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Rinnovabili contro i caratteri jolly dell'energia di torio e fusione: Future of Energy P5

David Tal, editore, futurista
@DavidTalWrites
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Mar, 09 / 15 / 2020 - 10: 23

Proprio come il solare non genera energia 24 ore su 7, XNUMX giorni su XNUMX, inoltre non funziona molto bene in alcuni luoghi del mondo rispetto ad altri. Credimi, venendo dal Canada, ci sono alcuni mesi in cui vedi a malapena il sole. Probabilmente è molto peggio nei paesi nordici e in Russia, forse questo spiega anche la notevole quantità di heavy metal e vodka goduta lassù.

Ma come accennato nel parte precedente di questa serie Future of Energy, l'energia solare non è l'unico gioco rinnovabile in città. In effetti, ci sono una varietà di opzioni di energia rinnovabile la cui tecnologia si sta sviluppando alla stessa velocità del solare e i cui costi e la produzione di elettricità stanno (in alcuni casi) battendo il solare.

D'altra parte, parleremo anche di quelle che mi piace chiamare "caratteri rinnovabili rinnovabili". Si tratta di nuove e incredibilmente potenti fonti di energia che producono zero emissioni di carbonio, ma i cui costi secondari sull'ambiente e sulla società devono ancora essere studiati (e potrebbero rivelarsi dannosi).

Nel complesso, il punto che esploreremo qui è che mentre il solare diventerà la fonte di energia dominante entro la metà del secolo, il futuro sarà anche costituito da un cocktail energetico di energie rinnovabili e caratteri jolly. Quindi iniziamo con le rinnovabili che NIMBY in tutto il mondo odiano con passione.

L'energia eolica, cosa che Don Chisciotte non sapeva

Quando gli esperti parlano di energia rinnovabile, la maggior parte si concentra nei parchi eolici insieme al solare. La ragione? Ebbene, tra tutte le energie rinnovabili sul mercato, i mulini a vento giganti sono i più visibili: sporgono come pollici irritati lungo i campi degli agricoltori e le viste isolate (e non così isolate) del lungomare in molte parti del mondo.

Ma mentre un collegio vocale li odia, in alcune parti del mondo stanno rivoluzionando il mix energetico. Questo perché mentre alcuni paesi sono benedetti dal sole, altri hanno il vento e molto. Quello che una volta era un fastidio che distrugge gli ombrelli, le persiane e le acconciature è stato coltivato (soprattutto negli ultimi cinque-sette anni) in una centrale elettrica di generazione di energia rinnovabile.

Prendi i paesi nordici, per esempio. L'energia eolica è cresciuta a un ritmo così rapido in Finlandia e Danimarca che stanno mangiando i margini di profitto delle loro centrali elettriche a carbone. Si tratta di centrali a carbone, tra l'altro, che avrebbero dovuto proteggere questi paesi dalle energie rinnovabili "inaffidabili". Ora, Danimarca e Finlandia hanno in programma di mettere fuori servizio queste centrali elettriche, 2,000 megawatt di energia sporca by 2030.

Ma non è tutto gente! La Danimarca è diventata così aggressiva sull'energia eolica che hanno in programma di eliminare completamente il carbone entro il 2030 e di trasferire l'intera economia all'energia rinnovabile (principalmente dall'eolico) by 2050. Nel frattempo, nuovi progetti di mulini a vento (es. prima, seconda) stanno venendo fuori continuamente che potrebbero rivoluzionare il settore e potenzialmente rendere l'energia eolica tanto attraente per i paesi ricchi di sole quanto lo sono per quelli ricchi di vento.

Coltivare le onde

Correlata ai mulini a vento, ma sepolta in profondità sotto il mare, è la terza forma di energia rinnovabile più pubblicizzata: le maree. I mulini a marea sembrano simili ai mulini a vento, ma invece di raccogliere energia dal vento, raccolgono la loro energia dalle maree oceaniche.

Le fattorie di marea non sono così popolari, né attraggono così tanti investimenti, come l'energia solare e l'eolico. Per questo motivo, Tidal non sarà mai un attore importante nel mix di rinnovabili al di fuori di alcuni paesi, come il Regno Unito. È un peccato perché, secondo il Marine Foresight Panel del Regno Unito, se catturassimo solo lo 0.1% dell'energia cinetica della marea terrestre, sarebbe sufficiente per alimentare il mondo.

L'energia delle maree ha anche alcuni vantaggi unici rispetto a quella solare ed eolica. Ad esempio, a differenza del solare e del vento, le maree funzionano davvero 24 ore su 7, XNUMX giorni su XNUMX. Le maree sono quasi costanti, quindi sai sempre quanta energia genererai durante un dato giorno, ottimo per prevedibilità e pianificazione. E, cosa più importante per i NIMBY là fuori, dal momento che le fattorie di marea si trovano sul fondo dell'oceano, sono effettivamente fuori dalla vista, fuori dalla mente.

Rinnovabili di vecchia scuola: idro e geotermico

Potresti pensare che sia strano che quando si parla di rinnovabili, non diamo molto tempo ad alcune delle forme di rinnovabili più antiche e ampiamente adottate: idro e geotermico. Bene, c'è una buona ragione per questo: il cambiamento climatico eroderà presto la produzione di energia dell'idroelettrico, mentre il geotermico diventerà meno economico rispetto al solare e all'eolico. Ma scaviamo un po' più a fondo.

La maggior parte delle dighe idroelettriche del mondo sono alimentate da grandi fiumi e laghi che sono essi stessi alimentati dallo scioglimento stagionale dei ghiacciai delle vicine catene montuose e, in misura minore, dalle acque sotterranee delle regioni piovose sopra il livello del mare. Nei prossimi decenni, il cambiamento climatico è destinato a ridurre (sciogliere o seccare) la quantità di acqua che proviene da entrambe queste fonti d'acqua.

Un esempio di questo può essere visto in Brasile, un paese con uno dei mix energetici più ecologici del mondo, che genera oltre il 75% della sua energia dall'energia idroelettrica. Negli ultimi anni, le precipitazioni sono diminuite e la siccità in aumento causato interruzioni di corrente regolari (brownout e blackout) per gran parte dell'anno. Tali vulnerabilità energetiche diventeranno molto più comuni con il passare dei dieci anni, costringendo i paesi che dipendono dall'idroelettrico a investire i loro dollari nelle rinnovabili altrove.

Intanto il concetto di geotermia è abbastanza basilare: al di sotto di una certa profondità la Terra è sempre calda; praticare un foro profondo, inserire delle tubazioni, versare acqua, raccogliere il vapore caldo che sale e utilizzare quel vapore per alimentare una turbina e generare energia.

In alcuni paesi come l'Islanda, dove sono "benedetti" da un gran numero di vulcani, il geotermico è un enorme generatore di energia verde e gratuita: produce quasi il 30 percento dell'energia dell'Islanda. E in aree selezionate del mondo che hanno caratteristiche tettoniche simili, è una forma di energia utile in cui investire. Ma quasi ovunque, gli impianti geotermici sono costosi da costruire e con il solare e l'eolico che diminuiscono di prezzo ogni anno, il geotermico semplicemente non lo farà essere in grado di competere nella maggior parte dei paesi.

Le rinnovabili jolly

Gli oppositori delle energie rinnovabili spesso affermano che, a causa della loro inaffidabilità, dobbiamo investire in fonti energetiche grandi, consolidate e sporche, come carbone, petrolio e gas naturale liquefatto, per fornire quantità coerenti di energia per soddisfare i nostri bisogni. Queste fonti di energia sono denominate fonti di energia "baseload" perché tradizionalmente sono state la spina dorsale del nostro sistema energetico. Ma in alcune parti del mondo, specialmente in paesi come la Francia, il nucleare è stata la fonte di alimentazione di base preferita.

Il nucleare fa parte del mix energetico mondiale dalla fine della seconda guerra mondiale. Sebbene tecnicamente produca una notevole quantità di energia a zero emissioni di carbonio, gli effetti collaterali in termini di rifiuti tossici, incidenti nucleari e proliferazione di armi nucleari hanno reso i moderni investimenti nel nucleare quasi impossibili.

Detto questo, il nucleare non è l'unico gioco in città. Ci sono due nuovi tipi di fonti di energia non rinnovabili di cui vale la pena parlare: torio e energia da fusione. Pensa a questi come all'energia nucleare di prossima generazione, ma più pulita, più sicura e molto più potente.

Torio e fusione dietro l'angolo?

I reattori di torio funzionano con nitrato di torio, una risorsa quattro volte più abbondante dell'uranio. Generano anche molta più energia dei reattori alimentati all'uranio, producono meno rifiuti, non possono essere trasformati in bombe per armi e sono praticamente a prova di fusione. (Guarda una spiegazione di cinque minuti dei reattori al torio qui.)

Nel frattempo, i reattori a fusione funzionano fondamentalmente con acqua di mare o, per essere esatti, una combinazione degli isotopi dell'idrogeno trizio e deuterio. Laddove i reattori nucleari generano elettricità dividendo gli atomi, i reattori a fusione prendono una pagina dal nostro libro di gioco del sole e cercano di fondere gli atomi insieme. (Guarda una spiegazione di otto minuti sui reattori a fusione qui.)

Entrambe queste tecnologie per la generazione di energia sarebbero dovute arrivare sul mercato alla fine degli anni '2040, troppo tardi per fare davvero la differenza nei mercati energetici mondiali, per non parlare della nostra lotta contro il cambiamento climatico. Per fortuna, potrebbe non essere così per troppo tempo.

La tecnologia attorno ai reattori al torio in gran parte esiste già ed è attiva perseguitato dalla Cina. In effetti, hanno annunciato i loro piani per costruire un reattore al torio completamente funzionante entro i prossimi 10 anni (metà degli anni '2020). Nel frattempo, l'energia da fusione è stata cronicamente sottofinanziata per decenni, ma di recente notizie dalla Lockheed Martin indica che anche un nuovo reattore a fusione potrebbe essere tra un decennio.

Se una di queste fonti di energia sarà online entro il prossimo decennio, invierà onde d'urto attraverso i mercati energetici. Il torio e l'energia da fusione hanno il potenziale per introdurre enormi quantità di energia pulita nella nostra rete energetica più velocemente delle energie rinnovabili poiché non avranno bisogno di noi per ricablare la rete elettrica esistente. E poiché si tratta di forme di energia centralizzate e ad alta intensità di capitale, saranno molto interessanti per quelle società di servizi pubblici tradizionali che cercano di combattere la crescita del solare.

Alla fine della giornata, è un casino. Se il torio e la fusione entreranno nei mercati commerciali entro i prossimi 10 anni, potrebbero superare le rinnovabili come futuro dell'energia. Più a lungo e le rinnovabili vincono. Ad ogni modo, l'energia economica e abbondante è nel nostro futuro.

Allora, che aspetto ha davvero un mondo con energia illimitata? Finalmente rispondiamo a questa domanda parte sesta della nostra serie Future of Energy.