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

 Baš kao što solarna energija ne stvara energiju 24/7, također ne funkcionira dobro na nekim mjestima u svijetu u usporedbi s drugima. Vjerujte mi, dolazite iz Kanade, postoje mjeseci u kojima jedva vidite sunce. Vjerojatno je mnogo gore u nordijskim zemljama i Rusiji—možda to također objašnjava znatnu količinu teškog metala i votke u kojima se tamo uživa.

Ali kao što je spomenuto u prethodni dio ove serije Future of Energy, solarna energija nije jedina obnovljiva igra u gradu. Zapravo, postoji niz opcija za obnovljivu energiju čija se tehnologija razvija jednako brzo kao solarna, a čiji su troškovi i proizvodnja električne energije (u nekim slučajevima) bolji od solarne.

S druge strane, također ćemo razgovarati o onome što volim nazvati "obnovljivi izvori energije sa zamjenskim znakovima". Ovo su novi i nevjerojatno moćni izvori energije koji proizvode nultu emisiju ugljika, ali čije sekundarne troškove za okoliš i društvo tek treba proučiti (i mogu se pokazati štetnima).

Sve u svemu, ono što ćemo ovdje istražiti jest da će solarna energija do sredine stoljeća postati dominantan izvor energije, ali će budućnost također biti sastavljena od energetskog koktela obnovljivih izvora energije i zamjenskih znakova. Pa počnimo s tim obnovljivim izvorima NIMBYs diljem svijeta mrze sa strašću.

Snaga vjetra, što Don Quijote nije znao

Kada stručnjaci govore o obnovljivoj energiji, većina ih uz solarnu stavlja vjetroelektrane. Razlog? Pa, među svim obnovljivim izvorima energije na tržištu, divovske vjetrenjače su najvidljivije — strše kao upaljeni palci duž poljoprivrednih polja i izoliranih (i ne tako izoliranih) pogleda na more u mnogim dijelovima svijeta.

Ali dok je a glasovna izborna jedinica mrzi ih, u nekim dijelovima svijeta, oni revolucioniraju energetski miks. To je zato što dok su neke zemlje blagoslovljene suncem, druge imaju vjetar i to mnogo. Ono što je nekada bilo uništavanje kišobrana, zatvaranje prozora i kvarenje frizure kultivirana (osobito u posljednjih pet do sedam godina) u elektranu proizvodnje obnovljive energije.

Uzmimo za primjer nordijske zemlje. Energija vjetra raste tako brzo u Finskoj i Danskoj da one gutaju profitne marže svojih elektrana na ugljen. Riječ je, inače, o elektranama na ugljen koje su te zemlje trebale zaštititi od “nepouzdanih” obnovljivih izvora energije. Sada Danska i Finska planiraju izbaciti ove elektrane, 2,000 megavata prljave energije, iz sustava po 2030.

Ali to nije sve ljudi! Danska je toliko razbacala energiju vjetra da planira potpuno izbaciti ugljen do 2030. i prijeći cijelo svoje gospodarstvo na obnovljivu energiju (uglavnom iz vjetra). po 2050. U međuvremenu, novi dizajni vjetrenjača (npr. jedan, dva).

Uzgajanje valova

Povezan s vjetrenjačama, ali duboko zakopan u more, treći je najhvaljeniji oblik obnovljive energije: plima. Mlinovi za plimu izgledaju slično vjetrenjačama, ali umjesto da prikupljaju energiju iz vjetra, oni svoju energiju prikupljaju iz oceanskih plima.

Plimne farme nisu ni približno toliko popularne, niti privlače toliko ulaganja, poput sunca i vjetra. Iz tog razloga tidal nikada neće biti glavni igrač u kombinaciji obnovljivih izvora energije osim nekoliko zemalja, poput Ujedinjenog Kraljevstva. To je šteta jer, prema UK Marine Foresight Panel, kad bismo uhvatili samo 0.1 posto Zemljine kinetičke energije plime, to bi bilo dovoljno za napajanje svijeta.

Energija plime i oseke također ima neke jedinstvene prednosti u odnosu na sunce i vjetar. Na primjer, za razliku od sunca i vjetra, plima i oseka doista radi 24/7. Plime su gotovo konstantne, tako da uvijek znate koliko ćete energije generirati tijekom bilo kojeg dana—izvrsno za predvidljivost i planiranje. I što je najvažnije za NIMBY-je vani, budući da se plimne farme nalaze na dnu oceana, zapravo su izvan vidokruga, daleko od svijesti.

Obnovljivi izvori stare škole: hidro i geotermalna

Možda mislite da je čudno da kada govorimo o obnovljivim izvorima energije, ne pridajemo puno vremena nekim od najstarijih i najprihvaćenijih oblika obnovljivih izvora energije: hidro i geotermalna energija. Pa, postoji dobar razlog za to: klimatske promjene će uskoro smanjiti izlaznu snagu hidroelektrana, dok će geotermalna energija postati manje ekonomična u usporedbi sa solarnom energijom i vjetrom. No, kopajmo malo dublje.

Većina svjetskih brana hidroelektrana napaja se velikim rijekama i jezerima koja se sama napajaju sezonskim topljenjem ledenjaka iz obližnjih planinskih lanaca i, u manjoj mjeri, podzemnom vodom iz kišnih regija visoko iznad razine mora. Tijekom sljedećih desetljeća, klimatske promjene će smanjiti (otopiti ili isušiti) količinu vode koja dolazi iz oba ova izvora vode.

Primjer toga može se vidjeti u Brazilu, zemlji s jednom od najzelenijih energetskih mješavina na svijetu, koja više od 75 posto svoje energije proizvodi iz hidroelektrane. Posljednjih godina smanjene su padaline i povećane suše uzrokovao redovite prekide u opskrbi električnom energijom (browouts i blackouts) tijekom većeg dijela godine. Takve energetske ranjivosti postat će sve češće sa svakim desetljećem koje prolazi, prisiljavajući zemlje koje ovise o hidroelektranama da svoje dolare za obnovljive izvore energije ulažu negdje drugdje.

U međuvremenu, koncept geotermalne energije dovoljno je bazičan: ispod određene dubine, Zemlja je uvijek vruća; izbušite duboku rupu, ubacite neke cijevi, ulijte vodu, skupite vruću paru koja se diže i upotrijebite tu paru za pokretanje turbine i stvaranje energije.

U nekim zemljama poput Islanda, gdje su "blagoslovljeni" s velikim brojem vulkana, geotermalna energija je ogroman generator besplatne i zelene energije—proizvodi gotovo 30 posto islandske energije. A u odabranim područjima svijeta koja imaju slične tektonske značajke, to je oblik energije koji se isplati ulagati. No svugdje drugdje, geotermalne elektrane su skupe za izgradnju, a uz solarnu energiju i vjetar svake godine sve niže cijene, geotermalna energija jednostavno neće biti u mogućnosti natjecati se u većini zemalja.

Zamjenski obnovljivi izvori energije

Protivnici obnovljivih izvora često kažu da zbog njihove nepouzdanosti moramo ulagati u velike, uspostavljene i prljave izvore energije - poput ugljena, nafte i ukapljenog prirodnog plina - kako bismo osigurali dosljedne količine energije za zadovoljenje naših potreba. Ovi izvori energije nazivaju se "osnovnim" izvorima energije jer su tradicionalno služili kao okosnica našeg energetskog sustava. Ali u nekim dijelovima svijeta, posebno u zemljama poput Francuske, nuklearna energija je bila osnovni izvor energije izbora.

Nuklearna energija dio je svjetske energetske mješavine od kraja Drugog svjetskog rata. Iako tehnički proizvodi znatnu količinu energije bez ugljika, nuspojave u smislu toksičnog otpada, nuklearnih nesreća i širenja nuklearnog oružja učinile su suvremena ulaganja u nuklearno oružje gotovo nemogućima.

Ipak, nuklearna energija nije jedina igra u gradu. Postoje dvije nove vrste neobnovljivih izvora energije o kojima vrijedi razgovarati: torij i energija fuzije. Zamislite ih kao nuklearnu energiju sljedeće generacije, ali čišću, sigurniju i daleko snažniju.

Torij i fuzija iza ugla?

Torijevi reaktori rade na torijevom nitratu, resursu koji je četiri puta zastupljeniji od urana. Oni također generiraju puno više energije od reaktora na uran, proizvode manje otpada, ne mogu se pretvoriti u bombe za oružje i praktički su otporni na topljenje. (Pogledajte petominutno objašnjenje torijevih reaktora ovdje.)

U međuvremenu, fuzijski reaktori u osnovi rade na morskoj vodi - ili točnije, kombinaciji vodikovih izotopa tricija i deuterija. Dok nuklearni reaktori generiraju električnu energiju cijepanjem atoma, fuzijski reaktori uzimaju stranicu iz knjige našeg Sunca i pokušavaju spojiti atome. (Pogledajte osmominutno objašnjenje fuzijskih reaktora ovdje.)

Obje ove tehnologije za proizvodnju energije trebale su se pojaviti na tržištu do kasnih 2040-ih — puno prekasno da bismo doista napravili razliku na svjetskim energetskim tržištima, a kamoli našu borbu protiv klimatskih promjena. Srećom, to možda neće biti slučaj predugo.

Tehnologija oko torijevih reaktora uglavnom već postoji i aktivno se radi koju progoni Kina. Zapravo, najavili su svoje planove za izgradnju potpuno funkcionalnog torijevog reaktora u sljedećih 10 godina (sredina 2020-ih). U međuvremenu, fuzijska energija je desetljećima kronično nedovoljno financirana, ali nedavno vijesti iz Lockheed Martina ukazuje da bi novi fuzijski reaktor također mogao biti udaljen samo desetljeće.

Ako bilo koji od ovih izvora energije postane uključen u sljedećem desetljeću, to će izazvati udarne valove na energetskim tržištima. Torij i fuzijska energija imaju potencijal za uvođenje ogromnih količina čiste energije u našu energetsku mrežu brže od obnovljivih izvora budući da im nećemo trebati ponovno spajanje postojeće električne mreže. A budući da su to kapitalno intenzivni i centralizirani oblici energije, bit će jako privlačni onim tradicionalnim komunalnim tvrtkama koje se žele boriti protiv rasta solarne energije.

Na kraju dana, to je bacanje. Ako torij i fuzija uđu na komercijalna tržišta u sljedećih 10 godina, mogli bi prestići obnovljive izvore energije kao budućnost energije. Dulje od toga i obnovljivi izvori energije pobjeđuju. U svakom slučaju, jeftina i izdašna energija je u našoj budućnosti.

Dakle, kako stvarno izgleda svijet s neograničenom energijom? Napokon odgovaramo na to pitanje u šesti dio naše serije Future of Energy.

BUDUĆNOST LINKOVA ENERGETSKOG SERIJA

Lagana smrt ere ugljične energije: budućnost energije P1

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

Naša budućnost u svijetu koji obiluje energijom: Budućnost energije P6