Enerġija solari u ż-żieda tal-internet tal-enerġija: Futur tal-Enerġija P4

Tkellimna dwar il-waqgħa ta enerġija maħmuġa. Tkellimna dwar il- tmiem taż-żejt. U aħna biss tkellimna dwar iż-żieda ta ' vetturi elettriċi. Sussegwentement, se nitkellmu dwar il-forza li tmexxi dawn it-tendenzi kollha—u se tbiddel id-dinja kif nafuha nafuha fi żmien għoxrin jew tliet deċennji biss.

Enerġija kważi ħielsa, bla limitu, nadifa u rinnovabbli.

Huwa tip ta 'big deal. U hu għalhekk li l-bqija ta’ din is-sensiela se tkopri dawk it-tendenzi u teknoloġiji li se jagħmlu t-transizzjoni tal-umanità minn dinja vulnerabbli għall-enerġija għal dinja abbundanti fl-enerġija filwaqt li tkopri l-effetti li dan se jkollu fuq l-ekonomija tagħna, il-politika dinjija, u fuq il-ħajja tiegħek ta’ kuljum. Dan huwa xi għalf pjuttost heady, naf, imma tinkwetax, jien mhux se jimxi malajr wisq kif niggwidak permezz tiegħu.

Ejja nibdew bl-aktar forma ovvja ta 'enerġija kważi ħielsa, bla limitu, nadifa u rinnovabbli: l-enerġija solari.

Solari: għaliex blat u għaliex huwa inevitabbli

Sa issa, aħna lkoll familjari ma 'x'inhi l-enerġija solari kollha: bażikament nieħdu pannelli kbar li jassorbu l-enerġija u nippuntawhom lejn l-akbar reattur tal-fużjoni tas-sistema solari tagħna (ix-xemx) bil-għan li nikkonverti d-dawl tax-xemx f'elettriku li jista' jintuża. Enerġija ħielsa, bla limitu u nadifa. Ħsejjes aqwa! Allura għaliex solari ma ħaditx għexieren ta 'snin ilu wara li t-teknoloġija ġiet ivvintata?

Ukoll, il-politika u l-imħabba tagħna ma 'żejt irħis imwarrba, l-ostaklu ewlieni kien l-ispiża. Kienet tkun stupidament għalja biex tiġġenera ammonti kbar ta 'elettriku bl-użu tax-xemx, speċjalment meta mqabbla mal-ħruq tal-faħam jew taż-żejt. Imma kif dejjem jagħmlu, l-affarijiet jinbidlu, u f’dan il-każ, għall-aħjar.

Tara, id-differenza ewlenija bejn is-sorsi tal-enerġija solari u bbażati fuq il-karbonju (bħall-faħam u ż-żejt) hija li waħda hija teknoloġija, filwaqt li l-oħra hija fjuwil fossili. Teknoloġija titjieb, issir irħas u tipprovdi qligħ akbar maż-żmien; billi bil-fjuwils fossili, fil-biċċa l-kbira tal-każijiet, il-valur tagħhom jogħla, jistaġna, isir volatili, u fl-aħħar jonqos maż-żmien.

Din ir-relazzjoni ħarġet b'mod ċar wisq mill-bidu tas-snin 2000. It-teknoloġija solari rat l-ammont ta 'enerġija li tiġġenera b'mod effiċjenti skyrocket, kollha filwaqt li l-ispejjeż tagħha niżlu (75 fil-mija fl-aħħar ħames snin biss). Sal-2020, l-enerġija solari se ssir kompetittiva fil-prezz mal-fjuwils fossili, anke mingħajr sussidji. Sal-2030, l-enerġija solari se tiswa frazzjoni żgħira ta’ dak li jagħmlu l-fjuwils fossili u taħdem b’mod aktar effiċjenti. Sadanittant, iż-żejt sploda fl-ispiża matul ħafna mis-snin 2000, flimkien mal-ispejjeż (finanzjarji u ambjentali) tal-bini u ż-żamma tal-impjanti tal-enerġija tal-fjuwils fossili (bħall-faħam).

Jekk insegwu l-linji tat-tendenzi solari, il-futurista Ray Kurzweil bassar li solari jistgħu jilħqu 100 fil-mija tal-ħtiġijiet tal-enerġija tal-lum fi ftit inqas minn għoxrin sena. Il-ġenerazzjoni tal-enerġija solari diġà rdoppja kull sentejn għal dawn l-aħħar 30 sena. Bl-istess mod, il- Aġenzija Internazzjonali tal-Enerġija mbassra li x-xemx (xemx) se ssir l-akbar sors ta’ elettriku fid-dinja sal-2050, ferm qabel il-forom l-oħra kollha ta’ fjuwils fossili u rinnovabbli flimkien.

Qed nidħlu fi żmien fejn tkun kemm tkun disponibbli enerġija mill-fjuwils fossili, l-enerġija rinnovabbli xorta tkun irħas. Allura xi jfisser dan fid-dinja reali?

Investiment solari u adozzjoni jilħqu l-punt tat-togħlija

Il-bidla se tiġi bil-mod għall-ewwel, imbagħad f'daqqa waħda, kollox se jkun differenti.

Meta xi nies jaħsbu dwar il-ġenerazzjoni ta 'l-enerġija solari, għadhom jaħsbu f'impjanti ta' enerġija solari waħedhom fejn mijiet, forsi eluf, ta 'pannelli solari jgħattu medda massiva ta' deżert f'xi parti remota tal-pajjiż. Biex inkunu ġusti, installazzjonijiet bħal dawn assolutament se jkollhom sehem kbir fit-taħlita tal-enerġija futura tagħna, speċjalment bit-tip ta 'innovazzjonijiet li ġejjin fil-pipeline.

Żewġ eżempji ta 'malajr: Matul l-għaxar snin li ġejjin, se naraw it-teknoloġija taċ-ċelloli solari żżid il-kapaċità tagħha li jikkonverti d-dawl tax-xemx għal enerġija minn 25 fil-mija għal kważi 50 fil-mija. Sadanittant, atturi akbar bħall-IBM se jidħlu fis-suq b'kolletturi solari li jistgħu tkabbar il-qawwa ta '2,000 xemx.

Filwaqt li dawn l-innovazzjonijiet huma promettenti, huma jirrappreżentaw biss frazzjoni minn dak li se tevolvi s-sistema tal-enerġija tagħna. Il-futur tal-enerġija huwa dwar id-deċentralizzazzjoni, dwar id-demokratizzazzjoni, huwa dwar il-poter lin-nies. (Iva, nirrealizza kemm dan iddoqq zopp. Ittrattaha.)

Dan ifisser li minflok il-ġenerazzjoni tal-elettriku tkun ċentralizzata fost l-utilitajiet, aktar u aktar elettriku jibda jiġi ġġenerat fejn jintuża: fid-dar. Fil-futur, ix-xemx se tippermetti lin-nies jiġġeneraw l-elettriku tagħhom stess bi spiża aktar baxxa milli jiksbu dak l-elettriku mill-utilità lokali tagħhom. Fil-fatt, dan diġà qed jiġri.

Fi Queensland, l-Awstralja, il-prezzijiet tal-elettriku waqgħu għal kważi żero f'Lulju tal-2014. Normalment, il-prezzijiet ivarjaw madwar $40-$50 kull megawatt siegħa, allura x'ġara?

Solari ġara. Solari fuq il-bejt, biex inkunu eżatti. 350,000 bini fi Queensland għandhom pannelli solari fuq il-bejt, li flimkien jiġġeneraw 1,100 Megawatt ta’ elettriku.

Sadanittant, l-istess qed jiġri f'reġjuni kbar tal-Ewropa (il-Ġermanja, Spanja u l-Portugall, speċjalment), fejn ix-xemx fuq skala residenzjali laħqet "parità tal-grilja" (spejjeż l-istess) bi prezzijiet medji tal-elettriku residenzjali mħaddma minn utilitajiet tradizzjonali. Franza saħansitra leġiżlat li l-bini l-ġdid kollu fiż-żoni kummerċjali jinbena b’rooftops tal-pjanti jew solari. Min jaf, forsi leġiżlazzjoni simili xi darba tara t-twieqi ta’ bini kollu u skyscrapers jinbidlu b’pannelli solari trasparenti—iva, twieqi tal-pannelli solari!

Iżda anke wara dan kollu, l-enerġija solari għadha biss terz ta 'din ir-rivoluzzjoni.

Batteriji, mhux biss għall-karozza tal-ġugarell tiegħek aktar

Hekk kif il-pannelli solari esperjenzaw rinaxximent fl-iżvilupp u l-investiment fuq skala wiesgħa, hekk ukoll il-batteriji. Varjetà ta’ innovazzjonijiet (eż. 1, 2, 3) qed jiġu online biex jagħmluhom irħas, iżgħar, aktar favur l-ambjent, u l-aktar importanti, jippermettulhom jaħżnu ammonti vasti ta 'enerġija għal ħafna itwal. Ir-raġuni wara dawn l-investimenti fl-R&D hija ovvja: il-batteriji jgħinu biex jaħżnu l-enerġija solari tiġbor għall-użu meta x-xemx ma tiddix.

Fil-fatt, jista 'jkollok smajt dwar Tesla li għamlet tixrid kbir reċentement meta ddebuttaw il- Ħajt Tesla Power, batterija tad-dar affordabbli li tista 'taħżen sa 10-kilowatt siegħa ta' enerġija. Batteriji bħal dawn jippermettu lid-djar l-għażla li jmorru kompletament barra mill-grid (jekk jinvestu wkoll fix-xemx fuq il-bejt) jew sempliċement jipprovdulhom enerġija ta 'riżerva waqt qtugħ tal-grilja.

Vantaġġi oħra tal-batteriji għad-dar ta’ kuljum jinkludu kont tal-enerġija ferm aktar baxx għal dawk id-djar li jagħżlu li jibqgħu konnessi mal-grid tal-enerġija lokali, partikolarment dawk bi prezzijiet tal-elettriku dinamiku. Dan għaliex tista 'taġġusta l-użu tal-enerġija tiegħek biex tiġbor u taħżen l-enerġija matul il-ġurnata meta l-prezzijiet tal-elettriku jkunu baxxi, imbagħad tmur barra mill-grid billi tiġbed l-enerġija tad-dar mill-batterija tiegħek bil-lejl meta l-prezzijiet tal-elettriku jogħlew. Jekk tagħmel dan, id-dar tiegħek tkun ferm aktar ekoloġika għax it-tnaqqis tal-marki tal-enerġija tiegħek matul il-lejl tissostitwixxi l-enerġija li normalment tiġi ġġenerata minn fjuwils maħmuġin, bħall-faħam.

Iżda l-batteriji mhux se jkunu biss a game changer għall-darha medja; negozji kbar u utilitajiet qed jibdew ukoll jinstallaw batteriji ta 'daqs industrijali tagħhom stess. Fil-fatt, huma jirrappreżentaw 90 fil-mija tal-installazzjonijiet kollha tal-batteriji. Ir-raġuni tagħhom għall-użu tal-batteriji huma fil-biċċa l-kbira l-istess bħal sid ta 'darha medju: jippermettilhom jiġbru l-enerġija minn sorsi rinnovabbli bħax-xemx, ir-riħ u l-marea, imbagħad jirrilaxxaw dik l-enerġija matul il-lejla, u jtejbu l-affidabbiltà tal-grilja tal-enerġija fil-proċess.

Hemmhekk naslu għat-tielet biċċa tar-rivoluzzjoni tal-enerġija tagħna.

Iż-żieda tal-Internet tal-Enerġija

Hemm dan l-argument li jibqa’ jiġi mbuttat minn avversarji tal-enerġija rinnovabbli li jgħidu li peress li r-rinnovabbli (speċjalment solari) ma jistgħux jipproduċu enerġija 24/7, ma jistgħux jiġu fdati b’investiment fuq skala kbira. Huwa għalhekk li neħtieġu sorsi ta 'enerġija tradizzjonali ta' "tagħbija bażika" bħall-faħam, il-gass, jew nukleari għal meta x-xemx ma tiddix.

Dak li dawk l-istess esperti u politiċi jonqsu milli jsemmu, madankollu, huwa li l-impjanti tal-faħam, tal-gass jew nukleari jagħlqu l-ħin kollu minħabba partijiet difettużi jew manutenzjoni ppjanata. Imma meta jagħmlu dan, mhux bilfors jagħlqu d-dwal għall-ibliet li jservu. Għandna xi ħaġa msejħa grid nazzjonali tal-enerġija. Jekk impjant wieħed jagħlaq, l-enerġija minn impjant ġar jiġbor il-laxk istantanjament, u jsostni l-ħtiġijiet tal-enerġija tal-belt.

B'xi titjib minuri, dik l-istess grid hija dik li se tuża r-rinnovabbli sabiex meta x-xemx ma tiddix jew ir-riħ ma jonfoħx f'reġjun wieħed, it-telf ta 'enerġija jista' jiġi kkumpensat minn reġjuni oħra fejn ir-rinnovabbli jkunu qed jiġġeneraw l-elettriku. U billi nużaw il-batteriji ta 'daqs industrijali msemmija hawn fuq, nistgħu naħżnu bl-irħis ammonti vasti ta' enerġija rinnovabbli matul il-ġurnata għar-rilaxx fil-għaxija. Dawn iż-żewġ punti jfissru li r-riħ u x-xemx jistgħu jipprovdu ammonti affidabbli ta 'enerġija fuq l-istess livell ta' sorsi ta 'enerġija bażika tradizzjonali.

Dan in-netwerk ġdid ta’ kummerċ fuq skala domestika u industrijali ta’ enerġija rinnovabbli se jifforma “internet tal-enerġija” futur—sistema dinamika u awtoregolatorja li (bħall-Internet innifsu) hija immuni għall-biċċa l-kbira tad-diżastri naturali u l-attakki terroristiċi, filwaqt li wkoll mhix ikkontrollata. minn xi ħadd monopolju.

Fl-aħħar mill-aħħar, l-enerġija rinnovabbli se sseħħ, iżda dan ma jfissirx li l-interessi personali mhux se jinżlu mingħajr ġlieda.

Solar jiekol l-ikla tal-utilitajiet

Umoristiċi biżżejjed, anki jekk il-ħruq tal-faħam għall-elettriku kien b'xejn (li huwa fil-biċċa l-kbira l-każ fl-Awstralja, waħda mill-akbar esportaturi tal-faħam fid-dinja), xorta waħda tiswa l-flus biex tinżamm u tħaddem l-impjant tal-enerġija, imbagħad tittrasporta l-elettriku tagħha fuq mijiet ta 'mili ta' linji tal-elettriku biex tasal id-dar tiegħek. Dik l-infrastruttura kollha tagħmel parti kbira mill-kont tad-dawl tiegħek. U hu għalhekk li ħafna mill-Queenslanders li qrajt dwarhom hawn fuq għażlu li jwarrbu dawk l-ispejjeż billi jiġġeneraw l-elettriku tagħhom stess fid-dar—hija biss l-għażla irħas.

Hekk kif dan il-vantaġġ tal-ispiża solari jaċċellera lejn iż-żoni suburbani u urbani madwar id-dinja, aktar nies se jagħżlu li joħorġu mill-grids tal-enerġija lokali tagħhom parzjalment jew kompletament. Dan ifisser li l-ispejjeż taż-żamma tal-infrastruttura tal-utilità eżistenti se jitħallsu minn inqas u inqas nies, potenzjalment jgħollu l-kontijiet tal-elettriku ta 'kull xahar u joħolqu inċentiv finanzjarju saħansitra akbar għal "dawk li jadottaw solari tard" biex finalment jinvestu fix-xemx. Dan huwa l-spirali tal-mewt li ġejja li żżomm il-kumpaniji tal-utilità bil-lejl.

Meta jaraw din il-ferrovija tal-merkanzija tiċċarġja triqthom, xi wħud mill-kumpaniji ta 'utilità aktar lura għażlu li jiġġieldu din it-tendenza sa l-aħħar imdemmi. Huma għamlu lobby biex ibiddlu jew itemmu l-politiki ta '"metraġġ nett" li jippermettu lis-sidien tad-dar ibigħu l-enerġija solari żejda lura fil-grilja. Oħrajn qed jaħdmu biex il-leġiżlaturi japprova surcharges fuq installazzjonijiet solari, filwaqt li oħrajn qed jaħdmu biex tiffriża jew tnaqqas ir-rekwiżiti tal-enerġija rinnovabbli u tal-effiċjenza ġew leġiżlati biex jiltaqgħu.

Bażikament, il-kumpaniji tal-utilità qed jippruvaw iġibu lill-gvernijiet jissussidjaw l-operazzjonijiet tagħhom u, f'xi każijiet, jilleġiżlaw il-monopolji tagħhom fuq netwerks lokali tal-enerġija. Dak żgur mhux kapitaliżmu. U l-gvernijiet m'għandhomx ikunu fin-negozju li jipproteġu l-industriji minn teknoloġiji ġodda li jfixklu u superjuri (jiġifieri solari u sorsi rinnovabbli oħra) li għandhom il-potenzjal li jissostitwixxuhom (u jibbenefika lill-pubbliku biex jibda).

Iżda filwaqt li jintefqu somom kbar ta 'flus ta' lobbying jippruvaw inaqqsu l-avvanz tas-sorsi solari u rinnovabbli oħra, it-tendenzi fit-tul huma ffissati: solari u rinnovabbli huma stabbiliti biex jieklu l-ikla tal-utilitajiet. Huwa għalhekk li l-kumpaniji tal-utilità li jaħsbu ’l quddiem qed jieħdu approċċ differenti.

L-utilitajiet tad-dinja l-antika jgħinu biex imexxu l-ordni l-ġdida tal-enerġija dinjija

Filwaqt li huwa improbabbli li ħafna nies jinqalgħu kompletament mill-grid—min jaf, x'jiġri meta t-tifel futur tiegħek isuq Tesla tiegħek fis-sakra fil-batterija tad-dar fil-garaxx tiegħek—ħafna nies SE jibdew jużaw il-grids tal-enerġija lokali tagħhom dejjem inqas ma 'kull għaxar snin li jgħaddu. .

Bil-kitba fuq il-ħajt, ftit utilitajiet iddeċidew li jsiru mexxejja fin-netwerk ta 'enerġija rinnovabbli u distribwita tal-futur. Pereżempju, għadd ta' utilitajiet Ewropej qed jinvestu porzjon tal-profitti attwali tagħhom f'infrastruttura ġdida ta' enerġija rinnovabbli, bħax-xemx, ir-riħ u l-marea. Dawn l-utilitajiet diġà bbenefikaw mill-investiment tagħhom. Enerġiji rinnovabbli mqassma għenu biex titnaqqas it-tensjoni fuq il-grids elettriċi matul il-ġranet sħan tas-sajf meta d-domanda kienet għolja. L-enerġiji rinnovabbli jnaqqsu wkoll il-ħtieġa tal-utilitajiet li jinvestu f'impjanti tal-enerġija ċentralizzati u linji ta' trażmissjoni ġodda u għaljin.

Kumpaniji ta' utilità oħra qed ifittxu saħansitra aktar 'l isfel lejn it-tranżizzjoni minn fornituri purament tal-enerġija għal fornituri ta' servizzi tal-enerġija. SolarCity, startup li tiddisinja, tiffinanzja, u tinstalla sistemi ta 'enerġija solari, bdiet bidla lejn mudell ibbażat fuq is-servizz fejn huma proprjetarji, iżommu u jħaddmu l-batteriji tad-dar tan-nies.

F'din is-sistema, il-klijenti jħallsu miżata ta 'kull xahar biex ikollhom pannelli solari u batterija tad-dar installati fid-dar tagħhom—potenzjalment konnessi ma' grid tal-enerġija komunitarja iper-lokali (mikrogrids) — u mbagħad ikollhom l-enerġija tad-dar tagħhom ġestiti mill-utilità. Il-klijenti jħallsu biss għall-enerġija li jużaw, u utenti modesti tal-enerġija se jaraw il-kontijiet tal-enerġija tagħhom imnaqqsa. Jistgħu anke jagħmlu profitt billi jużaw l-enerġija żejda li jiġġeneraw djarhom biex iħaddmu lill-ġirien tagħhom li għandhom aktar saħħa.

Xi tfisser verament enerġija nadifa, bla limitu u kważi ħielsa

Sal-2050, ħafna mid-dinja se jkollha tissostitwixxi kompletament il-grilja tal-enerġija u l-impjanti tal-enerġija tagħha li qed tixjieħ. Is-sostituzzjoni ta 'din l-infrastruttura b'enerġija rinnovabbli orħos, aktar nadifa u li timmassimizza l-enerġija tagħmel sens finanzjarju biss. Anke jekk is-sostituzzjoni ta 'din l-infrastruttura b'enerġiji rinnovabbli tiswa l-istess daqs li tissostitwiha b'sorsi ta' enerġija tradizzjonali, ir-rinnovabbli xorta jirbaħ. Aħseb dwarha: b’differenza minn sorsi ta’ enerġija tradizzjonali u ċentralizzati, enerġiji rinnovabbli distribwiti ma jġorrux l-istess bagalji negattivi bħal theddid għas-sigurtà nazzjonali minn attakki terroristiċi, użu ta’ fjuwils maħmuġin, spejjeż finanzjarji għoljin, effetti negattivi fuq il-klima u s-saħħa, u vulnerabbiltà għal skala wiesgħa. blackouts

Investimenti fl-effiċjenza enerġetika u s-sorsi rinnovabbli jistgħu jneħħu d-dinja industrijali mill-faħam u ż-żejt, jiffrankaw lill-gvernijiet triljuni ta’ dollari, ikabbru l-ekonomija permezz ta’ impjiegi ġodda f’installazzjoni ta’ grids rinnovabbli u intelliġenti, u jnaqqsu l-emissjonijiet tal-karbonju tagħna b’madwar 80 fil-mija.

Hekk kif nidħlu f'din l-era l-ġdida tal-enerġija, il-mistoqsija li rridu nistaqsu hija: Kif tidher verament dinja b'enerġija bla limitu? Kif se impatt fuq l-ekonomija tagħna? Il-kultura tagħna? Il-mod ta’ ħajja tagħna? It-tweġiba hija: aktar milli taħseb.

Aħna ser nesploraw kif se tidher din id-dinja l-ġdida fl-aħħar tas-serje tagħna Future of Energy, iżda l-ewwel, irridu nsemmu l-forom l-oħra ta 'enerġija rinnovabbli u mhux rinnovabbli li jistgħu jsaħħu l-futur tagħna. Li jmiss: Enerġiji Rinnovabbli vs il-Wildcards tal-Enerġija mill-Fużjoni u Torju: Futur tal-Enerġija P5.

FUTUR TA' LINKS SERJEJI TAL-ENERĠIJA

Il-mewt bil-mod tal-era tal-enerġija tal-karbonju: Futur tal-Enerġija P1

Żejt! Il-grillu għall-era rinnovabbli: Future of Energy P2

Żieda tal-karozza elettrika: Futur tal-Enerġija P3

Rinnovabbli vs il-wildcards tal-enerġija Torju u Fużjoni: Futur tal-Enerġija P5

Il-futur tagħna f'dinja abbundanti ta' enerġija: Future of Energy P6