クォンタムラン

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太陽エネルギーとエネルギーインターネットの台頭：エネルギーの未来 P4

David Tal、出版社、未来派
@DavidTalWrites
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火、09 / 15 / 2020 - 10：00

私たちは秋について話しました汚れたエネルギー. について話してきました油の終わり. そして、私たちはちょうど台頭について話しました電気自動車. 次に、これらすべてのトレンドの背後にある原動力についてお話しします。このトレンドは、わずか XNUMX 年から XNUMX 年で世界を変えようとしています。

ほぼ無料、無限、クリーン、再生可能エネルギー。

それはちょっと大したことです。そのため、このシリーズの残りの部分では、エネルギーに脆弱な世界からエネルギーが豊富な世界に人類を移行させるトレンドと技術を取り上げ、これが私たちの経済、世界政治、そして日常生活に及ぼす影響について取り上げます. これはかなり頭の痛い問題だと思いますが、心配しないでください。ガイドするので、あまり速く歩きません。

ほぼ無料で無限のクリーンな再生可能エネルギーの最も明白な形態である太陽光発電から始めましょう。

ソーラー：なぜそれが揺らいでいて、なぜそれが避けられないのか

私たちは基本的に、太陽光を利用可能な電力に変換することを目標に、大きなエネルギー吸収パネルを太陽系最大の核融合炉 (太陽) に向けます。自由で無限のクリーンなエネルギー。素晴らしそうですね！では、ソーラー技術が発明されてから数十年も前に、なぜ太陽光発電が普及しなかったのでしょうか?

まあ、政治と安い石油に対する私たちの愛情は別として、主な障害はコストでした. 特に石炭や石油を燃やすのと比較して、太陽光を使って大量の電気を生成することは、かつては馬鹿げたほど高価でした。しかし、いつもそうであるように、物事は変化し、この場合はより良い方向に変化します.

ご覧のとおり、太陽光と炭素ベースのエネルギー源 (石炭や石油など) の主な違いは、一方が技術であり、他方が化石燃料であることです。テクノロジーは改善され、より安価になり、時間の経過とともにより大きな利益をもたらします。一方、化石燃料の場合、ほとんどの場合、その価値は上昇し、停滞し、不安定になり、最終的に時間の経過とともに低下します。

この関係は、2000 年代の開始以来、非常に明確に展開されています。太陽光発電技術は、効率的に生成される電力量が急増する一方で、そのコストは激減しています (過去 75 年間だけで 2020%)。 2030 年までに、補助金がなくても、太陽エネルギーは化石燃料と価格競争力を持つようになります。 2000 年までに、太陽エネルギーは化石燃料に比べてわずかなコストで済み、より効率的に機能するようになります。一方、石油は、XNUMX 年代のほとんどを通じて、化石燃料発電所 (石炭など) の建設と維持にかかるコスト (財政的および環境的) とともに、爆発的に増加しました。

未来学者のレイ・カーツワイルは、太陽光発電のトレンドラインをたどると、太陽光発電は 100 年足らずで今日のエネルギー需要を 30% 満たすことができると予測しています。すでに太陽光発電は、過去 XNUMX 年間で XNUMX 年ごとに倍増しています。同様に、国際エネルギー機関の予測太陽 (太陽光) が 2050 年までに世界最大の電力源になり、他のすべての形態の化石燃料と再生可能燃料を合わせたものをはるかに凌駕します。

いくら化石燃料のエネルギーがあっても、再生可能エネルギーの方が安い時代に突入しています。では、これは現実の世界で何を意味するのでしょうか。

太陽光発電の投資と採用が沸点に達している

変化は最初はゆっくりと起こりますが、突然、すべてが違ったものになります。

一部の人々は、太陽光発電について考えるとき、数百、場合によっては数千のソーラーパネルが国の遠隔地にある広大な砂漠を敷き詰めるスタンドアロンの太陽光発電所をまだ考えています。公平を期すために言うと、このような設備は、将来のエネルギーミックスにおいて大きな役割を果たすことは間違いありません。特に、パイプラインに沿って進んでいる種類のイノベーションを考えるとそうです。

簡単な例を XNUMX つ挙げます。今後 XNUMX 年間で、太陽電池技術の能力が向上します。太陽光を 25% からほぼ 50% のエネルギーに変換. 一方、IBM のような大企業は、ソーラーコレクターで市場に参入する可能性があります。 2,000個の太陽の力を拡大.

これらの革新は有望ですが、私たちのエネルギーシステムが進化するもののほんの一部にすぎません。エネルギーの未来は、分散化、民主化、そして人々への力です。 (はい、私はそれがどれほど不自由に聞こえたかを理解しています。それに対処してください。)

これが意味することは、発電が電力会社間で集中化されるのではなく、より多くの電力が使用される場所、つまり家庭で発電されるようになるということです。将来的には、太陽光発電により、人々は地元の電力会社から電気を得るよりも低コストで自家発電できるようになります。実際、これはすでに起こっています。

オーストラリアのクイーンズランド州では、電気料金がほぼゼロに通常、価格は 2014 メガワット時あたり約 40 ドルから 50 ドルの範囲ですが、何が起こったのでしょうか?

ソーラーが起こりました。正確には屋上ソーラー。クイーンズランド州の 350,000 棟の建物には屋上ソーラーパネルがあり、合わせて 1,100 メガワットの電力を生成しています。

一方、同じことがヨーロッパの広い地域 (特にドイツ、スペイン、ポルトガル) で起こっており、住宅規模の太陽光発電は、従来の公益事業による住宅の平均電力価格と「グリッドパリティ」に達しています (コストは同じです)。フランスも法制化商業ゾーンのすべての新しい建物は、植物または太陽光発電の屋上で建設されます。おそらく、同様の法律により、建物全体や超高層ビルの窓が透明なソーラーパネルに置き換えられる日が来るかもしれません。ソーラーパネルの窓!

しかし、こうしたすべての後でも、太陽光発電はまだこの革命の XNUMX 分の XNUMX にすぎません。

バッテリーはおもちゃの車だけではありません

太陽光パネルが開発と大規模な投資においてルネッサンスを経験したように、バッテリーも同様です。さまざまなイノベーション (ex. XNUMXつ, 2, 三）は、より安価で、より小さく、より環境にやさしく、そして最も重要なこととして、膨大な量の電力をより長期間保存できるようにするためにオンラインになっています. これらの研究開発投資の背後にある理由は明らかです。電池は、太陽が輝いていないときに使用するために太陽電池が収集するエネルギーを蓄えるのに役立ちます.

実際、テスラが最近デビューしたときに大きな話題を呼んだことを聞いたことがあるかもしれません。テスラパワーウォールは、最大 10 キロワット時のエネルギーを蓄えることができる手頃な価格の家庭用バッテリーです。このようなバッテリーにより、家庭はグリッドから完全に切り離すか (屋上の太陽光発電にも投資する必要があります)、グリッドの停止時に単にバックアップ電力を提供するかを選択できます。

日常の家庭にとってのその他のバッテリーの利点には、ローカルの電力網への接続を維持することを選択した家庭、特に動的な電気料金設定を採用している家庭のエネルギー料金が大幅に削減されることが含まれます。これは、電気料金が安い日中にエネルギーを集めて蓄えるようにエネルギーの使用を調整し、電気料金が上がる夜にバッテリーから家庭用電力を引き出すことでグリッドをオフにできるためです。これを行うと、夜間のエネルギーフットプリントを減らすことで、石炭などの汚れた燃料によって通常生成されるエネルギーが置き換えられるため、家がより環境に優しくなります。

しかし、バッテリーは平均的な住宅所有者にとってゲームチェンジャーになるだけではありません。大企業や公益事業も、独自の産業用サイズのバッテリーを設置し始めています。実際、それらはすべてのバッテリー設置の 90% を占めています。彼らがバッテリーを使用する理由は、平均的な住宅所有者とほぼ同じです。太陽光、風力、潮力などの再生可能エネルギー源からエネルギーを収集し、夕方にそのエネルギーを放出し、その過程でエネルギーグリッドの信頼性を向上させることができます。

ここで、エネルギー革命の XNUMX 番目の部分に到達します。

エネルギーインターネットの台頭

再生可能エネルギー (特に太陽光) は 24 時間 7 日エネルギーを生産できないため、大規模な投資は信頼できないと主張する再生可能エネルギーの反対派によって推進され続けているこの議論があります。そのため、太陽が輝いていないときのために、石炭、ガス、または原子力などの従来の「ベースロード」エネルギー源が必要です。

しかし、同じ専門家や政治家が言及していないのは、石炭、ガス、または原子力発電所が、故障した部品や計画された保守のために常に停止しているということです。しかし、そうした場合、サービスを提供している都市の明かりを必ずしも消すとは限りません。国家エネルギーグリッドと呼ばれるものがあります。 XNUMX つの発電所が停止すると、近隣の発電所からのエネルギーが即座にたるみを取り、都市の電力需要をバックアップします。

いくつかのマイナーなアップグレードにより、同じグリッドが再生可能エネルギーで使用されるため、ある地域で太陽が輝いていないか風が吹いていない場合、電力の損失は、再生可能エネルギーが電力を生成している他の地域から補うことができます. また、前述の産業用サイズのバッテリーを使用することで、昼間に膨大な量の再生可能エネルギーを安価に蓄え、夕方に放出することができます。これらの XNUMX つのポイントは、風力と太陽光が、従来のベースロードエネルギー源と同等の信頼できる量の電力を提供できることを意味します。

再生可能エネルギーの国内および産業規模の取引のこの新しいネットワークは、将来の「エネルギーインターネット」を構成します。これは、(インターネット自体のように) ほとんどの自然災害やテロ攻撃の影響を受けず、制御されていない動的で自己規制のシステムです。誰でも独占。

結局のところ、再生可能電力は実現するでしょうが、それは既得権益が戦いなしに消えないという意味ではありません。

ソーラーは公益事業の昼食を食べます

面白いことに、発電のために石炭を燃やすのは無料だったとしても (世界最大の石炭輸出国の XNUMX つであるオーストラリアでは大部分がそうです)、発電所の維持と運用に費用がかかり、その電力を数百マイルにわたって輸送します。家に届く電線。これらすべてのインフラストラクチャが、電気料金の大部分を占めています。そのため、上記でお読みになったクイーンズランド州民の多くが、自宅で自家発電することでコストを回避することを選択しました。それは単に安価なオプションです.

このソーラーコストの優位性が世界中の郊外や都市部で加速するにつれて、より多くの人々が地域のエネルギーグリッドの一部または全部をオプトアウトするようになります。つまり、既存のユーティリティインフラストラクチャを維持するためのコストを負担する人がますます少なくなり、毎月の電気料金が上昇する可能性があり、「ソーラーアダプターを後から採用した」人々が最終的にソーラーに投資するためのさらに大きな経済的インセンティブが生み出される可能性があります。これは、公益事業会社を夜更かしさせ続ける死のスパイラルです。

この貨物列車が突進するのを見て、後れを取っている公益事業会社の一部は、この傾向と最後まで戦うことを選択しました。彼らは、住宅所有者が余剰の太陽エネルギーを送電網に売却できるようにする「ネットメータリング」ポリシーを変更または終了するよう働きかけてきました。他の人たちは、議員を説得するために働いています太陽光発電設備の追加料金を承認する、さらに他の人が取り組んでいる間再生可能で効率的なエネルギー要件を凍結または削減する彼らは会うことを法律で定められています。

基本的に、公益事業会社は政府に事業の補助金を出させようとしており、場合によっては、地域のエネルギーネットワークに対する独占権を法制化しようとしています。それは間違いなく資本主義ではありません。また、政府は、業界に取って代わる可能性のある破壊的で優れた新技術 (太陽光やその他の再生可能エネルギーなど) から業界を保護するというビジネスに従事するべきではありません (そして、一般の人々に利益をもたらす可能性があります)。

しかし、太陽光発電やその他の再生可能エネルギーの進歩を遅らせるために巨額のロビー活動資金が費やされている一方で、長期的なトレンドラインは固定されています。先進的な公益事業会社が異なるアプローチを取っているのはそのためです。

旧世界の公益事業が新世界のエネルギー秩序をリード

ほとんどの人がグリッドから完全にプラグを抜くことはありそうにありませんが、あなたの将来の息子が酔ってあなたのテスラをあなたのガレージの住宅用バッテリーに入れたらどうなるかは誰にもわかりません. .

壁に書かれているように、いくつかのユーティリティは、将来の再生可能および分散型エネルギーネットワークのリーダーになることを決定しました。たとえば、多くのヨーロッパの電力会社は、現在の利益の一部を、太陽光、風力、潮力などの新しい再生可能エネルギーインフラストラクチャに投資しています。これらの公益事業は、すでに投資の恩恵を受けています。分散型再生可能エネルギーは、需要が高い夏の暑い日に送電網への負担を軽減するのに役立ちました。また、再生可能エネルギーは、電力会社が新しく高価な集中型発電所や送電線に投資する必要性を減らします。

他の公益事業会社は、純粋なエネルギープロバイダーからエネルギーサービスプロバイダーへの移行をさらに先を見据えています。 SolarCity は、太陽エネルギーシステムの設計、資金調達、設置を行う新興企業であり、サービスベースのモデルへの移行人々の家庭用バッテリーを所有、維持、運用する場所。

このシステムでは、顧客は毎月の料金を支払って、自宅にソーラーパネルと住宅用バッテリーを設置し (ハイパーローカルコミュニティエネルギーグリッド (マイクログリッド) に接続する可能性があります)、自宅のエネルギーを公益事業体によって管理します。消費者は使用したエネルギーに対してのみ料金を支払い、控えめなエネルギーユーザーはエネルギー料金が大幅に削減されます。彼らは、自宅が生成する余剰エネルギーを使用して、より多くの電力を必要とする隣人に電力を供給することで利益を上げることさえあります.

ほぼ無料で無限のクリーンエネルギーの本当の意味

2050 年までに、世界の多くの地域で老朽化したエネルギーグリッドと発電所を完全に交換する必要があります。このインフラストラクチャを、より安価でクリーンで、エネルギーを最大化する再生可能エネルギーに置き換えることは、経済的に理にかなっています。このインフラストラクチャを再生可能エネルギーに置き換えるのに、従来の電源に置き換えるのと同じコストがかかるとしても、再生可能エネルギーは依然として有利です。考えてみてください: 従来の集中型電源とは異なり、分散型再生可能エネルギーは、テロ攻撃による国家安全保障の脅威、汚れた燃料の使用、高い財政コスト、気候と健康への悪影響、大規模な脆弱性などの負の荷物を抱えていません。停電

エネルギー効率と再生可能エネルギーへの投資は、産業界を石炭と石油から引き離し、政府を数兆ドル節約し、再生可能エネルギーとスマートグリッドの設置による新しい仕事を通じて経済を成長させ、二酸化炭素排出量を約 80% 削減することができます。

この新しいエネルギーの時代に向かうとき、私たちが問うべき質問は、無限のエネルギーを持つ世界は実際にはどのようなものかということです。それは私たちの経済にどのように影響しますか？私たちの文化？私たちの生き方？答えは、あなたが思っている以上です。

エネルギーの未来シリーズの最後で、この新しい世界がどのようなものになるかを探りますが、その前に、私たちの未来を動かす可能性のある再生可能エネルギーと非再生可能エネルギーの他の形態について言及する必要があります。次は：再生可能エネルギー対トリウムおよび核融合エネルギーワイルドカード: エネルギーの未来 P5.