Quantumrun

Кредит сүрөтү: Quantumrun

Күн энергиясы жана энергетикалык интернеттин өсүшү: Энергиянын келечеги P4

Дэвид Тал, басып чыгаруучу, футурист
@DavidTalWrites
LinkedIn

Шейшемби, 09 - 15:2020

Биз күзүндө сүйлөштүк кир энергия. Биз жөнүндө сүйлөштүк майдын аягы. Ал эми биз жөн гана көтөрүлүшү жөнүндө айттык электр транспорт каражаттары. Андан кийин, биз бардык ушул тенденциялардын кыймылдаткыч күчү жөнүндө сүйлөшөбүз — жана ал эки-үч он жылдыктын ичинде биз билген дүйнөнү өзгөртүүгө даяр.

Дээрлик бекер, чексиз, таза, кайра жаралуучу энергия.

Бул кандайдыр бир чоң иш. Мына ошондуктан бул сериянын калган бөлүгү адамзатты энергетикалык аялуу дүйнөдөн энергияга бай дүйнөгө өткөрө турган тенденцияларды жана технологияларды камтыйт жана бул биздин экономикага, дүйнөлүк саясатка жана сиздин күнүмдүк жашооңузга тийгизе турган кесепеттерди камтыйт. Бул абдан татаал нерсе, мен билем, бирок кабатыр болбоңуз, мен өтө тез баспайм, анткени мен сизге бул боюнча жол көрсөтөм.

Келгиле, дээрлик бекер, чексиз, таза, кайра жаралуучу энергиянын эң айкын түрү менен баштайлы: күн энергиясы.

Күн: эмне үчүн ал таштайт жана эмне үчүн бул сөзсүз болот

Азыр биз баарыбыз күн энергиясы эмнеде экенин жакшы билебиз: биз негизинен чоң энергияны сиңирип алуучу панелдерди алып, күн нурун колдонууга жарамдуу электр энергиясына айландыруу максатында аларды Күн системасынын эң чоң синтез реакторуна (күн) карай багыттайбыз. Акысыз, чексиз жана таза энергия. Укмуштуудай! Анда эмне үчүн технология ойлоп табылгандан кийин ондогон жылдар мурун күн чыккан эмес?

Саясат жана арзан мунайга болгон сүйүүбүздү кошпогондо, негизги мүдүрүлтпөгөн нерсе чыгым болду. Айрыкча, көмүр же мунай күйгүзүү менен салыштырганда, күндүн жардамы менен чоң көлөмдөгү электр энергиясын өндүрүү акылсыздык менен кымбат болчу. Бирок, алар дайыма болуп, баары өзгөрөт, жана бул учурда, жакшы жагына.

Көрдүңүзбү, күн жана көмүртектерге негизделген энергия булактарынын ортосундагы негизги айырма (көмүр жана мунай сыяктуу) бири технология, ал эми экинчиси казылып алынган отун. Технология жакшырып, арзандайт жана убакыттын өтүшү менен көбүрөөк кайтарымды камсыз кылат; ал эми казылып алынуучу отундар менен көпчүлүк учурларда алардын наркы жогорулап, токтоп, туруксуз болуп, акырында убакыттын өтүшү менен төмөндөйт.

Бул мамиле 2000-жылдардын башынан бери абдан айкын болуп калды. Күн технологиялары эффективдүү өндүрө турган энергиянын көлөмү асманга көтөрүлгөнүнө карабастан, анын чыгымдары кыйроого учурады (соңку беш жылда эле 75 пайыз). 2020-жылга чейин күн энергиясы субсидиясыз да, казылып алынган отун менен баада атаандаша алат. 2030-жылга чейин күн энергиясы казылып алынган күйүүчү майлардын бир аз гана бөлүгүн чыгымдайт жана натыйжалуураак иштейт. Ошол эле учурда, 2000-жылдардын көбүндө мунайдын баасы жарылып, казылып алынган отун электр станцияларын (көмүр сыяктуу) курууга жана тейлөөгө кеткен чыгымдар (финансылык жана экологиялык) менен бирге.

Эгерде биз күндүн тенденцияларын кармансак, анда футуролог Рэй Курцвейл күн энергиясы бүгүнкү күндөгү энергияга болгон муктаждыктын 100 пайызын жыйырма жылдан азыраак убакытта камсыздай алат деп болжолдогон. Акыркы 30 жылда күн энергиясын өндүрүү эки жыл сайын эки эсеге көбөйдү. Ошо сыяктуу эле, Бул тууралуу Эл аралык энергетика агенттиги билдирди Күн (күн) 2050-жылга чейин дүйнөдөгү эң ири электр энергия булагы болуп калат, бул бардык башка бардык фоссилдик жана кайра жаралуучу отун түрлөрүнөн алда канча алдыда.

Биз казылып алынуучу отун энергиясы канчалык көп болбосун, кайра жаралуучу энергия арзаныраак боло турган доорго кирип жатабыз. Демек, бул реалдуу дүйнөдө эмнени билдирет?

Күн инвестиция жана кабыл алуу кайноо чекитине жеткен

Өзгөрүүлөр алгач акырындык менен келет, анан күтүлбөгөн жерден баары башкача болот.

Кээ бир адамдар күн энергиясын өндүрүү жөнүндө ойлогондо, алар дагы эле өз алдынча күн электр станцияларын ойлошот, ал жерде жүздөгөн, балким миңдеген күн панелдери өлкөнүн кайсы бир алыскы бөлүгүндөгү чоң чөлдү килемдейт. Адилеттүүлүк үчүн, мындай орнотуулар биздин келечектеги энергетикалык аралашмабызда чоң роль ойнойт, өзгөчө инновациялардын түрү менен.

Ыкчам эки мисал: Кийинки он жылдыкта биз күн батареясынын технологиясы анын жөндөмдүүлүгүн жогорулатарын көрөбүз күн нурун 25 пайыздан дээрлик 50 пайызга чейин энергияга айландырышат. Ошол эле учурда, IBM сыяктуу ири оюнчулар күн коллекторлору менен рынокко чыгышат 2,000 күндүн күчүн чоңойтуңуз.

Бул инновациялар келечектүү болгону менен, алар биздин энергетикалык системабыз өнүгүп жаткан нерсенин бир бөлүгүн гана билдирет. Энергетиканын келечеги децентрализациялоо, демократиялаштыруу, бул бийлик элге. (Ооба, мен мунун канчалык аксап жатканын түшүндүм. Муну менен күрөшүңүз.)

Бул электр энергиясын өндүрүүнү коммуналдык кызматтардын арасында борборлоштуруунун ордуна, электр энергиясы колдонулган жерде: үйдө көбүрөөк өндүрүлө баштайт дегенди билдирет. Келечекте күн электр энергиясын жергиликтүү коммуналдык кызматтардан алганга караганда, өз алдынча электр энергиясын өндүрүүгө мүмкүндүк берет. Чынында, бул азыртадан эле болуп жатат.

Австралиянын Квинсленд штатында, электр энергиясынын баасы дээрлик нөлгө чейин төмөндөдү 2014-жылдын июлунда. Адатта, баалар бир мегаватт саатына 40-50 доллардын тегерегинде болот, анда эмне болду?

Күн болду. Чатырдын үстү күн, тагыраак айтканда. Квинсленд штатындагы 350,000 1,100 имараттын чатырында күн батареялары бар, алар чогуу XNUMX мегаватт электр энергиясын иштеп чыгышат.

Ошол эле учурда, Европанын ири аймактарында (Германия, Испания жана Португалия, өзгөчө), турак-жай масштабындагы күн энергиясы салттуу коммуналдык кызматтар менен иштеген турак жай электр энергиясынын орточо баасы менен "тармактык паритетке" жеткен (баасы бирдей). Франция да мыйзам чыгарды коммерциялык зоналардагы бардык жаңы имараттардын чатыры өсүмдүк же күн нуру менен курулууга тийиш. Ким билет, балким, ушул сыяктуу мыйзамдар бир күнү бүтүндөй имараттардын жана асман тиреген имараттардын терезелери тунук күн батареяларына алмаштырыларын көрөт - ооба, күн панелинин терезелери!

Бирок ушулардын бардыгынан кийин деле күн энергиясы бул революциянын үчтөн бир бөлүгүн гана түзөт.

Батареялар, оюнчук машинаңыз үчүн гана эмес

Күн панелдери өнүгүүдө жана кеңири масштабдагы инвестицияларда кайра жаралууга дуушар болгон сыяктуу, батарейкалар да ошондой. Ар түрдүү инновациялар (мис. бир, эки, үч) аларды арзаныраак, кичирейтүү, экологиялык жактан таза кылуу жана эң негизгиси, аларга чоң көлөмдөгү энергияны узак убакытка сактоого мүмкүндүк берүү үчүн онлайнга кирип жатышат. Бул R&D инвестицияларынын себеби айдан ачык: батарейкалар күн тийбеген учурда колдонуу үчүн күн чогулткан энергияны сактоого жардам берет.

Чындыгында, сиз Тесла жакында дебют жасаганда чоң шпылдаганын уккандырсыз Тесла Powerwall, 10 киловатт саатка чейин энергияны сактай ала турган арзан батарейка. Бул сыяктуу батарейкалар үй чарбаларына электр тармагынан толугу менен чыгууга мүмкүнчүлүк берет (эгер алар үйдүн үстүнкү күн энергиясына да инвестиция кылышы керек) же электр тармактары үзгүлтүккө учураганда аларды резервдик энергия менен камсыз кылуу мүмкүнчүлүгүн берет.

Күнүмдүк турмуш-тиричилик үчүн батареянын башка артыкчылыктары жергиликтүү электр тармагына туташкан үй чарбалары үчүн, өзгөчө электр энергиясына динамикалык баа койгон үй чарбалары үчүн энергиянын бир топ төмөн төлөмүн камтыйт. Себеби, сиз электр энергиясы арзандап турган күндүз энергияны чогултуу жана сактоо үчүн энергияны колдонууну тууралай аласыз, андан кийин электр энергиясына болгон баалар көтөрүлгөндө түндө батарейкаңыздан үй тиричилик энергиясын тартып, тармактан чыга аласыз. Муну менен үйүңүздү жашыл кылат, анткени түн ичинде энергияңыздын изин азайтуу, адатта, көмүр сыяктуу кир күйүүчү майлардан пайда болгон энергияны алмаштырат.

Бирок батарейкалар жөнөкөй үй кожоюну үчүн оюн алмаштыргыч болуп калбайт; ири ишканалар жана коммуналдык ишканалар да ездерунун енер жайлык аккумуляторлорун орното башташат. Чынында, алар бардык батарея орнотууларынын 90 пайызын түзөт. Алардын батарейкаларды колдонуу себеби көбүнчө үй ээси менен бирдей: бул аларга күн, шамал жана суу ташкыны сыяктуу кайра жаралуучу булактардан энергия чогултууга, андан кийин бул энергияны кечинде бошотуп, процессте энергетика тармагынын ишенимдүүлүгүн жогорулатууга мүмкүндүк берет.

Мына ушул жерден биз энергетикалык революциябыздын үчүнчү бөлүгүнө келдик.

Энергетикалык Интернеттин өсүшү

Кайра жаралуучу энергия булактары (айрыкча күн) энергияны 24/7 өндүрө албагандыктан, аларга ири инвестицияга ишенүүгө болбойт деген кайра жаралуучу энергиянын оппоненттери тарабынан түртүлүп жаткан бул аргумент бар. Ошондуктан бизге күн тийбеген учурда көмүр, газ же өзөктүк энергия сыяктуу салттуу “базалык жүктөм” энергия булактары керек.

Ошол эле эксперттер жана саясатчылар айтпай турган нерсе, көмүр, газ же өзөктүк станциялар бузулган тетиктерден же пландуу оңдоодон улам дайыма токтоп турат. Бирок алар кызмат кылган шаарлардын жарыгын сөзсүз түрдө өчүрбөйт. Бизде улуттук энергетика тармагы деген нерсе бар. Эгерде бир ишкана токтоп калса, коңшу станциянын энергиясы ошол замат токтоп, шаардын электр энергиясына болгон муктаждыгын камсыздайт.

Кээ бир майда жаңыртуулар менен ошол эле электр энергиясы кайра жаралуучу булактарды колдонот, ошондуктан бир аймакта күн тийбегенде же шамал сокпогондо, энергиянын жоготуусу кайра жаралуучу булактар электр энергиясын өндүргөн башка аймактардан компенсацияланышы мүмкүн. Жана жогоруда айтылган өнөр жай көлөмүндөгү батареяларды колдонуу менен, биз кечинде чыгаруу үчүн күндүз кайра жаралуучу энергиянын чоң көлөмүн арзан сактай алдык. Бул эки пункт шамал жана күн салттуу базалык энергия булактары менен бирдей энергиянын ишенимдүү көлөмүн камсыз кыла алат дегенди билдирет.

Кайра жаралуучу энергиянын ички жана өнөр жайлык масштабдагы соодасынын бул жаңы тармагы келечектеги "энергетикалык интернетти" түзөт - динамикалык жана өзүн-өзү жөнгө салуучу система (Интернеттин өзү сыяктуу) көпчүлүк табигый кырсыктарга жана террордук чабуулдарга каршы иммунитетке ээ, ошол эле учурда көзөмөлгө алынбайт. кимдир бирөө монополия тарабынан.

Акыр-аягы, кайра жаралуучу энергия ишке ашат, бирок бул жеке кызыкчылыктар күрөшсүз жок болбойт дегенди билдирбейт.

Күн коммуналдык кызматкерлердин түшкү тамагын жейт

Күлкүлүү, электр энергиясы үчүн көмүр жагуу бекер болгон күндө да (бул негизинен дүйнөдөгү эң ири көмүр экспорттоочуларынын бири болгон Австралияда) электр станциясын тейлөө жана иштетүү, андан кийин электр энергиясын жүздөгөн миль аралыкка жеткирүү үчүн дагы деле акча талап кылынат. электр линиялары үйүңүзгө жетет. Ошол инфраструктуранын баары сиздин электр энергияңыздын чоң бөлүгүн түзөт. Мына ушундан улам сиз жогоруда окуган Квинсленддердин көбү үйүндө электр энергиясын өндүрүү менен бул чыгымдардан баш тартууну чечишкен —бул жөн гана арзан вариант.

Бул күн наркынын артыкчылыгы дүйнө жүзү боюнча шаар четиндеги жана шаар аймактарында тездетүү менен, көбүрөөк адамдар жергиликтүү энергетикалык тармактардан жарым-жартылай же толугу менен баш тартышат. Бул учурдагы коммуналдык инфраструктураны кармап турууга кеткен чыгымдарды азыраак жана азыраак адамдар көтөрө турганын, ай сайын электр энергиясына болгон төлөмдөрдү көтөрө тургандыгын жана “күн энергиясын кеч кабыл алуучуларга” күн энергиясына инвестициялоо үчүн дагы чоң каржылык стимул жаратат дегенди билдирет. Бул коммуналдык компанияларды түн ичинде кармап турган келе жаткан өлүм спиралы.

Бул жүк поездинин зарядын көрүп, кээ бир артта калган коммуналдык ишканалар бул тенденция менен кандуу аягына чейин күрөшүүнү чечишти. Алар үй ээлерине ашыкча күн энергиясын кайра тармакка сатууга мүмкүндүк берген “таза өлчөө” саясатын өзгөртүүгө же токтотууга лоббилешти. Башкалары мыйзам чыгаруучуларды тартуу үчүн иштеп жатышат күн установкаларына кошумча акыларды бекитүү, ал эми башкалар иштеп жатат кайра жаралуучу жана натыйжалуу энергия талаптарын тоңдуруу же азайтуу алар менен жолугуу үчүн мыйзам кабыл алынган.

Негизинен, коммуналдык компаниялар өкмөттөрдү алардын ишин субсидиялоого жана кээ бир учурларда жергиликтүү энергетикалык тармактарга монополиясын мыйзамдаштырууга аракет кылышат. Бул, албетте, капитализм эмес. Ал эми өкмөттөр өнөр жайларды аларды алмаштыруу мүмкүнчүлүгү бар (жана коомчулукка пайда алып келе турган) үзгүлтүккө учураган жана мыкты жаңы технологиялардан (б.а. күн жана башка кайра жаралуучу булактардан) коргоо бизнесинде болбошу керек.

Бирок күн жана башка кайра жаралуучу булактардын өнүгүүсүн жайлатууга чоң суммадагы лоббирлөөчү акча сарпталганы менен, узак мөөнөттүү тенденциялар белгиленген: күн жана кайра жаралуучу энергиялар коммуналдык кызматтардын түшкү тамагын жеш үчүн белгиленген. Ошондуктан келечекти ойлогон коммуналдык ишканалар башкача мамиле жасап жатышат.

Эски дүйнөнүн коммуналдык кызматтары жаңы дүйнөлүк энергетикалык тартипти жетектөөгө жардам берет

Көпчүлүк адамдардын электр тармагынан толугу менен ажыратылышы күмөн болсо да, ким билет, келечектеги уулуңуз мас абалында Теслаңызды гаражыңыздагы үйдүн аккумуляторуна айдап салганда эмне болорун - көпчүлүк адамдар жергиликтүү энергия тармактарын он жыл өткөн сайын азыраак жана азыраак колдоно башташат. .

Дубалдагы жазуу менен бир нече коммуналдык ишканалар келечекте кайра жаралуучу жана бөлүштүрүлгөн энергия тармагында лидер болууну чечишти. Мисалы, бир катар европалык коммуналдык ишканалар учурдагы пайдасынын бир бөлүгүн күн, шамал жана суу агымы сыяктуу кайра жаралуучу энергиянын жаңы инфраструктурасына жумшашууда. Бул коммуналдык ишканалар буга чейин инвестициядан пайда алышкан. Бөлүштүрүлгөн кайра жаралуучу булактар суроо-талап жогору болгон жайдын ысык күндөрүндө электр тармактарынын түйшүгүн азайтууга жардам берди. Кайра жаралуучу булактар ошондой эле коммуналдык кызматтардын жаңы жана кымбат борборлоштурулган электр станцияларына жана электр өткөргүч линияларына инвестициялоо муктаждыгын азайтат.

Башка коммуналдык компаниялар таза энергия менен камсыздоочулардан энергетикалык кызмат көрсөтүүчүлөргө өтүүнү көздөп жатышат. Күн энергиясы системаларын долбоорлоо, каржылоо жана орнотуу менен алектенген SolarCity стартапы иштей баштады. кызмат көрсөтүү моделине өтүү алар адамдардын үй аккумуляторлоруна ээлик кылышат, тейлешет жана иштетишет.

Бул системада кардарлар үйүндө күн панелдерин жана үйдүн аккумуляторун орнотушу үчүн ай сайын төлөм төлөшөт - мүмкүн болушунча гипер-жергиликтүү жамааттык энергетика тармагына (микрогриддер) туташып, андан кийин үйүнүн энергиясы коммуналдык кызмат тарабынан башкарылат. Кардарлар колдонгон энергиясы үчүн гана төлөшөт, ал эми жөнөкөй энергия колдонуучулар электр энергиясына болгон төлөмдөрдүн кыскарганын көрүшөт. Алар атүгүл үйлөрү өндүргөн ашыкча энергияны электр энергиясына муктаж болгон кошуналарын иштетүү үчүн пайдаланып, киреше табышы мүмкүн.

Дээрлик бекер, чексиз, таза энергия деген эмнени билдирет

2050-жылга чейин дүйнөнүн көп бөлүгү эскирген энергетикалык тармактарын жана электр станцияларын толугу менен алмаштырууга туура келет. Бул инфраструктураны арзаныраак, тазараак жана энергияны көбөйтүүчү кайра жаралуучу булактарга алмаштыруу жөн гана каржылык мааниге ээ. Бул инфраструктураны кайра жаралуучу булактар менен алмаштыруу аны салттуу энергия булактары менен алмаштырууга барабар болсо дагы, кайра жаралуучу булактар дагы эле утат. Ойлонуп көргүлө: салттуу, борборлоштурулган энергия булактарынан айырмаланып, бөлүштүрүлгөн кайра жаралуучу булактар теракттардан келип чыккан улуттук коопсуздук коркунучу, кир күйүүчү майларды пайдалануу, жогорку каржылык чыгымдар, климаттын жана ден-соолукка терс таасирлер жана кеңири масштабдагы аялуу сыяктуу терс жүктөрдү алып келбейт. өчүрүүлөр

Энергияны үнөмдөө жана кайра жаралуучу булактарга инвестициялар өнөр жай дүйнөсүн көмүр менен мунайдан ажыратып, өкмөттөрдү триллиондогон долларларды үнөмдөп, кайра жаралуучу жана акылдуу тармактарды орнотууда жаңы жумуш орундары аркылуу экономиканы өстүрүп, көмүртектин эмиссиясын 80 пайызга кыскарта алат.

Бул жаңы энергетикалык доорго кирип баратканда, биз суроо беришибиз керек: чексиз энергияга ээ дүйнө чындыгында эмнеге окшош? Бул биздин экономикага кандай таасир этет? Биздин маданият? Биздин жашообуз? Жооп: сиз ойлогондон да көп.

Биз бул жаңы дүйнө кандай болорун "Энергиянын Келечеги" сериясынын аягында изилдейбиз, бирок биринчиден, биздин келечегибизди бекемдей турган кайра жаралуучу жана кайра жаралбаган энергиянын башка түрлөрүнө токтолушубуз керек. Кийинки: Кайра жаралуучу булактарга каршы Торий жана Fusion Energy Wildcards: Future of Energy P5.