Торий мен синтез энергиясының қойылмалы таңбаларына қарсы жаңартылатын көздер: энергияның болашағы P5

 Күннің тәулік бойы энергия өндірмейтіні сияқты, ол басқалармен салыстырғанда әлемнің кейбір жерлерінде тым жақсы жұмыс істемейді. Маған сеніңіз, Канададан келіп, күнді әрең көретін айлар бар. Скандинавия елдерінде және Ресейде бұл әлдеқайда нашар болуы мүмкін - мүмкін бұл ауыр металл мен арақтың үлкен мөлшерін түсіндіреді.

Бірақ мақалада айтылғандай алдыңғы бөлім «Энергияның болашағы» сериясында күн энергиясы қаладағы жаңартылатын жалғыз ойын емес. Шындығында, жаңартылатын энергияның алуан түрлі нұсқалары бар, олардың технологиясы күн сияқты жылдам дамып келеді және шығындары мен электр қуаты (кейбір жағдайларда) күннен асып түседі.

Екінші жағынан, біз сондай-ақ маған «қолайлы таңбалы жаңартылатын қуат көздері» деп атағанды ​​ұнататын нәрселер туралы сөйлесетін боламыз. Бұл нөлдік көміртегі шығарындыларын шығаратын, бірақ қоршаған ортаға және қоғамға қайталама шығындары әлі зерттелмеген (және зиянды болуы мүмкін) жаңа және керемет қуатты энергия көздері.

Тұтастай алғанда, біз бұл жерде зерттейтін мәселе, күн ғасырдың ортасына қарай басым энергия көзіне айналса да, болашақ жаңартылатын және қойылмалы таңбалардың энергетикалық коктейлінен тұрады. Сонымен, жаңартылатын энергиядан бастайық NIMBYs бүкіл әлем құмарлықпен жек көреді.

Жел күші, Дон Кихот білмейтін

Сарапшылар жаңартылатын энергия туралы айтқанда, жел электр станцияларының көпшілігі күнмен қатар жүреді. Себебі? Нарықтағы барлық жаңартылатын қуат көздерінің ішінде алып жел диірмендері ең көп көрінеді — олар фермерлердің егістік алқабында бас бармақтар сияқты шығып тұрады және әлемнің көптеген бөліктерінде оқшауланған (және оқшауланбаған) теңіз жағалауы көріністері.

Бірақ кезінде а вокалдық сайлау округі оларды жек көреді, әлемнің кейбір бөліктерінде олар энергия қоспасында төңкеріс жасайды. Себебі кейбір елдерде күн батасын берсе, басқаларында жел және оның көптігі бар. Бір кездері қандай болды қолшатырды бұзатын, терезе жапқышы және шаш үлгісін бұзатын тітіркену (әсіресе соңғы бес-жеті жылда) жаңартылатын энергияны өндірудің қуатты орталығына айналды.

Мысалы, солтүстік елдерді алайық. Финляндия мен Данияда жел энергиясы соншалықты жылдам өсті, олар көмірмен жұмыс істейтін электр станцияларының кіріс маржасын жеп жатыр. Бұл, айтпақшы, бұл елдерді «сенімсіз» жаңартылатын энергиядан қорғауға тиіс көмір электр станциялары. Енді Дания мен Финляндия осы электр станцияларын, яғни 2,000 мегаватт лас энергияны жүйеден шығаруды жоспарлап отыр. 2030 арқылы.

Бірақ бұл барлық адамдар емес! Данияның жел энергиясы бойынша гангбастер болғаны сонша, олар 2030 жылға қарай көмірді толығымен алып тастап, бүкіл экономикасын жаңартылатын энергияға (негізінен желден) көшіруді жоспарлап отыр. 2050 арқылы. Сонымен қатар, жел диірменінің жаңа конструкциялары (мыс. бір, екі) индустрияда төңкеріс жасай алатын және жел энергиясын желге бай елдерге тартымды ете алатындай үнемі шығып жатыр.

Толқындарды өсіру

Жел диірмендерімен байланысты, бірақ теңіз түбінде терең көмілген, жаңартылатын энергияның үшінші ең танымал түрі: толқын. Толқынды диірмендер жел диірменіне ұқсайды, бірақ олар энергияны желден жинаудың орнына, мұхит толқындарынан жинайды.

Толқынды фермалар соншалықты танымал емес және олар күн мен жел сияқты көп инвестиция тартпайды. Осы себепті, толқын Ұлыбритания сияқты бірнеше елдерден тыс жаңартылатын энергия қоспасында ешқашан негізгі ойыншы болмайды. Бұл ұят, өйткені Ұлыбританияның теңіздегі форсайт тобының мәліметтері бойынша, егер біз Жердің кинетикалық толқыны энергиясының бар болғаны 0.1 пайызын түсірсек, бұл әлемді қуаттандыруға жеткілікті болар еді.

Толқындық энергияның күн мен желге қарағанда ерекше артықшылықтары бар. Мысалы, күн мен желден айырмашылығы, толқындар тәулік бойы жұмыс істейді. Толқындар тұрақты дерлік, сондықтан сіз кез келген күн ішінде қанша қуат өндіретінін әрқашан білесіз, бұл болжау және жоспарлау үшін тамаша. NIMBY үшін ең маңыздысы, су тасқыны фермалары мұхиттың түбінде орналасқандықтан, олар көзге көрінбейді.

Ескі мектептің жаңартылатын көздері: гидро және геотермалдық

Сіз жаңартылатын көздер туралы айтқанда, жаңартылатын көздердің ең көне және кеңінен қабылданған кейбір түрлеріне: гидро және геотермалдық ресурстарға көп эфир уақытын бермейміз деп ойлайсыз. Мұның жақсы себебі бар: Климаттың өзгеруі жақын арада гидроэнергетиканың қуатын бұзады, ал геотермальды күн мен желмен салыстырғанда үнемділігі азырақ өседі. Бірақ біраз тереңірек қазып алайық.

Дүние жүзіндегі ГЭС бөгеттерінің көпшілігі жақын маңдағы тау жоталарындағы мұздықтардың маусымдық еруімен және аз дәрежеде теңіз деңгейінен жоғары жаңбырлы аймақтардағы жер асты суларымен қоректенетін ірі өзендер мен көлдермен қоректенеді. Алдағы онжылдықтарда климаттың өзгеруі осы екі су көздерінен келетін судың мөлшерін азайтады (ерітеді немесе құрғатады).

Бұған мысал ретінде энергияның 75 пайыздан астамын су электр энергиясынан өндіретін әлемдегі ең жасыл энергия қоспаларының біріне ие Бразилиядан көруге болады. Соңғы жылдары жауын-шашын азайып, құрғақшылық күшейді тұрақты электр қуатының үзілуіне әкелді (қоңыр түсу және өшіп қалу) жылдың көп бөлігінде. Мұндай энергетикалық осалдықтар әр онжылдықта анағұрлым жиі кездеседі, бұл суға тәуелді елдерді жаңартылатын долларларын басқа жерге инвестициялауға мәжбүр етеді.

Сонымен қатар, геотермалдық ұғым жеткілікті түрде қарапайым: белгілі бір тереңдікте Жер әрқашан ыстық; терең тесік бұрғылаңыз, құбырларды тастаңыз, су құйыңыз, көтерілетін ыстық буды жинаңыз және сол буды турбинаны қуаттандыру және энергия өндіру үшін пайдаланыңыз.

Көптеген жанартаулармен «батасын алған» Исландия сияқты кейбір елдерде геотермалдық еркін және жасыл энергияның үлкен генераторы болып табылады — ол Исландия қуатының 30 пайызын өндіреді. Әлемнің тектоникалық сипаттамалары ұқсас кейбір аймақтарда бұл инвестициялауға тұрарлық энергия түрі. Бірақ басқа жерлердің көпшілігінде геотермалдық қондырғыларды салу қымбатқа түседі және күн мен жел жыл сайын бағаның төмендеуіне байланысты, геотермальдық бұл жай ғана емес. көптеген елдерде бәсекеге қабілетті болуы.

Қойылмалы таңба жаңартылатын көздер

Жаңартылатын қуат көздерінің қарсыластары олардың сенімсіздігіне байланысты біздің қажеттіліктерімізді қанағаттандыру үшін тұрақты көлемдегі энергияны қамтамасыз ету үшін көмір, мұнай және сұйытылған табиғи газ сияқты ірі, қалыптасқан және лас энергия көздеріне инвестиция салуымыз керек деп жиі айтады. Бұл энергия көздері «негізгі жүктеме» қуат көздері деп аталады, өйткені олар дәстүрлі түрде біздің энергетикалық жүйеміздің негізі ретінде қызмет етті. Бірақ әлемнің кейбір бөліктерінде, әсіресе Франция сияқты елдерде, ядролық таңдау негізгі жүктеме қуат көзі болды.

Екінші дүниежүзілік соғыс аяқталғаннан бері ядролық энергия дүниежүзінің энергетикалық кешенінің бір бөлігі болды. Техникалық тұрғыдан нөлдік көміртекті энергияның айтарлықтай көлемін өндіргенімен, улы қалдықтар, ядролық апаттар және ядролық қарудың таралуына қатысты жанама әсерлер ядролық қаруға заманауи инвестицияларды мүмкін емес етеді.

Яғни, ядролық қару қаладағы жалғыз ойын емес. Жаңартылмайтын қуат көздерінің екі жаңа түрі бар: торий және синтез энергиясы. Бұларды келесі ұрпақтың ядролық қуаты деп ойлаңыз, бірақ таза, қауіпсіз және әлдеқайда қуатты.

Бұрыштағы торий мен синтез?

Торий реакторлары торий нитратында жұмыс істейді, бұл ураннан төрт есе көп. Олар сондай-ақ уранмен жұмыс істейтін реакторларға қарағанда әлдеқайда көп энергия өндіреді, қалдық аз шығарады, қару-жараққа арналған бомбаларға айналмайды және іс жүзінде ерімейді. (Торий реакторларының бес минуттық түсіндірмесін қараңыз Мұнда.)

Сонымен қатар, термоядролық реакторлар негізінен теңіз суында жұмыс істейді - немесе дәлірек айтсақ, тритий мен дейтерий изотоптары сутегінің комбинациясы. Ядролық реакторлар атомдарды бөлу арқылы электр энергиясын өндіретін жерде, синтез реакторлары күннің ойын кітабынан бір бетті алып, атомдарды біріктіруге тырысады. (Сегіз минуттық термоядролық реакторлардың түсіндірмесін қараңыз Мұнда.)

Бұл энергия өндіретін екі технология да 2040-шы жылдардың аяғында нарыққа шығуы керек еді — климаттың өзгеруімен күресу былай тұрсын, әлемдік энергетикалық нарықтарда шын мәнінде өзгеріс енгізу үшін тым кеш. Бақытымызға орай, бұл ұзақ уақытқа созылмауы мүмкін.

Торий реакторларының айналасындағы технология негізінен қазірдің өзінде бар және белсенді жұмыс істеуде Қытайдың ізіне түсті. Шын мәнінде, олар алдағы 10 жыл ішінде (2020 жылдардың ортасы) толық жұмыс істейтін торий реакторын салу жоспарларын жариялады. Сонымен қатар, синтез қуаты ондаған жылдар бойы созылмалы түрде жеткіліксіз қаржыландырылды, бірақ жақында Lockheed Martin жаңалықтары бұл жаңа синтез реакторының да онжылдықта болуы мүмкін екенін көрсетеді.

Егер осы қуат көздерінің бірі алдағы онжылдықта желіге қосылса, ол энергия нарықтары арқылы соққы толқындарын жібереді. Торий мен синтездік қуат жаңартылатын көздерге қарағанда біздің энергетикалық желіге үлкен көлемдегі таза энергияны тезірек енгізу мүмкіндігіне ие, өйткені олар қолданыстағы электр желісін қайта қосуды қажет етпейді. Бұл энергияның капиталды қажет ететін және орталықтандырылған түрлері болғандықтан, олар күннің өсуіне қарсы күресуді қалайтын дәстүрлі коммуналдық компаниялар үшін өте тартымды болады.

Күннің соңында бұл төбелес. Егер торий мен синтез алдағы 10 жыл ішінде коммерциялық нарықтарға шықса, олар энергияның болашағы ретінде жаңартылатын қуат көздерін басып озуы мүмкін. Одан ұзағырақ және жаңартылатын көздер жеңеді. Қалай болғанда да, арзан әрі мол энергия біздің болашағымыз.

Сонымен шексіз энергиясы бар әлем шынымен қалай көрінеді? Ақырында біз бұл сұраққа жауап береміз «Болашақ энергия» сериясының алтыншы бөлімі.

ЭНЕРГИЯ СЕРИЯЛАРЫ СІЛТЕМЕЛЕРІНІҢ БОЛАШАҒЫ

Көміртегі энергиясы дәуірінің баяу өлімі: P1 энергиясының болашағы

Май! Жаңартылатын дәуірдің триггері: P2 энергиясының болашағы

Электромобильдің өрлеуі: P3 энергиясының болашағы

Күн энергиясы және энергетикалық интернеттің өркендеуі: энергияның болашағы P4

Энергияға бай әлемдегі біздің болашағымыз: Энергия болашағы P6