Quantumrun

KÉP HITEL: Quantumrun

Megújuló energia kontra a tórium és a fúziós energia helyettesítő karakterei: Az energia jövője P5

David Tal, kiadó, futurista
@DavidTalWrites
LinkedIn

kedd, 09. - 15:2020

Csakúgy, mint ahogy a napenergia nem termel energiát a nap 24 órájában, a hét minden napján, úgy a világ egyes helyein sem működik túl jól másokhoz képest. Hidd el, Kanadából jövök, vannak olyan hónapok, amikor alig látod a napot. Valószínűleg sokkal rosszabb a skandináv országokban és Oroszországban – talán ez is megmagyarázza az ottani nagy mennyiségű heavy metalt és vodkát.

De amint azt a előző rész A Future of Energy sorozatban a napenergia nem az egyetlen megújuló játék a városban. Valójában számos megújuló energiaforrás létezik, amelyek technológiája ugyanolyan gyorsan fejlődik, mint a napenergia, és amelyek költségei és villamosenergia-kibocsátása (bizonyos esetekben) felülmúlja a napenergiát.

A másik oldalon, arról is fogunk beszélni, amit én szívesen nevezek „vadítós megújuló energiaforrásoknak”. Ezek új és hihetetlenül erős energiaforrások, amelyek nulla szén-dioxid-kibocsátással járnak, de a környezetre és a társadalomra gyakorolt másodlagos költségeit még nem vizsgálták (és károsnak bizonyulhatnak).

Összességében az a lényeg, amit itt megvizsgálunk, hogy míg a század közepére a napenergia lesz a domináns energiaforrás, a jövő a megújulók és a helyettesítő karakterek energiakoktéljából is áll majd. Kezdjük tehát a megújulókkal NIMBY-k szerte a világon szenvedéllyel utálják.

A szélenergia, amit Don Quijote nem tudott

Amikor a szakértők a megújuló energiáról beszélnek, a legtöbb szélerőmű a napenergia mellett. Az OK? Nos, a piacon kapható megújuló energiaforrások közül az óriás szélmalmok a leglátványosabbak – fájó hüvelykujjként állnak ki a gazdák szántóföldjein és elszigetelt (és nem túl elszigetelt) tengerparti kilátásban a világ számos részén.

De míg a vokális választókerület gyűlöli őket, a világ egyes részein forradalmasítják az energiamixet. Ennek az az oka, hogy míg egyes országokban napsütés van, más országokban van szél és sok. Ami egykor volt esernyőromboló, ablakzsaluzó és hajviseletrontó bosszúság (különösen az elmúlt XNUMX-XNUMX évben) a megújuló energiatermelés erőművévé termesztették.

Vegyük például az északi országokat. A szélenergia olyan gyorsan növekszik Finnországban és Dániában, hogy felemésztik a széntüzelésű erőművek haszonkulcsát. Ezek egyébként szénerőművek, amelyeknek meg kellett volna védeniük ezeket az országokat a „megbízhatatlan” megújuló energiáktól. Dánia és Finnország most azt tervezi, hogy ezeket az erőműveket, 2,000 megawatt piszkos energiával, kivonják a rendszerből. által 2030.

De ez nem minden, emberek! Dánia annyira a szélenergiával foglalkozik, hogy 2030-ra teljesen kivonják a szénből, és teljes gazdaságukat megújuló energiára (főleg szélből) állítják át. által 2050. Eközben új szélmalom tervek (pl. egy, kettő).

Gazdálkodni a hullámokon

A szélmalmokhoz kapcsolódó, de mélyen a tenger alá temetve a megújuló energia harmadik legelterjedtebb formája: az árapály. Az árapálymalmok a szélmalmokhoz hasonlítanak, de ahelyett, hogy a szélből gyűjtenék az energiát, az óceán árapályából gyűjtik az energiát.

Az árapály-farmok közel sem olyan népszerűek, és nem vonzanak annyi befektetést, mint például a napenergia és a szél. Emiatt a dagály néhány országban, például az Egyesült Királyságon kívül soha nem lesz jelentős szereplő a megújuló energiaforrások keverékében. Ez szégyen, mert a UK Marine Foresight Panel szerint, ha a Föld kinetikus árapály-energiájának csak 0.1 százalékát rögzítenék, az elegendő lenne a világ energiaellátásához.

Az árapály-energiának is van néhány egyedi előnye a napenergiával és a szélenergiával szemben. Például a napenergiával és a szélenergiával ellentétben az árapály valóban 24/7. Az árapály szinte állandó, így mindig tudja, mennyi energiát fog termelni egy adott napon – ez nagyszerű a kiszámíthatóság és a tervezés szempontjából. És ami a NIMBY-k számára a legfontosabb, mivel az árapály-farmok az óceán fenekén helyezkednek el, gyakorlatilag eltűnnek a szemük elől, az elméjükből.

Old school megújulók: víz és geotermikus

Furcsának tarthatja, hogy amikor a megújulókról beszélünk, nem adunk túl sok műsoridőt a megújuló energiaforrások legrégebbi és legszélesebb körben elfogadott formáinak: a víz- és a geotermikus energiának. Nos, ennek jó oka van: az éghajlatváltozás hamarosan lerontja a vízenergia teljesítményét, míg a geotermikus energia kevésbé lesz gazdaságos, mint a nap- és szélenergia. De ássunk egy kicsit mélyebbre.

A világ vízerőmű-gátjainak többségét nagy folyók és tavak táplálják, amelyek maguk is a közeli hegyláncok gleccsereinek szezonális olvadásából, illetve kisebb mértékben a tengerszint feletti esős területek talajvízéből táplálkoznak. Az elkövetkező évtizedekben az éghajlatváltozás várhatóan csökkenti (olvad vagy kiszárítja) mindkét vízforrásból származó víz mennyiségét.

Ennek példája Brazília, a világ egyik legzöldebb energiamixével rendelkező ország, amely energiájának több mint 75 százalékát vízenergiából állítja elő. Az elmúlt években csökkent a csapadék mennyisége és fokozódott a szárazság rendszeres áramszüneteket okozott (barnulás és áramszünet) az év nagy részében. Az energia ilyen sebezhetősége évtizedről évre egyre gyakoribb lesz, és arra kényszeríti a vízenergiától függő országokat, hogy megújuló dollárjaikat máshol fektessenek be.

Mindeközben a geotermia fogalma elég alapvető: egy bizonyos mélység alatt a Föld mindig forró; fúrjon egy mély lyukat, eresszen be néhány csövet, öntsön vizet, gyűjtse össze a felszálló forró gőzt, és használja azt a turbina meghajtására és energia előállítására.

Egyes országokban, például Izlandon, ahol nagyszámú vulkánnal „áldották meg” őket, a geotermikus energia hatalmas szabad és zöld energia termelője – Izland energiájának közel 30 százalékát állítja elő. És a világ bizonyos, hasonló tektonikai jellemzőkkel rendelkező területein érdemes befektetni az energiaforrásba. De a legtöbb mindenhol máshol a geotermikus erőművek építése drága, és mivel a nap- és szélenergia ára évente csökken, a geotermikus energia egyszerűen nem megy. versenyezni a legtöbb országban.

A helyettesítő karakter megújuló energiaforrások

A megújulók ellenzői gyakran mondják, hogy megbízhatatlanságuk miatt nagy, bejáratott és piszkos energiaforrásokba – mint a szén, olaj és cseppfolyósított földgáz – kell beruháznunk, hogy állandó mennyiségű energiát biztosítsunk az igényeinknek. Ezeket az energiaforrásokat „alapterhelésű” energiaforrásoknak nevezik, mivel hagyományosan energiarendszerünk gerincét szolgálták. De a világ egyes részein, különösen olyan országokban, mint Franciaország, az atomenergiát választották az alapterhelésű energiaforrásnak.

A nukleáris energia a második világháború vége óta része a világ energiamixének. Míg technikailag jelentős mennyiségű nulla szén-dioxid-kibocsátású energiát állít elő, a mérgező hulladékok, a nukleáris balesetek és a nukleáris fegyverek elterjedése miatti mellékhatások szinte lehetetlenné tették a modern nukleáris beruházásokat.

Ez azt jelenti, hogy nem az atom az egyetlen játék a városban. Két új típusú nem megújuló energiaforrásról érdemes beszélni: a tórium és a fúziós energia. Tekintsd ezeket a következő generációs atomenergiára, de tisztábbra, biztonságosabbra és sokkal erősebbre.

Tórium és fúzió a sarkon?

A tóriumreaktorok tórium-nitráttal működnek, amely erőforrás négyszer nagyobb mennyiségben van, mint az urán. Ezenkívül sokkal több energiát termelnek, mint az uránmeghajtású reaktorok, kevesebb hulladékot termelnek, nem alakíthatók át fegyveres bombákká, és gyakorlatilag olvadásbiztosak. (Nézze meg a tóriumreaktorok ötperces magyarázatát itt.)

Eközben a fúziós reaktorok alapvetően tengervízzel – vagy egészen pontosan a trícium és a deutérium hidrogénizotópjainak kombinációjával – működnek. Ahol az atomreaktorok atomok felhasításával termelnek áramot, a fúziós reaktorok kivesznek egy oldalt a napunk játékkönyvéből, és megpróbálják az atomokat összeolvasztani. (Nézze meg a fúziós reaktorok nyolcperces magyarázatát itt.)

Mindkét energiatermelő technológiának a 2040-es évek végén kellett megjelennie a piacon – túl későn ahhoz, hogy valóban változást hozzon a világ energiapiacain, nem beszélve az éghajlatváltozás elleni harcunkról. Szerencsére lehet, hogy ez nem lesz túl sokáig így.

A tóriumreaktorok körüli technológia nagyrészt már létezik, és jelenleg is aktív Kína üldözi. Valójában bejelentették, hogy a következő 10 éven belül (a 2020-as évek közepén) egy teljesen működőképes tóriumreaktort építenek fel. Eközben a fúziós energia évtizedek óta krónikusan alulfinanszírozott, de mostanában hírek a Lockheed Martintól azt jelzi, hogy egy új fúziós reaktor is csak egy évtized múlva lehet.

Ha ezen energiaforrások bármelyike a következő évtizedben elérhetővé válik, az sokkhullámokat fog küldeni az energiapiacokon. A tórium és a fúziós energia hatalmas mennyiségű tiszta energiát képes gyorsabban bevezetni energiahálózatunkba, mint a megújuló energiaforrások, mivel nem lesz szükségük a meglévő villamosenergia-hálózat újrahuzalozására. És mivel ezek tőkeigényes és központosított energiaformák, rendkívül vonzóak lesznek a hagyományos közüzemi vállalatok számára, amelyek küzdeni szeretnének a napenergia növekedése ellen.

A nap végén ez egy feldobás. Ha a tórium és a fúzió a következő 10 éven belül megjelenik a kereskedelmi piacokon, akkor megelőzhetik a megújuló energiaforrásokat, mint az energia jövőjét. Ha ennél hosszabb, akkor a megújulók győznek. Akárhogy is, az olcsó és bőséges energia a jövőnkben van.

Hogyan is néz ki valójában egy korlátlan energiájú világ? Végül erre a kérdésre válaszolunk Future of Energy sorozatunk hatodik része.