Zonne-energie en de opkomst van het energie-internet: Future of Energy P4

BEELDKREDIET: Kwantumrun

Zonne-energie en de opkomst van het energie-internet: Future of Energy P4

    We hebben gesproken over de val van vuile energie. We hebben gesproken over de einde van olie. En we hadden het net over de opkomst van elektrische voertuigen. Vervolgens gaan we het hebben over de drijvende kracht achter al deze trends - en het zal de wereld zoals we die kennen in slechts twee tot drie decennia veranderen.

    Bijna gratis, grenzeloze, schone, hernieuwbare energie.

    Het is nogal wat. En daarom zal de rest van deze serie de trends en technologieën behandelen die de mensheid van een energie-kwetsbare naar een energie-overvloedige wereld zullen brengen, terwijl de effecten worden behandeld die dit zal hebben op onze economie, de wereldpolitiek en op uw dagelijks leven. Dit zijn behoorlijk onstuimige dingen, ik weet het, maar maak je geen zorgen, ik zal niet te snel lopen terwijl ik je er doorheen leid.

    Laten we beginnen met de meest voor de hand liggende vorm van bijna gratis, grenzeloze, schone, hernieuwbare energie: zonne-energie.

    Zonne-energie: waarom het rockt en waarom het onvermijdelijk is

    Inmiddels weten we allemaal waar zonne-energie over gaat: we nemen in feite grote energie-absorberende panelen en richten ze op de grootste fusiereactor van ons zonnestelsel (de zon) met als doel zonlicht om te zetten in bruikbare elektriciteit. Gratis, grenzeloze en schone energie. Klinkt geweldig! Dus waarom is zonne-energie decennia geleden niet van de grond gekomen nadat de technologie was uitgevonden?

    Welnu, de politiek en onze liefdesaffaire met goedkope olie terzijde, het grootste struikelblok waren de kosten. Vroeger was het belachelijk duur om grote hoeveelheden elektriciteit op te wekken met zonne-energie, vooral in vergelijking met het verbranden van kolen of olie. Maar zoals ze altijd doen, veranderen dingen, en in dit geval ten goede.

    Het belangrijkste verschil tussen energiebronnen op basis van zonne-energie en koolstof (zoals steenkool en olie) is dat de ene een technologie is en de andere een fossiele brandstof. 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.

    Deze relatie is maar al te duidelijk gebleken sinds het begin van de jaren 2000. Zonnetechnologie heeft de hoeveelheid energie die het efficiënt genereert omhooggeschoten zien worden, terwijl de kosten zijn gedaald (75 procent alleen al in de afgelopen vijf jaar). In 2020 zal zonne-energie prijsconcurrerend worden met fossiele brandstoffen, ook zonder subsidies. Tegen 2030 kost zonne-energie een fractie van wat fossiele brandstoffen doen en efficiënter werken. Ondertussen zijn de kosten van olie gedurende een groot deel van de jaren 2000 explosief gestegen, naast de (financiële en ecologische) kosten van het bouwen en onderhouden van elektriciteitscentrales op fossiele brandstoffen (zoals steenkool).

    Als we de zonne-trendlijnen volgen, heeft futurist Ray Kurzweil voorspeld dat zonne-energie in iets minder dan twee decennia aan 100 procent van de huidige energiebehoefte kan voldoen. De afgelopen 30 jaar is de opwekking van zonne-energie al om de twee jaar verdubbeld. Evenzo, de Internationaal Energie Agentschap voorspeld dat de zon (zonne-energie) in 2050 's werelds grootste bron van elektriciteit zal worden, ver voor op alle andere vormen van fossiele en hernieuwbare brandstoffen samen.

    We gaan een tijdperk in waarin, hoeveel fossiele energie er ook beschikbaar is, hernieuwbare energie nog steeds goedkoper zal zijn. Dus wat betekent dit in de echte wereld?

    Zonne-investeringen en adoptie bereiken het kookpunt

    De verandering zal eerst langzaam komen, dan wordt alles ineens anders.

    Wanneer sommige mensen denken aan opwekking van zonne-energie, denken ze nog steeds aan op zichzelf staande zonne-energiecentrales waar honderden, misschien duizenden zonnepanelen een enorme strook woestijn in een afgelegen deel van het land bedekken. Om eerlijk te zijn, dergelijke installaties zullen absoluut een grote rol spelen in onze toekomstige energiemix, vooral met het soort innovaties dat in de pijplijn zit.

    Twee snelle voorbeelden: in de komende tien jaar zullen we zien hoe zonneceltechnologie haar vermogen om zet zonlicht om in energie van 25 procent tot bijna 50 procent. Ondertussen zullen grotere spelers zoals IBM de markt betreden met zonnecollectoren die kunnen vergroot de kracht van 2,000 zonnen.

    Hoewel deze innovaties veelbelovend zijn, vertegenwoordigen ze slechts een fractie van wat ons energiesysteem zal worden. De toekomst van energie gaat over decentralisatie, over democratisering, over macht aan de mensen. (Ja, ik realiseer me hoe flauw dat klonk. Pak het aan.)

    Dit betekent dat in plaats van dat de elektriciteitsopwekking wordt gecentraliseerd bij de nutsbedrijven, er steeds meer elektriciteit zal worden opgewekt waar het wordt gebruikt: thuis. In de toekomst zullen mensen met zonne-energie hun eigen elektriciteit kunnen opwekken tegen lagere kosten dan wanneer ze die elektriciteit van hun lokale nutsbedrijf krijgen. In feite gebeurt dit al.

    In Queensland, Australië, elektriciteitsprijzen daalden tot bijna nul in juli 2014. Normaal gesproken liggen de prijzen rond de $ 40- $ 50 per megawattuur, dus wat is er gebeurd?

    Zonne is gebeurd. Zonne-energie op het dak, om precies te zijn. 350,000 gebouwen in Queensland hebben zonnepanelen op het dak, die samen 1,100 megawatt aan elektriciteit opwekken.

    Ondertussen gebeurt hetzelfde in grote regio's van Europa (met name Duitsland, Spanje en Portugal), waar zonne-energie op residentiële schaal "netpariteit" heeft bereikt (zelfde kosten) met gemiddelde residentiële elektriciteitsprijzen die worden aangedreven door traditionele nutsbedrijven. Frankrijk heeft zelfs wetgeving gemaakt dat alle nieuwe gebouwen in commerciële zones worden gebouwd met daken van planten of zonne-energie. Wie weet, misschien zal een soortgelijke wetgeving op een dag de ramen van hele gebouwen en wolkenkrabbers vervangen door transparante zonnepanelen - ja, zonnepaneel ramen!

    Maar zelfs na dit alles is zonne-energie nog steeds slechts een derde van deze revolutie.

    Batterijen, niet alleen meer voor je speelgoedauto

    Net zoals zonnepanelen een renaissance in ontwikkeling en grootschalige investeringen hebben doorgemaakt, zo hebben batterijen dat ook. Diverse innovaties (bijv. een, twee, drie) komen online om ze goedkoper, kleiner, milieuvriendelijker en vooral in staat te stellen grote hoeveelheden stroom veel langer op te slaan. De reden achter deze R&D-investeringen ligt voor de hand: batterijen helpen bij het opslaan van de energie die zonne-energie verzamelt voor gebruik wanneer de zon niet schijnt.

    Sterker nog, je hebt misschien gehoord dat Tesla onlangs een grote plons maakte toen ze debuteerden met de Tesla powerwall, een betaalbare huishoudaccu die tot 10 kilowattuur aan energie kan opslaan. Batterijen zoals deze bieden huishoudens de mogelijkheid om volledig van het net af te gaan (als ze ook investeren in zonne-energie op het dak) of ze gewoon van back-upstroom te voorzien tijdens stroomuitval.

    Andere batterijvoordelen voor het dagelijkse huishouden zijn een veel lagere energierekening voor die huishoudens die ervoor kiezen om aangesloten te blijven op het lokale elektriciteitsnet, met name die met dynamische elektriciteitsprijzen. Dat komt omdat u uw energieverbruik kunt aanpassen om overdag energie op te vangen en op te slaan wanneer de elektriciteitsprijzen laag zijn, en vervolgens van het net af te gaan door 's nachts, wanneer de elektriciteitsprijzen stijgen, huishoudelijke stroom van uw batterij te halen. Als u dit doet, wordt uw huis ook een stuk groener, omdat het verminderen van uw energieverbruik 's nachts de energie verdringt die normaal wordt opgewekt door vuile brandstoffen, zoals steenkool.

    Maar batterijen zullen niet alleen een game changer zijn voor de gemiddelde huiseigenaar; grote bedrijven en nutsbedrijven beginnen ook hun eigen industriële batterijen te installeren. Ze vertegenwoordigen zelfs 90 procent van alle batterij-installaties. Hun reden om batterijen te gebruiken is grotendeels dezelfde als die van de gemiddelde huiseigenaar: het stelt hen in staat om energie te verzamelen uit hernieuwbare bronnen zoals zon, wind en getijden, en die energie vervolgens 's avonds vrij te geven, waardoor de betrouwbaarheid van het energienet wordt verbeterd.

    Dat is waar we bij het derde deel van onze energierevolutie komen.

    De opkomst van het energie-internet

    Er is een argument dat steeds wordt aangewakkerd door tegenstanders van hernieuwbare energie die zeggen dat aangezien hernieuwbare energiebronnen (vooral zonne-energie) niet 24/7 energie kunnen produceren, ze niet kunnen worden vertrouwd met grootschalige investeringen. Daarom hebben we traditionele "baseload"-energiebronnen nodig, zoals steenkool, gas of kernenergie voor als de zon niet schijnt.

    Wat diezelfde experts en politici echter niet vermelden, is dat kolen-, gas- of kerncentrales voortdurend worden stilgelegd vanwege defecte onderdelen of gepland onderhoud. Maar als ze dat doen, doen ze niet per se de lichten uit voor de steden die ze bedienen. We hebben zoiets als een nationaal energienetwerk. Als een fabriek uitvalt, neemt de energie van een naburige fabriek onmiddellijk de overlast op, waardoor de stadsenergiebehoefte wordt gedekt.

    Met enkele kleine upgrades is datzelfde net wat hernieuwbare energiebronnen zullen gebruiken, zodat wanneer de zon niet schijnt of de wind niet waait in een regio, het verlies aan stroom kan worden gecompenseerd uit andere regio's waar hernieuwbare energiebronnen elektriciteit opwekken. En door de bovengenoemde industriële batterijen te gebruiken, kunnen we overdag goedkoop grote hoeveelheden hernieuwbare energie opslaan om 's avonds weer vrij te geven. Deze twee punten betekenen dat wind- en zonne-energie betrouwbare hoeveelheden stroom kunnen leveren die vergelijkbaar zijn met traditionele energiebronnen met basislast.

    Dit nieuwe netwerk van binnenlandse en industriële handel in hernieuwbare energie zal een toekomstig "energie-internet" vormen - een dynamisch en zelfregulerend systeem dat (net als het internet zelf) immuun is voor de meeste natuurrampen en terroristische aanslagen, maar ook niet wordt gecontroleerd door wie dan ook monopolie.

    Uiteindelijk zal er duurzame energie komen, maar dat betekent niet dat gevestigde belangen niet zonder slag of stoot ten onder gaan.

    Solar eet de lunch van nutsbedrijven

    Grappig genoeg, zelfs als het verbranden van steenkool voor elektriciteit gratis was (wat grotendeels het geval is in Australië, een van 's werelds grootste steenkoolexporteurs), kost het nog steeds geld om de energiecentrale te onderhouden en te exploiteren, en vervolgens de elektriciteit over honderden mijlen te transporteren. elektriciteitskabels om uw huis te bereiken. Al die infrastructuur vormt een groot deel van uw elektriciteitsrekening. En daarom hebben zoveel van de Queenslanders waarover je hierboven hebt gelezen ervoor gekozen om die kosten te omzeilen door thuis hun eigen elektriciteit op te wekken -het is gewoon de goedkopere optie.

    Naarmate dit kostenvoordeel voor zonne-energie toeneemt naar voorstedelijke en stedelijke gebieden over de hele wereld, zullen meer mensen zich gedeeltelijk of volledig afmelden voor hun lokale energienetwerk. Dat betekent dat de kosten voor het onderhoud van de bestaande nutsinfrastructuur door steeds minder mensen zullen worden gedragen, waardoor de maandelijkse elektriciteitsrekening mogelijk hoger wordt en er een nog grotere financiële prikkel ontstaat voor "late gebruikers van zonne-energie" om eindelijk in zonne-energie te investeren. Dit is de komende dodelijke spiraal die de nutsbedrijven 's nachts wakker houdt.

    Kijkend naar deze goederentrein die hun weg baant, hebben enkele van de meer achterlijke nutsbedrijven ervoor gekozen om deze trend tot het bloedige einde te bestrijden. Ze hebben gelobbyd om het "netto meting"-beleid te veranderen of te beëindigen, waardoor huiseigenaren overtollige zonne-energie terug aan het net kunnen verkopen. Anderen werken eraan om wetgevers ertoe te brengen: toeslagen op zonne-installaties goedkeuren, terwijl weer anderen eraan werken bevriezen of verminderen van de eisen voor hernieuwbare en efficiënte energie ze zijn wettelijk verplicht om te voldoen.

    In feite proberen de nutsbedrijven regeringen ertoe te brengen hun activiteiten te subsidiëren en, in sommige gevallen, hun monopolies op lokale energienetwerken wettelijk vast te leggen. Dat is zeker geen kapitalisme. En regeringen zouden zich niet moeten bezighouden met het beschermen van industrieën tegen ontwrichtende en superieure nieuwe technologieën (dwz zonne-energie en andere hernieuwbare energiebronnen) die het potentieel hebben om ze te vervangen (en bovendien het publiek ten goede komen).

    Maar terwijl enorme sommen lobbygeld worden uitgegeven om de opmars van zonne-energie en andere hernieuwbare energiebronnen te vertragen, zijn de langetermijntrendlijnen vast: zonne-energie en hernieuwbare energiebronnen zullen de lunch van nutsbedrijven opeten. Daarom pakken vooruitstrevende nutsbedrijven het anders aan.

    Hulpprogramma's uit de oude wereld helpen de nieuwe wereldenergieorde te leiden

    Hoewel het onwaarschijnlijk is dat de meeste mensen de stekker uit het net zullen halen - wie weet, wat er gebeurt als je toekomstige zoon je Tesla dronken in de huisaccu in je garage rijdt - ZULLEN de meeste mensen hun lokale energienetwerk elk decennium minder en minder gaan gebruiken .

    Met het schrijven aan de muur hebben een paar nutsbedrijven besloten om leiders te worden in het toekomstige netwerk voor hernieuwbare en gedistribueerde energie. Een aantal Europese nutsbedrijven investeert bijvoorbeeld een deel van hun huidige winst in nieuwe infrastructuur voor hernieuwbare energie, zoals zonne-, wind- en getijdenenergie. Deze nutsbedrijven hebben al geprofiteerd van hun investering. Gedistribueerde hernieuwbare energiebronnen hielpen de druk op elektriciteitsnetten te verminderen tijdens warme zomerdagen, toen de vraag groot was. Hernieuwbare energiebronnen verminderen ook de behoefte van nutsbedrijven om te investeren in nieuwe en dure gecentraliseerde energiecentrales en transmissielijnen.

    Andere nutsbedrijven kijken nog verder naar de transitie van puur energieleverancier naar energiedienstverlener. SolarCity, een startup die zonne-energiesystemen ontwerpt, financiert en installeert, is begonnen met: verschuiving naar een servicegebaseerd model waar ze de thuisbatterijen van mensen bezitten, onderhouden en gebruiken.

    In dit systeem betalen klanten een maandelijks bedrag om zonnepanelen en een huisbatterij in hun huis te laten installeren - mogelijk aangesloten op een hyperlokaal gemeenschapsenergienetwerk (microgrids) - en vervolgens de energie van hun huis te laten beheren door het nutsbedrijf. Klanten zouden alleen betalen voor de energie die ze gebruiken, en bescheiden energieverbruikers zullen hun energierekening zien dalen. Ze kunnen zelfs winst maken door de overtollige energie die hun huizen genereren te gebruiken om hun meer op macht beluste buren van stroom te voorzien.

    Wat bijna gratis, grenzeloze, schone energie echt betekent

    Tegen 2050 zal een groot deel van de wereld zijn verouderende energienet en elektriciteitscentrales volledig moeten vervangen. Het vervangen van deze infrastructuur door goedkopere, schonere en energiebesparende hernieuwbare energiebronnen is gewoon financieel logisch. Zelfs als het vervangen van deze infrastructuur door hernieuwbare energie evenveel kost als het vervangen door traditionele energiebronnen, winnen hernieuwbare energiebronnen nog steeds. Denk er eens over na: in tegenstelling tot traditionele, gecentraliseerde energiebronnen, dragen gedistribueerde hernieuwbare energiebronnen niet dezelfde negatieve bagage als nationale veiligheidsdreigingen door terroristische aanslagen, gebruik van vuile brandstoffen, hoge financiële kosten, nadelige gevolgen voor het klimaat en de gezondheid, en kwetsbaarheid voor grootschalige black-outs

    Investeringen in energie-efficiëntie en hernieuwbare energiebronnen kunnen de industriële wereld afbouwen van kolen en olie, regeringen biljoenen dollars besparen, de economie laten groeien door nieuwe banen in hernieuwbare en slimme elektriciteitsnetwerken, en onze koolstofemissies met ongeveer 80 procent verminderen.

    Nu we dit nieuwe energietijdperk binnengaan, is de vraag die we ons moeten stellen: hoe ziet een wereld met onbeperkte energie er echt uit? Hoe zal het onze economie beïnvloeden? Onze cultuur? Onze manier van leven? Het antwoord is: meer dan je denkt.

    We zullen onderzoeken hoe deze nieuwe wereld eruit zal zien aan het einde van onze Future of Energy-serie, maar eerst moeten we de andere vormen van hernieuwbare en niet-hernieuwbare energie noemen die onze toekomst mogelijk maken. Volgende: Hernieuwbare energie versus de Thorium en Fusion Energy Wildcards: Future of Energy P5.

    LINKS VAN DE TOEKOMST VAN ENERGIE-SERIE

    De langzame dood van het koolstofenergietijdperk: Future of Energy P1

    Olie! De trigger voor het hernieuwbare tijdperk: Future of Energy P2

    Opkomst van de elektrische auto: Future of Energy P3

    Hernieuwbare energie versus de Thorium- en Fusion-energiewildcards: Future of Energy P5

    Onze toekomst in een wereld met veel energie: Future of Energy P6

    Volgende geplande update voor deze prognose

    2023-12-13

    Prognose referenties

    Voor deze prognose werd verwezen naar de volgende populaire en institutionele links:

    Vuur opnieuw uitvinden
    Bloomberg (8)

    Voor deze voorspelling werd verwezen naar de volgende Quantumrun-links: