Atsinaujinantys energijos šaltiniai ir torio ir sintezės energijos pakaitos simboliai: energetikos ateitis P5

 Kaip ir tai, kad saulės energija negeneruoja energijos 24 valandas per parą, 7 dienas per savaitę, kai kuriose pasaulio vietose ji neveikia taip gerai, palyginti su kitomis. Patikėk manimi, atvykus iš Kanados, būna mėnesių, kai beveik nematai saulės. Tikėtina, kad Šiaurės šalyse ir Rusijoje yra daug blogiau – galbūt tai taip pat paaiškina didelį sunkiojo metalo ir degtinės kiekį ten.

Tačiau, kaip minėta ankstesnė dalis Šioje Future of Energy serijoje saulės energija nėra vienintelis atsinaujinantis žaidimas mieste. Tiesą sakant, yra įvairių atsinaujinančios energijos galimybių, kurių technologija vystosi taip pat greitai, kaip ir saulės energija, ir kurių sąnaudos bei elektros energijos gamyba (kai kuriais atvejais) lenkia saulės energiją.

Kita vertus, mes taip pat kalbėsime apie tai, ką aš mėgstu vadinti „atsinaujinančiais energijos šaltiniais“. Tai nauji ir neįtikėtinai galingi energijos šaltiniai, kurie neišskiria anglies dioksido, tačiau kurių antrinės sąnaudos aplinkai ir visuomenei dar turi būti ištirtos (ir gali pasirodyti kenksmingos).

Apskritai, čia išnagrinėsime tai, kad nors iki amžiaus vidurio saulės energija taps dominuojančiu energijos šaltiniu, ateitį taip pat sudarys atsinaujinančių išteklių ir pakaitos simbolių energijos kokteilis. Taigi, pradėkime nuo atsinaujinančios energijos NIMBY visame pasaulyje neapykanta su aistra.

Vėjo energija, ko Don Kichotas nežinojo

Kai ekspertai kalba apie atsinaujinančią energiją, dauguma vėjo jėgainių jungiasi su saulės energija. Priežastis? Na, o iš visų rinkoje esančių atsinaujinančių energijos šaltinių labiausiai matomi milžiniški vėjo malūnai – jie tarsi skaudūs nykščiai kyšo išilgai ūkininkų laukų ir daugelyje pasaulio šalių atsiveria izoliuoti (ir nelabai izoliuoti) jūros pakrantės vaizdai.

Tačiau kol a vokalinė apygarda nekenčia jų, kai kuriose pasaulio vietose jie daro revoliuciją energijos derinyje. Taip yra todėl, kad kai kurios šalys palaimintos saule, kitose pučia vėjas ir daug jo. Kas kažkada buvo an skėtį naikinantis, langų užraktas ir šukuoseną gadinantis susierzinimas buvo auginamas (ypač per pastaruosius penkerius–septynerius metus) ir tapo atsinaujinančios energijos gamybos jėgaine.

Paimkime, pavyzdžiui, Šiaurės šalis. Vėjo energija Suomijoje ir Danijoje auga taip sparčiai, kad jos suvalgo anglimi kūrenamų elektrinių pelno maržas. Tai, beje, anglies jėgainės, kurios turėjo apsaugoti šias šalis nuo „nepatikimos“ atsinaujinančios energijos. Dabar Danija ir Suomija planuoja pašalinti iš sistemos šias elektrines, kuriose yra 2,000 megavatų nešvarios energijos. iki 2030.

Bet tai dar ne visi žmonės! Danija taip išpopuliarėjo vėjo energijos srityje, kad planuoja iki 2030 m. visiškai atsisakyti anglies ir visą savo ekonomiką pereiti prie atsinaujinančios energijos (daugiausia iš vėjo). iki 2050. Tuo tarpu nauji vėjo malūnų dizainai (pvz. vienas, du).

Ūkininkavimas bangose

Su vėjo malūnais susijusi, bet giliai po jūra palaidota, yra trečia populiariausia atsinaujinančios energijos rūšis: potvyniai. Potvynių malūnai atrodo panašiai kaip vėjo malūnai, tačiau užuot rinkę energiją iš vėjo, jie renka energiją iš vandenyno potvynių ir potvynių.

Potvynių ir atoslūgių ūkiai nėra beveik tokie populiarūs ir nepritraukia tiek daug investicijų, kaip saulės ir vėjo energija. Dėl šios priežasties potvynis niekada nebus pagrindinis atsinaujinančios energijos derinio veikėjas už kelių šalių, pavyzdžiui, JK. Tai gaila, nes, pasak JK jūrų prognozių grupės, jei užfiksuotume tik 0.1 procento Žemės kinetinės potvynio energijos, to pakaktų pasauliui aprūpinti energija.

Potvynių energija taip pat turi keletą unikalių pranašumų, palyginti su saulės ir vėjo energija. Pavyzdžiui, skirtingai nei saulės ir vėjo energija, potvyniai iš tikrųjų vyksta 24 valandas per parą, 7 dienas per savaitę. Potvyniai yra beveik pastovūs, todėl visada žinote, kiek energijos sugeneruosite per tam tikrą dieną – tai puikiai tinka nuspėjamumui ir planavimui. O svarbiausia NIMBY, nes potvynių ir atoslūgių fermos yra vandenyno dugne, todėl jų praktiškai nebematote.

Senosios mokyklos atsinaujinančios energijos šaltiniai: hidro ir geoterminė

Galite pamanyti, kad keista, kad kalbėdami apie atsinaujinančius energijos šaltinius neskiriame daug laiko kai kurioms seniausioms ir plačiausiai pritaikytoms atsinaujinančios energijos formoms: hidroenergijai ir geoterminei energijai. Na, tam yra rimta priežastis: klimato kaita greitai sumažins vandens energijos išeigą, o geoterminė energija taps mažiau ekonomiška, palyginti su saulės ir vėjo energija. Bet pasigilinkime šiek tiek giliau.

Daugumą pasaulio hidroelektrinių užtvankų maitina didelės upės ir ežerai, kuriuos maitina sezoninis netoliese esančių kalnų grandinių ledynų tirpimas ir, kiek mažesniu mastu, požeminis vanduo iš lietingų regionų, esančių aukštai virš jūros lygio. Per ateinančius dešimtmečius klimato kaita sumažins (ištirps arba išdžius) vandens, gaunamo iš abiejų šių vandens šaltinių, kiekį.

To pavyzdį galima pamatyti Brazilijoje – šalyje, kurioje yra vienas ekologiškiausių energijos rūšių pasaulyje, daugiau nei 75 procentus energijos pagaminanti iš hidroelektrinių. Pastaraisiais metais sumažėjo kritulių ir didėja sausros sukėlė reguliarius elektros energijos tiekimo sutrikimus (uždegimas ir sąmonės netekimas) didžiąją metų dalį. Su kiekvienu dešimtmečiu toks energijos pažeidžiamumas taps vis dažnesnis, todėl šalys, kurios priklauso nuo vandens, bus verčiamos investuoti savo atsinaujinančios energijos dolerius kitur.

Tuo tarpu geotermijos samprata pakankamai elementari: žemiau tam tikro gylio Žemėje visada karšta; išgręžkite gilią skylę, įmeskite vamzdyną, įpilkite vandens, surinkite karštus garus, kurie kyla į viršų, ir panaudokite tuos garus turbinai maitinti ir energijai generuoti.

Kai kuriose šalyse, pavyzdžiui, Islandijoje, kur jos yra „palaimintos“ daugybe ugnikalnių, geoterminė energija yra didžiulis laisvos ir žalios energijos generatorius – ji pagamina beveik 30 procentų Islandijos energijos. O tam tikrose pasaulio vietose, turinčiose panašias tektonines charakteristikas, verta investuoti į tai. Tačiau daugumą kitur geoterminių elektrinių statyba yra brangi, o saulės ir vėjo energijos kainos kasmet mažėja, geoterminės energijos tiesiog nebus. galės konkuruoti daugumoje šalių.

Atsinaujinančių išteklių pakaitos simbolis

Atsinaujinančių energijos šaltinių priešininkai dažnai sako, kad dėl jų nepatikimumo turime investuoti į didelius, nusistovėjusius ir nešvarius energijos šaltinius – pavyzdžiui, anglį, naftą ir suskystintas gamtines dujas – kad galėtume tiekti pastovius energijos kiekius mūsų poreikiams tenkinti. Šie energijos šaltiniai vadinami „bazinės apkrovos“ energijos šaltiniais, nes jie tradiciškai buvo mūsų energetikos sistemos pagrindas. Tačiau kai kuriose pasaulio dalyse, ypač tokiose šalyse kaip Prancūzija, branduolinė energija buvo pasirinktas bazinės apkrovos energijos šaltinis.

Branduolinė energija buvo pasaulio energijos derinio dalis nuo Antrojo pasaulinio karo pabaigos. Nors jis techniškai gamina daug anglies dioksido neišskiriančios energijos, dėl šalutinių poveikių, susijusių su toksinėmis atliekomis, branduolinėmis avarijomis ir branduolinių ginklų platinimu, šiuolaikinės investicijos į branduolinę energiją tapo beveik neįmanomos.

Beje, branduolinis žaidimas nėra vienintelis žaidimas mieste. Verta kalbėti apie du naujus neatsinaujinančių energijos šaltinių tipus: torio ir sintezės energiją. Pagalvokite apie tai kaip apie naujos kartos branduolinę energiją, bet švaresnę, saugesnę ir daug galingesnę.

Toris ir sintezė už kampo?

Torio reaktoriai veikia su torio nitratu – ištekliu, kurio keturis kartus gausiau nei uranu. Jie taip pat generuoja daug daugiau energijos nei uranu varomi reaktoriai, gamina mažiau atliekų, jų negalima paversti ginklų klasės bombomis ir yra beveik atsparūs tirpimui. (Žiūrėkite penkių minučių paaiškinimą apie torio reaktorius čia.)

Tuo tarpu branduolių sintezės reaktoriai iš esmės veikia jūros vandeniu arba, tiksliau, vandenilio izotopų tričio ir deuterio deriniu. Kai branduoliniai reaktoriai gamina elektrą skaidydami atomus, sintezės reaktoriai ištraukia puslapį iš mūsų saulės žaidimų knygelės ir bando sujungti atomus. (Žiūrėkite aštuonių minučių trukmės branduolių sintezės reaktorių paaiškinimą čia.)

Abi šios energijos gamybos technologijos turėjo pasirodyti rinkoje 2040-ųjų pabaigoje – per vėlu, kad iš tikrųjų pasikeistų pasaulio energijos rinkos, jau nekalbant apie mūsų kovą su klimato kaita. Laimei, tai gali būti ne per ilgai.

Torio reaktorių technologija iš esmės jau egzistuoja ir yra aktyviai naudojama persekiojo Kinija. Tiesą sakant, jie paskelbė apie savo planus per ateinančius 10 metų (2020 m. viduryje) pastatyti visiškai veikiantį torio reaktorių. Tuo tarpu branduolių sintezės energija dešimtmečius buvo nuolat nepakankamai finansuojama, tačiau pastaruoju metu naujienos iš Lockheed Martin rodo, kad iki naujojo branduolių sintezės reaktoriaus taip pat gali būti tik dešimt metų.

Jei kuris nors iš šių energijos šaltinių pateks į tinklą per ateinantį dešimtmetį, energijos rinkas sukels smūgių bangas. Torio ir branduolių sintezės energija gali į mūsų energijos tinklą tiekti didžiulius kiekius švarios energijos greičiau nei naudojant atsinaujinančius energijos šaltinius, nes jiems nereikės perjungti esamo elektros tinklo. Ir kadangi tai yra imli kapitalui ir centralizuota energijos rūšis, jos bus itin patrauklios toms tradicinėms komunalinių paslaugų įmonėms, kurios nori kovoti su saulės energijos augimu.

Dienos pabaigoje tai yra mėtymas. Jei toris ir sintezė pateks į komercines rinkas per ateinančius 10 metų, jie galėtų aplenkti atsinaujinančius energijos šaltinius kaip energijos ateitį. Ilgiau nei tai, ir atsinaujinantys energijos šaltiniai laimi. Bet kuriuo atveju pigi ir gausi energija yra mūsų ateitis.

Taigi, kaip iš tikrųjų atrodo neribotos energijos pasaulis? Pagaliau atsakome į šį klausimą šeštoji mūsų serijos „Energijos ateitis“ dalis.

FUTURE OF ENERGY SERIJOS NUORODOS

Lėta anglies energijos eros mirtis: Energijos ateitis P1

Alyva! Atsinaujinančių išteklių eros paleidiklis: Energijos ateitis P2

Elektromobilio kilimas: energetikos ateitis P3

Saulės energija ir energetinio interneto augimas: energetikos ateitis P4

Mūsų ateitis energijos gausančiame pasaulyje: energijos ateitis P6