Quantumrun

Den langsomme døden til karbonenergitiden | Future of Energy P1

BILDEKREDITT: Quantumrun

Den langsomme døden til karbonenergitiden | Future of Energy P1

David Tal, utgiver, fremtidsforsker
Twitter
Linkedin
@DavidTalWrites

Energi. Det er en stor sak. Og likevel er det noe vi sjelden tenker mye på. I likhet med internett, flipper du bare ut når du mister tilgangen til det.

Men i virkeligheten, enten det kommer i form av mat, varme, elektrisitet eller en rekke av dens mange former, er energi drivkraften bak menneskets fremvekst. Hver gang menneskeheten mestret en ny form for energi (ild, kull, olje og snart solenergi), akselererer fremgangen og befolkningen skyter i været.

Tro meg ikke? La oss ta en rask joggetur gjennom historien.

Energi og fremveksten av mennesker

Tidlige mennesker var jeger-samlere. De genererte karbohydratenergien de trengte for å overleve ved å forbedre jaktteknikkene sine, utvide til nytt territorium og senere gjennom å mestre bruken av ild for å lage mat og bedre fordøye det jaktede kjøttet og de samlete plantene deres. Denne livsstilen tillot tidlige mennesker å utvide til en befolkning på rundt en million over hele verden.

Senere, rundt 7,000 f.Kr., lærte mennesker å tamme og plante frø som gjorde at de kunne dyrke overflødig karbohydrater (energi). Og ved å lagre disse karbohydratene i dyr (mate flokker om sommeren og spise dem om vintrene), var menneskeheten i stand til å generere nok energi til å avslutte sin nomadiske livsstil. Dette tillot dem å konsentrere seg i større grupper av landsbyer, tettsteder og byer; og å utvikle byggesteinene til teknologi og delt kultur. Mellom 7,000 fvt til ca 1700 vokste verdens befolkning til én milliard.

I løpet av 1700-tallet eksploderte bruken av kull. I Storbritannia ble britene tvunget til å utvinne kull for energibruk, på grunn av massiv avskoging. Heldigvis for verdenshistorien brant kull mye varmere enn tre, og hjalp ikke bare nordlige nasjoner til å leve gjennom harde vintre, men tillot dem også å øke mengden metall de produserte betydelig, og viktigst av alt, drivstoff for oppfinnelsen av dampmaskinen. Den globale befolkningen vokste til to milliarder mellom 1700-tallet og 1940-tallet.

Til slutt skjedde olje (petroleum). Mens den kom i bruk på begrenset basis rundt 1870-tallet og utvidet seg mellom 1910-20-tallet med masseproduksjonen av Model T, tok den virkelig av etter andre verdenskrig. Det var et ideelt drivstoff for transport som muliggjorde den innenlandske veksten av biler og reduserte kostnadene ved internasjonal handel. Petroleum ble også forvandlet til billig gjødsel, ugressmidler og plantevernmidler som delvis startet den grønne revolusjonen, og reduserte sulten i verden. Forskere brukte det til å etablere den moderne farmasøytiske industrien, og oppfant en rekke medisiner som kurerte mange dødelige sykdommer. Industrimenn brukte den til å lage en rekke nye plast- og klesprodukter. Å ja, og du kan brenne olje for elektrisitet.

Alt i alt representerte olje en bonanza av billig energi som gjorde det mulig for menneskeheten å vokse, bygge og finansiere en rekke nye industrier og kulturelle fremskritt. Og mellom 1940 og 2015 har verdens befolkning eksplodert til over syv milliarder.

Energi i sammenheng

Det du nettopp leste var en forenklet versjon av rundt 10,000 XNUMX år med menneskets historie (du er velkommen), men forhåpentligvis er budskapet jeg prøver å få frem tydelig: hver gang vi lærer å kontrollere en ny, billigere og mer rikelig kilde av energi vokser menneskeheten teknologisk, økonomisk, kulturelt og demografisk.

Etter denne tankegangen, må spørsmålet stilles: Hva skjer når menneskeheten går inn i en fremtidig verden fylt med nesten gratis, grenseløs og ren fornybar energi? Hvordan vil denne verden se ut? Hvordan vil det omforme våre økonomier, vår kultur, vår livsstil?

Denne fremtiden (bare to til tre tiår unna) er uunngåelig, men også en som menneskeheten aldri har opplevd. Disse spørsmålene og flere er hva denne Future of Energy-serien vil prøve å svare på.

Men før vi kan utforske hvordan en fremtid med fornybar energi vil se ut, må vi først forstå hvorfor vi forlater fossilt brensel. Og hvilken bedre måte å gjøre det på enn med et eksempel vi alle er kjent med, en energikilde som er billig, rikelig og ekstremt skitten: kull.

Kull: et symptom på vår avhengighet av fossilt brensel

Det er billig. Det er enkelt å trekke ut, sende og brenne. Basert på dagens forbruksnivå er det 109 år med påviste reserver begravd under jorden. De største forekomstene er i stabile demokratier, utvunnet av pålitelige selskaper med flere tiår med erfaring. Infrastrukturen (kraftverkene) er allerede på plass, hvorav det meste vil vare i flere tiår til før de må skiftes ut. På forsiden av det høres kull ut som et flott alternativ for å drive verden vår.

Det har imidlertid en ulempe: det er det skitten som faen.

Kullkraftverk er en av de største og mest skitne kildene til karbonutslipp som forurenser atmosfæren vår. Det er derfor kullbruken har vært i en sakte nedgang i store deler av Nord-Amerika og Europa – å bygge mer kullkraftproduksjonskapasitet er rett og slett ikke forenlig med den utviklede verdens reduksjonsmål for klimaendringer.

Når det er sagt, er kull fortsatt blant de største strømkildene for USA (med 20 prosent), Storbritannia (30 prosent), Kina (70 prosent), India (53 prosent) og mange andre nasjoner. Selv om vi gikk fullstendig over til fornybar energi, kan det ta flere tiår å erstatte den biten av energikaken kull nå representerer. Det er også grunnen til at utviklingsland er så motvillige til å stoppe kullbruken sin (spesielt Kina og India), ettersom å gjøre det sannsynligvis vil bety å bremse deres økonomier og kaste hundrevis av millioner tilbake i fattigdom.

Så i stedet for å stenge eksisterende kullverk, eksperimenterer mange regjeringer med å gjøre dem renere. Dette involverer en rekke eksperimentelle teknologier som dreier seg om ideen om karbonfangst og -lagring (CCS): brenning av kull og skrubbing av gassen for skitne karbonutslipp før den når atmosfæren.

Den langsomme døden av fossilt brensel

Her er fangsten: å installere CCS-teknologi i eksisterende kullanlegg kan koste opptil en halv milliard dollar per anlegg. Det vil gjøre elektrisiteten som produseres fra disse anleggene langt dyrere enn tradisjonelle (skitne) kullanlegg. "Hvor mye dyrere?" du spør. Økonomen rapportert på et nytt 5.2 milliarder dollar US Mississippi CCS kullkraftverk, hvis gjennomsnittlige kostnad per kilowatt er 6,800 dollar – det er sammenlignet med rundt 1,000 dollar fra et gassfyrt anlegg.

Hvis CCS ble rullet ut til alle 2300 kullkraftverk over hele verden, kan kostnaden være opp mot en billion dollar.

Til slutt, mens kullindustriens PR-team aktivt fremmer potensialet til CCS for publikum, bak lukkede dører, vet industrien at hvis de noen gang investerte i å bli grønne, ville det sette dem ut av drift – det ville øke kostnadene av elektrisiteten til et punkt der fornybar energi umiddelbart ville blitt det billigere alternativet.

På dette tidspunktet kan vi bruke ytterligere noen avsnitt på å forklare hvorfor dette kostnadsproblemet nå fører til økningen av naturgass som erstatning for kull – siden det er renere å brenne, skaper ingen giftig aske eller rester, er mer effektivt og genererer mer elektrisitet per kilogram.

Men i løpet av de neste to tiårene, det samme eksistensielle dilemmaet kull nå står overfor, vil naturgass også oppleve – og det er et tema du vil lese ofte i denne serien: nøkkelforskjellen mellom fornybare energikilder og karbonbaserte energikilder (som kull) og olje) er at den ene er en teknologi, mens den andre er et fossilt brensel. En teknologi forbedres, den blir billigere og gir større avkastning over tid; mens med fossilt brensel, i de fleste tilfeller, stiger, stagnerer verdien, blir flyktig og til slutt synker over tid.

Vippepunktet til en ny verdensorden for energi

2015 markerte det første året hvor verdensøkonomien vokste mens karbonutslippene ikke gjorde det— Denne frakoblingen av økonomien og karbonutslipp er i stor grad et resultat av at selskaper og myndigheter investerer mer i fornybar energi enn karbonbasert energiproduksjon.

Og dette er bare begynnelsen. Realiteten er at vi bare er et tiår unna fornybar teknologi som solenergi, vind og andre når et punkt der de blir det billigste og mest effektive alternativet. Det vippepunktet vil representere begynnelsen på en ny tidsalder innen energigenerering, og potensielt en ny tidsalder i menneskets historie.

Om bare noen få korte tiår vil vi gå inn i en fremtidig verden fylt med nesten gratis, grenseløs og ren fornybar energi. Og det vil forandre alt.

I løpet av denne serien om Future of Energy vil du lære følgende: Hvorfor skitne drivstoffs tidsalder nærmer seg slutten; hvorfor oljen er satt til å utløse enda en økonomisk kollaps i det neste tiåret; hvorfor elbiler og solenergi kommer til å føre oss inn i en post-karbon verden; hvordan andre fornybare energikilder som vind og alger, så vel som eksperimentell thorium og fusjonsenergi, vil ta et nært sekund til solenergi; og til slutt vil vi utforske hvordan vår fremtidige verden av virkelig ubegrenset energi vil se ut. (Hint: det kommer til å se ganske episk ut.)

Men før vi begynner å snakke seriøst om fornybar, må vi først snakke seriøst om dagens viktigste energikilde: olje.