Slaga smrt ere ugljične energije | Budućnost energije P1

Slaga smrt ere ugljične energije | Budućnost energije P1
SLIKA: Quantumrun

Slaga smrt ere ugljične energije | Budućnost energije P1

    energija. To je velika stvar. Pa ipak, to je nešto o čemu rijetko razmišljamo. Kao i internet, poludiš tek kad mu izgubiš pristup.

    Ali u stvarnosti, bilo da dolazi u obliku hrane, topline, električne energije ili bilo kojeg drugog oblika, energija je pokretačka snaga uspona čovjeka. Svaki put kad čovječanstvo ovlada novim oblikom energije (vatra, ugljen, nafta, a uskoro i solarna), napredak se ubrzava, a stanovništvo vrtoglavo raste.

    Ne vjeruješ mi? Prođimo brzo kroz povijest.

    Energija i uspon ljudi

    Rani ljudi bili su lovci-sakupljači. Generirali su energiju ugljikohidrata koja im je bila potrebna za preživljavanje poboljšavajući svoje tehnike lova, šireći se na novi teritorij, a kasnije, kroz svladavanje upotrebe vatre za kuhanje i bolju probavu ulovljenog mesa i sakupljenih biljaka. Ovakav način života omogućio je ranim ljudima da se prošire na populaciju od oko milijun diljem svijeta.

    Kasnije, oko 7,000 godina prije Krista, ljudi su naučili pripitomiti i posaditi sjemenke koje su im omogućile uzgoj viška ugljikohidrata (energije). A skladištenjem tih ugljikohidrata u životinje (hraneći stada tijekom ljeta i jedući ih tijekom zime), čovječanstvo je uspjelo proizvesti dovoljno energije da okonča svoj nomadski način života. To im je omogućilo da se koncentriraju u većim skupinama sela, mjesta i gradova; i razviti građevne elemente tehnologije i zajedničke kulture. Između 7,000. godine prije nove ere i oko 1700. godine nove ere, svjetska populacija narasla je na jednu milijardu.

    Tijekom 1700-ih, upotreba ugljena je eksplodirala. U Ujedinjenom Kraljevstvu, Britanci su bili prisiljeni iskopavati ugljen za korištenje energije, zbog masovne sječe šuma. Srećom za svjetsku povijest, ugljen je gorio mnogo jače od drva, ne samo što je pomogao sjevernim narodima da prežive oštre zime, već im je također omogućio da uvelike povećaju količinu metala koji su proizveli, i što je najvažnije, potaknuvši izum parnog stroja. Globalno stanovništvo naraslo je na dvije milijarde između 1700. stoljeća i 1940. godine.

    Napokon se dogodila nafta (petroleum). Iako je ušao u ograničenu upotrebu oko 1870-ih i proširio se između 1910-20-ih s masovnom proizvodnjom modela T, stvarno je uzeo maha nakon Drugog svjetskog rata. Bilo je to idealno gorivo za prijevoz koje je omogućilo domaći rast automobila i smanjilo troškove međunarodne trgovine. Nafta je također pretvorena u jeftina gnojiva, herbicide i pesticide koji su dijelom pokrenuli zelenu revoluciju, smanjujući glad u svijetu. Znanstvenici su ga iskoristili za uspostavljanje moderne farmaceutske industrije, izumivši niz lijekova koji su izliječili mnoge smrtonosne bolesti. Industrijalci su ga koristili za stvaranje niza novih plastičnih i odjevnih proizvoda. O da, i možete spaljivati ​​naftu za struju.

    Sve u svemu, nafta je predstavljala bogatstvo jeftine energije koja je čovječanstvu omogućila rast, izgradnju i financiranje raznih novih industrija i kulturnog napretka. A između 1940. i 2015. svjetska populacija eksplodirala je na više od sedam milijardi.

    Energija u kontekstu

    Ono što ste upravo pročitali bila je pojednostavljena verzija oko 10,000 XNUMX godina ljudske povijesti (nema na čemu), ali nadam se da je poruka koju pokušavam prenijeti jasna: kad god naučimo kontrolirati novi, jeftiniji i obilniji izvor energije, čovječanstvo raste tehnološki, ekonomski, kulturno i demografski.

    Slijedeći ovaj tok misli, potrebno je postaviti pitanje: Što se događa kada čovječanstvo uđe u budući svijet ispunjen gotovo besplatnom, neograničenom i čistom obnovljivom energijom? Kako će ovaj svijet izgledati? Kako će to preoblikovati naše ekonomije, našu kulturu, naš način života?

    Ova budućnost (samo dva do tri desetljeća daleko) je neizbježna, ali i takva kakvu čovječanstvo nikada nije doživjelo. Ova i druga pitanja su ono na što će ova serija Future of Energy pokušati odgovoriti.

    Ali prije nego što možemo istražiti kako će izgledati budućnost obnovljive energije, prvo moramo razumjeti zašto napuštamo doba fosilnih goriva. A postoji li bolji način da to učinimo od primjera koji nam je svima poznat, izvora energije koji je jeftin, obilan i krajnje prljav: ugljen.

    Ugljen: simptom naše ovisnosti o fosilnim gorivima

    Jeftino je. Lako ga je izvaditi, poslati i spaliti. Na temelju današnjih razina potrošnje, postoje 109 godina dokazane rezerve zakopane ispod Zemlje. Najveća nalazišta nalaze se u stabilnim demokracijama, a iskopavaju ih pouzdane tvrtke s desetljećima iskustva. Infrastruktura (elektrane) je već postavljena, a većina će trajati još nekoliko desetljeća prije nego što bude potrebna zamjena. Na prvi pogled, ugljen zvuči kao odlična opcija za napajanje našeg svijeta.

    Međutim, ima jedan nedostatak: to je prljav ko vrag.

    Elektrane na ugljen jedan su od najvećih i najprljavijih izvora emisija ugljika koje trenutno zagađuju našu atmosferu. Zbog toga je upotreba ugljena u polaganom padu u većem dijelu Sjeverne Amerike i Europe—izgradnja više kapaciteta za proizvodnju električne energije na ugljen jednostavno nije kompatibilna s ciljevima smanjenja klimatskih promjena razvijenog svijeta.

    Ipak, ugljen je još uvijek među najvećim izvorima električne energije za SAD (s 20 posto), UK (30 posto), Kinu (70 posto), Indiju (53 posto) i mnoge druge zemlje. Čak i kad bismo se u potpunosti prebacili na obnovljive izvore energije, mogla bi proći desetljeća da zamijenimo dio energetskog kolača koji sada predstavlja ugljen. To je i razlog zašto je svijet u razvoju toliko nevoljan prestati koristiti ugljen (osobito Kina i Indija), jer bi to vjerojatno značilo kočenje njihovih gospodarstava i bacanje stotina milijuna natrag u siromaštvo.

    Dakle, umjesto zatvaranja postojećih tvornica ugljena, mnoge vlade eksperimentiraju s time da one rade čišće. To uključuje razne eksperimentalne tehnologije koje se vrte oko ideje hvatanja i skladištenja ugljika (CCS): spaljivanje ugljena i čišćenje plina od prljavih emisija ugljika prije nego što dospije u atmosferu.

    Spora smrt fosilnih goriva

    Evo kvake: instaliranje CCS tehnologije u postojeća postrojenja na ugljen može stajati do pola milijarde dolara po postrojenju. To bi električnu energiju proizvedenu iz ovih postrojenja učinilo daleko skupljom od tradicionalnih (prljavih) elektrana na ugljen. "Koliko skuplje?" pitaš. The Economist izvijestio na novoj američkoj CCS elektrani na ugljen Mississippi, vrijednoj 5.2 milijarde dolara, čija je prosječna cijena po kilovatu 6,800 dolara—to je u usporedbi s oko 1,000 dolara za elektranu na plin.

    Kad bi se CCS uveo u sve 2300 elektrane na ugljen u cijelom svijetu, trošak bi mogao biti veći od trilijun dolara.

    Na kraju, dok tim za odnose s javnošću industrije ugljena aktivno promiče potencijal CCS-a u javnosti, iza zatvorenih vrata, industrija zna da bi ih, ako bi ikada uložili u to da postanu zeleni, to izbacilo iz posla — povećalo bi troškove svoje električne energije do točke u kojoj bi obnovljivi izvori odmah postali jeftinija opcija.

    U ovom trenutku mogli bismo potrošiti još nekoliko paragrafa objašnjavajući zašto ovo pitanje troškova sada dovodi do porasta prirodnog plina kao zamjene za ugljen— budući da je čišći za sagorijevanje, ne stvara otrovni pepeo ili ostatke, učinkovitiji je i stvara više električne energije po kilogramu.

    Ali tijekom sljedeća dva desetljeća, s istom egzistencijalnom dilemom s kojom se sada suočava ugljen, iskusit će i prirodni plin—i to je tema koju ćete često čitati u ovoj seriji: ključna razlika između obnovljivih izvora energije i izvora energije temeljenih na ugljiku (kao što je ugljen i nafta) je da je jedno tehnologija, a drugo fosilno gorivo. Tehnologija se poboljšava, postaje jeftinija i daje veći povrat tijekom vremena; dok kod fosilnih goriva u većini slučajeva njihova vrijednost raste, stagnira, postaje nestabilna i na kraju opada tijekom vremena.

    Prekretnica za novi energetski svjetski poredak

    2015. je obilježila prvu godinu u kojoj je svjetsko gospodarstvo raslo je dok emisije ugljika nisu— ovo odvajanje gospodarstva i emisija ugljika uglavnom je rezultat ulaganja tvrtki i vlada u obnovljive izvore energije više nego u proizvodnju energije temeljenu na ugljiku.

    A ovo je tek početak. Stvarnost je takva da nas samo desetljeće dijeli od obnovljivih tehnologija poput sunca, vjetra i drugih koje će doći do točke u kojoj će postati najjeftinija i najučinkovitija opcija. Ta prijelomna točka predstavljat će početak novog doba u proizvodnji energije, a potencijalno i novog doba u ljudskoj povijesti.

    Za samo nekoliko desetljeća ući ćemo u svijet budućnosti ispunjen gotovo besplatnom, neograničenom i čistom obnovljivom energijom. I promijenit će sve.

    Tijekom ove serije o budućnosti energije naučit ćete sljedeće: Zašto se doba prljavih goriva bliži kraju; zašto će nafta izazvati još jedan ekonomski kolaps u sljedećem desetljeću; zašto će nas električni automobili i solarna energija odvesti u post-ugljični svijet; kako će drugi obnovljivi izvori poput vjetra i algi, kao i eksperimentalni torij i fuzijska energija, zauzeti drugo mjesto nakon sunca; i konačno, istražit ćemo kako će izgledati naš budući svijet istinski neograničene energije. (Savjet: izgledat će prilično epski.)

    Ali prije nego počnemo ozbiljno razgovarati o obnovljivim izvorima energije, prvo moramo ozbiljno razgovarati o današnjem najvažnijem izvoru energije: ulje.

    BUDUĆNOST LINKOVA ENERGETSKOG SERIJA

    Ulje! Okidač za eru obnovljivih izvora energije: budućnost energije P2

    Uspon električnog automobila: budućnost energije P3

    Solarna energija i uspon energetskog interneta: budućnost energije P4

    Obnovljivi izvori energije u odnosu na zamjenske znakove za energiju torija i fuzije: budućnost energije P5

    Naša budućnost u svijetu koji obiluje energijom: Budućnost energije P6