrek gean, is de fraach dy't wy moatte stelle: Hoe sjocht in wrâld mei ûnbeheinde enerzjy der echt út? Hoe sil it ús ekonomy beynfloedzje? Us kultuer? Us manier fan libjen? It antwurd is: mear as jo tinke.

Wy sille ûndersykje hoe't dizze nije wrâld der útsjen sil oan 'e ein fan ús Future of Energy-searje, mar earst moatte wy de oare foarmen fan duorsume en net-duorsume enerzjy neame dy't ús takomst kinne oandriuwe. Folgjende: Renewables vs the Thorium and Fusion Energy Wildcards: Future of Energy P5.