Kwantumrun

De langzame dood van het koolstofenergietijdperk | Toekomst van energie P1

IMAGE CREDIT: Quantumrun

De langzame dood van het koolstofenergietijdperk | Toekomst van energie P1

David Tal, uitgever, futurist
Twitter
LinkedIn
@DavidTalWrites

Energie. Het is nogal wat. En toch is het iets waar we zelden veel aandacht aan besteden. Net als internet, raak je alleen in paniek als je de toegang ertoe verliest.

Maar in werkelijkheid, of het nu in de vorm van voedsel, warmte, elektriciteit of een aantal van zijn vele vormen komt, energie is de drijvende kracht achter de opkomst van de mens. Elke keer dat de mensheid een nieuwe vorm van energie onder de knie heeft (vuur, steenkool, olie en binnenkort zonne-energie), versnelt de vooruitgang en schiet de bevolking omhoog.

Geloof me niet? Laten we snel door de geschiedenis joggen.

Energie en de opkomst van de mens

Vroege mensen waren jager-verzamelaars. Ze genereerden de koolhydraatenergie die ze nodig hadden om te overleven door hun jachttechnieken te verbeteren, uit te breiden naar nieuw gebied en later door het gebruik van vuur te beheersen om hun gejaagde vlees en verzamelde planten beter te verteren. Door deze levensstijl konden vroege mensen zich uitbreiden tot een populatie van ongeveer een miljoen wereldwijd.

Later, rond 7,000 v.Chr., leerden mensen zaden te temmen en te planten waardoor ze overtollige koolhydraten (energie) konden kweken. En door die koolhydraten op te slaan in dieren (kuddes voeren tijdens de zomers en ze opeten tijdens de winters), was de mensheid in staat om genoeg energie op te wekken om een einde te maken aan zijn nomadische levensstijl. Hierdoor konden ze zich concentreren in grotere groepen dorpen en steden; en om de bouwstenen van technologie en gedeelde cultuur te ontwikkelen. Tussen 7,000 BCE tot ongeveer 1700 CE groeide de wereldbevolking tot een miljard.

Tijdens de 1700e eeuw explodeerde het gebruik van steenkool. In het Verenigd Koninkrijk werden de Britten door massale ontbossing gedwongen steenkool te ontginnen voor energiegebruik. Gelukkig voor de wereldgeschiedenis verbrandde steenkool veel heter dan hout, wat niet alleen de noordelijke landen hielp om door strenge winters te leven, maar ze ook in staat stelden om de hoeveelheid metaal die ze produceerden enorm te vergroten, en het belangrijkste, brandstof voor de uitvinding van de stoommachine. De wereldbevolking groeide tussen 1700 en 1940 tot twee miljard.

Ten slotte gebeurde er olie (aardolie). Hoewel het rond de jaren 1870 in beperkte mate in gebruik werd genomen en tussen 1910-20s werd uitgebreid met de massaproductie van het Model T, nam het echt een vlucht na de Tweede Wereldoorlog. Het was een ideale transportbrandstof die de binnenlandse groei van auto's mogelijk maakte en de kosten van internationale handel verlaagde. Aardolie werd ook omgezet in goedkope meststoffen, herbiciden en pesticiden die, gedeeltelijk, de Groene Revolutie op gang brachten, waardoor de honger in de wereld werd verminderd. Wetenschappers gebruikten het om de moderne farmaceutische industrie te vestigen en een reeks medicijnen uit te vinden die veel dodelijke ziekten konden genezen. Industriëlen gebruikten het om een reeks nieuwe kunststoffen en kledingproducten te maken. Oh ja, en je kunt olie verbranden voor elektriciteit.

Al met al vertegenwoordigde olie een overvloed aan goedkope energie die de mensheid in staat stelde om een verscheidenheid aan nieuwe industrieën en culturele ontwikkelingen te laten groeien, bouwen en financieren. En tussen 1940 en 2015 is de wereldbevolking geëxplodeerd tot meer dan zeven miljard.

Energie in context

Wat u zojuist las, was een vereenvoudigde versie van ongeveer 10,000 jaar menselijke geschiedenis (graag gedaan), maar hopelijk is de boodschap die ik probeer over te brengen duidelijk: wanneer we leren een nieuwe, goedkopere en overvloedigere bron te beheersen van energie groeit de mensheid technologisch, economisch, cultureel en demografisch.

In navolging van deze gedachtegang moet de vraag worden gesteld: wat gebeurt er wanneer de mensheid een toekomstige wereld betreedt die gevuld is met bijna gratis, onbeperkte en schone hernieuwbare energie? Hoe zal deze wereld eruit zien? Hoe zal het onze economieën, onze cultuur, onze manier van leven hervormen?

Deze toekomst (slechts twee tot drie decennia verwijderd) is onvermijdelijk, maar ook een die de mensheid nog nooit heeft meegemaakt. Deze vragen en meer zullen deze Future of Energy-serie proberen te beantwoorden.

Maar voordat we kunnen onderzoeken hoe een toekomst met hernieuwbare energie eruit zal zien, moeten we eerst begrijpen waarom we het tijdperk van fossiele brandstoffen verlaten. En wat is een betere manier om dat te doen dan met een voorbeeld dat we allemaal kennen, een energiebron die goedkoop, overvloedig en uiterst vuil is: steenkool.

Steenkool: een symptoom van onze verslaving aan fossiele brandstoffen

Het is goedkoop. Het is gemakkelijk te extraheren, te verzenden en te verbranden. Op basis van de huidige consumptieniveaus zijn er 109 jaar bewezen reserves onder de aarde begraven. De grootste deposito's bevinden zich in stabiele democratieën, gedolven door betrouwbare bedrijven met tientallen jaren ervaring. De infrastructuur (energiecentrales) is er al en de meeste zullen nog tientallen jaren meegaan voordat ze moeten worden vervangen. Op het eerste gezicht klinkt steenkool als een geweldige optie om onze wereld van energie te voorzien.

Het heeft echter één nadeel: het is vies als de hel.

Met kolen gevoede elektriciteitscentrales zijn een van de grootste en smerigste bronnen van koolstofemissies die momenteel onze atmosfeer vervuilen. Dat is de reden waarom het gebruik van steenkool in een groot deel van Noord-Amerika en Europa langzaam is afgenomen - het bouwen van meer capaciteit voor het opwekken van steenkoolstroom is eenvoudigweg niet verenigbaar met de doelstellingen voor het terugdringen van de klimaatverandering in de ontwikkelde wereld.

Dat gezegd hebbende, steenkool is nog steeds een van de grootste bronnen van elektriciteit voor de VS (met 20 procent), het VK (30 procent), China (70 procent), India (53 procent) en vele andere landen. Zelfs als we volledig zouden overschakelen op hernieuwbare energiebronnen, zou het tientallen jaren kunnen duren om het stuk energietaartsteenkool dat nu vertegenwoordigt, te vervangen. Dat is ook de reden waarom de ontwikkelingslanden zo terughoudend zijn om het gebruik van steenkool te stoppen (vooral China en India), omdat dit waarschijnlijk zou betekenen dat ze de rem op hun economieën zouden zetten en honderden miljoenen terug in de armoede zouden storten.

Dus in plaats van bestaande kolencentrales te sluiten, experimenteren veel regeringen om ze schoner te maken. Dit omvat een verscheidenheid aan experimentele technologieën die draaien om het idee van koolstofafvang en -opslag (CCS): verbranding van steenkool en het wassen van vuile koolstofemissies voordat het de atmosfeer bereikt.

De langzame dood van fossiele brandstoffen

Hier is het addertje onder het gras: het installeren van CCS-technologie in bestaande kolencentrales kan tot een half miljard dollar per plant kosten. Dat zou de elektriciteit die uit deze centrales wordt opgewekt veel duurder maken dan traditionele (vuile) kolencentrales. "Hoeveel duurder?" je vraagt. De econoom gerapporteerd op een nieuwe, 5.2 miljard dollar kostende Amerikaanse CCS-kolencentrale in Mississippi, waarvan de gemiddelde kosten per kilowatt $ 6,800 zijn - dat is vergeleken met ongeveer $ 1,000 van een gasgestookte centrale.

Als CCS zou worden uitgerold naar alle 2300 kolengestookte elektriciteitscentrales over de hele wereld, kunnen de kosten oplopen tot meer dan een biljoen dollar.

Uiteindelijk, terwijl het PR-team van de kolenindustrie het potentieel van CCS achter gesloten deuren actief promoot bij het publiek, weet de industrie dat als ze ooit zouden investeren om groen te worden, ze failliet zouden gaan - het zou de kosten verhogen van hun elektriciteit tot een punt waarop hernieuwbare energie onmiddellijk de goedkopere optie zou worden.

Op dit punt zouden we nog een paar alinea's kunnen besteden aan het uitleggen waarom dit kostenprobleem nu leidt tot de opkomst van aardgas als vervanging voor steenkool - aangezien het schoner is om te verbranden, geen giftige as of residu veroorzaakt, efficiënter is en meer genereert elektriciteit per kilo.

Maar in de komende twee decennia, met hetzelfde existentiële dilemma waarmee steenkool wordt geconfronteerd, zal aardgas ook worden ervaren - en het is een thema dat u vaak in deze serie zult lezen: het belangrijkste verschil tussen hernieuwbare energiebronnen en op koolstof gebaseerde energiebronnen (zoals steenkool en olie) is dat de ene een technologie is, terwijl de andere een fossiele brandstof is. Een technologie verbetert, wordt goedkoper en levert op termijn een groter rendement op; terwijl bij fossiele brandstoffen hun waarde in de meeste gevallen stijgt, stagneert, volatiel wordt en uiteindelijk in de loop van de tijd afneemt.

Het omslagpunt naar een nieuwe energiewereldorde

2015 was het eerste jaar waarin de wereldeconomie groeide, terwijl de COXNUMX-uitstoot niet groeide—deze ontkoppeling van economie en koolstofemissies is grotendeels het gevolg van het feit dat bedrijven en overheden meer investeren in hernieuwbare energiebronnen dan in op koolstof gebaseerde energieopwekking.

En dit is nog maar het begin. De realiteit is dat we nog maar tien jaar verwijderd zijn van hernieuwbare technologieën zoals zonne-, wind- en andere technologieën die een punt bereiken waarop ze de goedkoopste en meest efficiënte optie worden. Dat omslagpunt zal het begin vertegenwoordigen van een nieuw tijdperk in energieopwekking, en mogelijk een nieuw tijdperk in de menselijke geschiedenis.

Over slechts een paar decennia zullen we een toekomstige wereld betreden die gevuld is met bijna gratis, onbeperkte en schone hernieuwbare energie. En het zal alles veranderen.

In de loop van deze serie over de toekomst van energie leert u het volgende: Waarom het tijdperk van vuile brandstoffen ten einde loopt; waarom olie het komende decennium opnieuw een economische ineenstorting zal veroorzaken; waarom elektrische auto's en zonne-energie ons naar een post-carbon wereld zullen leiden; hoe andere hernieuwbare energiebronnen zoals wind en algen, evenals experimentele thorium- en fusie-energie, een goede tweede plaats zullen innemen op zonne-energie; en tot slot zullen we onderzoeken hoe onze toekomstige wereld van werkelijk grenzeloze energie eruit zal zien. (Hint: het ziet er behoorlijk episch uit.)

Maar voordat we serieus gaan praten over hernieuwbare energiebronnen, moeten we eerst serieus praten over de belangrijkste energiebron van vandaag: olie.