Quantumrun

BILDEKREDITT: Quantumrun

Fornybar vs. jokertegnene for thorium og fusjonsenergi: Future of Energy P5

David Tal, utgiver, fremtidsforsker
@DavidTalWrites
Linkedin

tirsdag 09 - 15:2020

Akkurat som hvordan solenergi ikke genererer energi 24/7, fungerer det heller ikke så bra noen steder i verden sammenlignet med andre. Stol på meg, når du kommer fra Canada, er det noen måneder hvor du knapt ser solen. Det er sannsynligvis mye verre i de nordiske landene og Russland – kanskje det også forklarer den betydelige mengden heavy metal og vodka som nytes der oppe.

Men som nevnt i forrige del i denne Future of Energy-serien er ikke solenergi det eneste fornybare spillet i byen. Faktisk er det en rekke fornybare energialternativer hvis teknologi utvikler seg like raskt som solenergi, og hvis kostnader og strømproduksjon (i noen tilfeller) slår solenergien.

På baksiden skal vi også snakke om det jeg liker å kalle "jokertegn fornybar." Dette er nye og utrolig kraftige energikilder som produserer null karbonutslipp, men hvis sekundære kostnader på miljøet og samfunnet ennå ikke er studert (og kan vise seg å være skadelig).

I det hele tatt er poenget vi skal utforske her at mens solenergi vil bli den dominerende energikilden ved midten av århundret, vil fremtiden også bestå av en energicocktail av fornybare energikilder og jokertegn. Så la oss starte med det fornybare det NIMBYs verden rundt hater med lidenskap.

Vindkraft, det Don Quijote ikke visste

Når forståsegpåere snakker om fornybar energi, klumper de fleste seg i vindparker sammen med solenergi. Grunnen? Vel, blant alle fornybare energikilder på markedet er gigantiske vindmøller de mest synlige – de stikker ut som såre tomler langs bøndenes åkre og isolert (og ikke så isolert) utsikt over havet i mange deler av verden.

Men mens a vokal valgkrets hater dem, i noen deler av verden revolusjonerer de energimiksen. Det er fordi mens noen land er velsignet med sol, har andre vind og mye av det. Det som en gang var en paraplyødeleggende, vinduslukking og frisyreødeleggende irritasjon har blitt dyrket (spesielt i løpet av de siste fem til syv årene) til et kraftsenter for fornybar energiproduksjon.

Ta de nordiske landene, for eksempel. Vindkraft har vokst så raskt i Finland og Danmark at de spiser opp fortjenestemarginene til sine kullkraftverk. Dette er kullkraftverk, forresten, som skulle beskytte disse landene mot «upålitelig» fornybar energi. Nå planlegger Danmark og Finland å legge disse kraftverkene, 2,000 megawatt skitten energi, ut av systemet. av 2030.

Men det er ikke alt folkens! Danmark har gått så mye på vindenergi at de planlegger å fase ut kull fullstendig innen 2030 og omstille hele økonomien til fornybar kraft (for det meste fra vind) av 2050. I mellomtiden har nye vindmølledesign (f.eks. en, to) kommer ut hele tiden som kan revolusjonere industrien og potensielt gjøre vindenergi like attraktive for solrike land som de er for vindrike.

Oppdrett bølgene

Relatert til vindmøller, men begravd dypt under havet, er den tredje mest hypede formen for fornybar energi: tidevann. Tidevannsmøller ligner på vindmøller, men i stedet for å samle energi fra vinden, samler de energien fra havvannet.

Tidevannsfarmer er ikke på langt nær så populære, og de tiltrekker seg heller ikke så mye investeringer, som sol og vind. Av den grunn vil tidevann aldri være en stor aktør i den fornybare blandingen utenfor noen få land, som Storbritannia. Det er en skam fordi, ifølge UK Marine Foresight Panel, hvis vi fanget bare 0.1 prosent av jordens kinetiske tidevannsenergi, ville det være nok til å drive verden.

Tidevannsenergi har også noen unike fordeler fremfor sol og vind. For eksempel, i motsetning til sol og vind, går tidevannet virkelig 24/7. Tidevannet er nesten konstant, så du vet alltid hvor mye kraft du vil generere i løpet av en gitt dag – flott for forutsigbarhet og planlegging. Og viktigst for NIMBY-ene der ute, siden tidevannsfarmer sitter på bunnen av havet, er de faktisk ute av syne, ute av sinnet.

Old school fornybar energi: vannkraft og geotermisk energi

Du synes kanskje det er rart at når vi snakker om fornybar energi, gir vi ikke mye sendetid til noen av de eldste og mest brukte formene for fornybar energi: vannkraft og geotermisk energi. Vel, det er en god grunn til det: Klimaendringer vil snart erodere kraftproduksjonen til vannkraft, mens geotermisk energi vil bli mindre økonomisk sammenlignet med sol og vind. Men la oss grave litt dypere.

De fleste av verdens vannkraftdammer mates av store elver og innsjøer som i seg selv mates av sesongsmelting av isbreer fra nærliggende fjellkjeder og, i mindre grad, grunnvann fra regnfulle områder høyt over havet. I løpet av de neste tiårene er klimaendringene satt til å redusere (smelte eller tørke ut) mengden vann som kommer fra begge disse vannkildene.

Et eksempel på dette kan sees i Brasil, et land med en av verdens grønneste energimikser, som genererer over 75 prosent av sin energi fra vannkraft. De siste årene har redusert nedbør og økende tørke forårsaket regelmessige strømbrudd (brownouts og blackouts) gjennom store deler av året. Slike energisårbarheter vil bli langt mer vanlig for hvert tiår som går, og tvinge land som er avhengige av vannkraft til å investere fornybare dollar andre steder.

I mellomtiden er konseptet geotermisk grunnleggende nok: under en viss dybde er jorden alltid varm; bor et dypt hull, slipp i litt rør, hell vann i, samle den varme dampen som stiger, og bruk den dampen til å drive en turbin og generere energi.

I noen land som Island, hvor de er "velsignet" med et stort antall vulkaner, er geotermisk energi en enorm generator av gratis og grønn energi – den produserer nesten 30 prosent av Islands kraft. Og i utvalgte områder av verden som har lignende tektoniske egenskaper, er det en lønnsom form for energi å investere i. Men de fleste andre steder er geotermiske anlegg dyre å bygge, og med sol og vind som synker i pris hvert år, vil ikke geotermisk energi. kunne konkurrere i de fleste land.

Jokertegnet fornybar

Motstanderne av fornybar energi sier ofte at på grunn av deres upålitelighet, må vi investere i store, etablerte og skitne energikilder – som kull, olje og flytende naturgass – for å gi konsistente mengder energi for å dekke våre behov. Disse energikildene blir referert til som "baseload" kraftkilder fordi de tradisjonelt har fungert som ryggraden i energisystemet vårt. Men i noen deler av verden, spesielt land som Frankrike, har kjernekraft vært den foretrukne kraftkilden for grunnlast.

Atomkraft har vært en del av verdens energimiks siden slutten av andre verdenskrig. Selv om den teknisk sett produserer en betydelig mengde nullkarbonenergi, har bivirkningene i form av giftig avfall, atomulykker og spredning av atomvåpen gjort moderne investeringer i atomkraft nesten umulig.

Når det er sagt, er ikke atomkraft det eneste spillet i byen. Det er to nye typer ikke-fornybare kraftkilder verdt å snakke om: Thorium og Fusjonsenergi. Tenk på disse som neste generasjons atomkraft, men renere, tryggere og langt kraftigere.

Thorium og fusjon rundt hjørnet?

Thoriumreaktorer kjører på thoriumnitrat, en ressurs som er fire ganger mer rikelig enn uran. De genererer også mye mer energi enn urandrevne reaktorer, produserer mindre avfall, kan ikke gjøres om til bomber av våpenkvalitet og er praktisk talt nedsmeltingssikre. (Se en fem minutters forklaring av Thorium-reaktorer her..)

I mellomtiden går fusjonsreaktorer i utgangspunktet på sjøvann - eller for å være nøyaktig, en kombinasjon av hydrogenisotopene tritium og deuterium. Der atomreaktorer genererer elektrisitet ved å splitte atomer, tar fusjonsreaktorer en side ut av solens lekebok og prøver å smelte sammen atomer. (Se en åtte minutters forklaring av fusjonsreaktorer her..)

Begge disse energigenererende teknologiene skulle komme på markedet på slutten av 2040-tallet – altfor sent til å virkelig gjøre en forskjell i verdens energimarkeder, enn si vår kamp mot klimaendringer. Heldigvis er det kanskje ikke tilfellet for lenge.

Teknologien rundt thoriumreaktorer eksisterer stort sett allerede og er aktivt forfulgt av Kina. Faktisk kunngjorde de planene sine om å bygge en fullt fungerende Thorium-reaktor i løpet av de neste 10 årene (midten av 2020-tallet). I mellomtiden har fusjonskraft vært kronisk underfinansiert i flere tiår, men nylig nyheter fra Lockheed Martin indikerer at en ny fusjonsreaktor også kan være bare et tiår unna.

Hvis en av disse energikildene kommer på nettet i løpet av det neste tiåret, vil det sende sjokkbølger gjennom energimarkedene. Thorium og fusjonskraft har potensial til å introdusere enorme mengder ren energi inn i energinettet vårt raskere enn fornybar, siden de ikke trenger oss til å koble om det eksisterende strømnettet. Og siden disse er kapitalintensive og sentraliserte energiformer, vil de være veldig attraktive for de tradisjonelle energiselskapene som ønsker å kjempe mot veksten av solenergi.

På slutten av dagen er det en kasting. Hvis thorium og fusjon kommer inn på de kommersielle markedene i løpet av de neste 10 årene, kan de overta fornybar energi som fremtidens energi. Lengre enn det og fornybar energi vinner frem. Uansett, billig og rikelig energi er i fremtiden vår.

Så hvordan ser egentlig en verden med ubegrenset energi ut? Vi svarer endelig på det spørsmålet del seks av vår Future of Energy-serie.