Quantumrun

Powolna śmierć ery energetyki węglowej | Przyszłość Energii P1

ZDJĘCIE: Quantumrun

Powolna śmierć ery energetyki węglowej | Przyszłość Energii P1

David Tal, wydawca, futurysta
Twitter
LinkedIn
@DavidTal pisze

Energia. To poważna sprawa. A jednak rzadko się nad tym zastanawiamy. Podobnie jak w Internecie, wariujesz tylko wtedy, gdy tracisz do niego dostęp.

Ale w rzeczywistości, czy to w postaci pożywienia, ciepła, elektryczności, czy dowolnej liczby jej form, energia jest siłą napędową rozwoju człowieka. Za każdym razem, gdy ludzkość opanowuje nową formę energii (ogień, węgiel, ropa, a wkrótce słoneczna), postęp przyspiesza, a populacja gwałtownie rośnie.

Nie wierzysz mi? Przejdźmy szybko przez historię.

Energia i rozwój człowieka

Wcześni ludzie byli łowcami-zbieraczami. Wytwarzali energię węglowodanową, której potrzebowali do przetrwania, ulepszając swoje techniki łowieckie, rozszerzając się na nowe terytoria, a później poprzez opanowanie użycia ognia do gotowania i lepszego trawienia upolowanego mięsa i zebranych roślin. Ten styl życia pozwolił wczesnym ludziom rozszerzyć się do populacji około miliona na całym świecie.

Później, około 7,000 pne, ludzie nauczyli się udomowić i sadzić nasiona, które pozwoliły im wyhodować nadmiar węglowodanów (energii). A przechowując te węglowodany u zwierząt (karmiąc stada latem i jedząc je zimą), ludzkość była w stanie wytworzyć wystarczającą ilość energii, aby zakończyć swój koczowniczy tryb życia. To pozwoliło im skoncentrować się w większych grupach wsi, miasteczek i miast; oraz rozwijanie elementów budulcowych technologii i wspólnej kultury. Między 7,000 p.n.e. a około 1700 r. n.e. populacja świata wzrosła do miliarda.

W XVIII wieku eksplodowało użycie węgla. W Wielkiej Brytanii Brytyjczycy zostali zmuszeni do wydobywania węgla do celów energetycznych z powodu masowego wylesiania. Na szczęście dla historii świata węgiel spalał się znacznie goręcej niż drewno, nie tylko pomagając narodom północnym przetrwać ostre zimy, ale także pozwalając im znacznie zwiększyć ilość produkowanego metalu, a co najważniejsze, napędzać wynalazek silnika parowego. Światowa populacja wzrosła do dwóch miliardów między 1700 a 1700 rokiem.

W końcu pojawiła się ropa (ropa naftowa). Chociaż wszedł do użytku w ograniczonym zakresie około lat 1870. XIX wieku i został rozszerzony w latach 1910-20 wraz z masową produkcją Modelu T, naprawdę wystartował po II wojnie światowej. Było to idealne paliwo transportowe, które umożliwiło krajowy rozwój samochodów i obniżyło koszty handlu międzynarodowego. Ropa naftowa została również przekształcona w tanie nawozy, herbicydy i pestycydy, które po części zapoczątkowały Zieloną Rewolucję, zmniejszając głód na świecie. Naukowcy wykorzystali go do stworzenia nowoczesnego przemysłu farmaceutycznego, wymyślając szereg leków, które leczyły wiele śmiertelnych chorób. Przemysłowcy wykorzystali go do stworzenia szeregu nowych wyrobów z tworzyw sztucznych i odzieży. O tak, a olej można palić na prąd.

Podsumowując, ropa naftowa stanowiła bonanzę taniej energii, która umożliwiła ludzkości rozwój, budowę i finansowanie różnych nowych gałęzi przemysłu i postępów kulturowych. A między 1940 a 2015 rokiem populacja świata wzrosła do ponad siedmiu miliardów.

Energia w kontekście

To, co właśnie przeczytałeś, było uproszczoną wersją około 10,000 XNUMX lat historii ludzkości (nie ma za co), ale mam nadzieję, że przesłanie, które staram się przekazać, jest jasne: za każdym razem, gdy uczymy się kontrolować nowe, tańsze i bardziej obfite źródło energii, ludzkość rozwija się technologicznie, gospodarczo, kulturowo i demograficznie.

Podążając tym tokiem myślenia, należy zadać pytanie: co się stanie, gdy ludzkość wejdzie w przyszły świat wypełniony niemal darmową, nieograniczoną i czystą energią odnawialną? Jak będzie wyglądał ten świat? Jak przekształci nasze gospodarki, naszą kulturę, nasz styl życia?

Ta przyszłość (za dwie lub trzy dekady) jest nieunikniona, ale także taka, której ludzkość nigdy nie doświadczyła. Na te i inne pytania postaramy się odpowiedzieć w serii Future of Energy.

Ale zanim będziemy mogli zbadać, jak będzie wyglądać przyszłość energii odnawialnej, najpierw musimy zrozumieć, dlaczego opuszczamy erę paliw kopalnych. A czy jest lepszy sposób na zrobienie tego niż przykład, który wszyscy znamy, źródło energii, które jest tanie, obfite i niezwykle brudne: węgiel.

Węgiel: symptom naszego uzależnienia od paliw kopalnych

To jest tanie. Łatwo go wydobyć, wysłać i spalić. Opierając się na dzisiejszym poziomie konsumpcji, pod ziemią znajduje się 109 lat sprawdzonych rezerw. Największe złoża znajdują się w stabilnych demokracjach, wydobywanych przez niezawodne firmy z kilkudziesięcioletnim doświadczeniem. Infrastruktura (elektrownie) już istnieje, z których większość przetrwa jeszcze kilkadziesiąt lat, zanim będzie musiała zostać wymieniona. Na pierwszy rzut oka węgiel wydaje się świetną opcją zasilania naszego świata.

Ma jednak jedną wadę: jest brudny jak diabli?.

Elektrownie zasilane węglem są jednym z największych i najbrudniejszych źródeł emisji dwutlenku węgla, które obecnie zanieczyszczają naszą atmosferę. Właśnie dlatego zużycie węgla powoli spada w dużej części Ameryki Północnej i Europy – budowanie większej mocy wytwórczej węgla po prostu nie jest zgodne z celami ograniczenia zmian klimatycznych krajów rozwiniętych.

To powiedziawszy, węgiel nadal jest jednym z największych źródeł energii elektrycznej w USA (20 proc.), Wielkiej Brytanii (30 proc.), Chinach (70 proc.), Indiach (53 proc.) i wielu innych krajach. Nawet gdybyśmy całkowicie przeszli na odnawialne źródła energii, zastąpienie kawałka tortu energetycznego, który obecnie reprezentuje węgiel, może zająć dekady. Dlatego też kraje rozwijające się są tak niechętne zaprzestaniu wykorzystywania węgla (zwłaszcza Chiny i Indie), ponieważ prawdopodobnie oznaczałoby to wciśnięcie hamulców w ich gospodarki i pogrążenie setek milionów z powrotem w ubóstwie.

Dlatego zamiast zamykać istniejące elektrownie węglowe, wiele rządów eksperymentuje z czystszym ich działaniem. Wiąże się to z różnymi eksperymentalnymi technologiami, które obracają się wokół idei wychwytywania i składowania dwutlenku węgla (CCS): spalanie węgla i oczyszczanie gazu z brudnych emisji dwutlenku węgla, zanim dotrze do atmosfery.

Powolna śmierć paliw kopalnych

Oto haczyk: instalacja technologii CCS w istniejących elektrowniach węglowych może kosztować nawet pół miliarda dolarów na elektrownię. To spowodowałoby, że energia elektryczna wytwarzana w tych elektrowniach byłaby znacznie droższa niż tradycyjne (brudne) elektrownie węglowe. „O ile droższy?” ty pytasz. Ekonomista zgłaszane na nową elektrownię węglową Mississippi CCS o wartości 5.2 miliarda dolarów, której średni koszt za kilowat wynosi 6,800 dolarów – w porównaniu do około 1,000 dolarów z elektrowni opalanej gazem.

Gdyby CCS zostało wdrożone we wszystkich 2300 elektrownie węglowe na całym świecie, koszt może przekroczyć bilion dolarów.

W końcu, podczas gdy zespół PR branży węglowej aktywnie promuje potencjał CCS za zamkniętymi drzwiami, branża wie, że gdyby kiedykolwiek zainwestowali w ekologię, wywaliłoby ich to z biznesu – podniosłoby to koszty energii elektrycznej do punktu, w którym odnawialne źródła energii stałyby się natychmiast tańszą opcją.

W tym momencie moglibyśmy poświęcić kilka kolejnych akapitów na wyjaśnienie, dlaczego ta kwestia kosztów prowadzi obecnie do wzrostu popularności gazu ziemnego jako zamiennika węgla – biorąc pod uwagę, że jest czystszy w spalaniu, nie tworzy toksycznego popiołu ani pozostałości, jest bardziej wydajny i generuje więcej energia elektryczna na kilogram.

Ale w ciągu następnych dwóch dekad ten sam egzystencjalny dylemat stanie teraz z węglem, gaz ziemny również doświadczy – i jest to temat, który często czytasz w tej serii: kluczowa różnica między odnawialnymi a węglowymi źródłami energii (jak węgiel). i ropy naftowej) jest to, że jedna jest technologią, podczas gdy druga to paliwo kopalne. Technologia się poprawia, staje się tańsza i z czasem zapewnia większy zwrot; podczas gdy w przypadku paliw kopalnych w większości przypadków ich wartość rośnie, ulega stagnacji, staje się niestabilna i ostatecznie z czasem spada.

Punkt zwrotny do nowego porządku świata energii

2015 był pierwszym rokiem, w którym światowa gospodarka rosła, podczas gdy emisje dwutlenku węgla nie—to rozdzielenie gospodarki i emisji dwutlenku węgla jest w dużej mierze wynikiem tego, że przedsiębiorstwa i rządy inwestują więcej w odnawialne źródła energii niż w wytwarzanie energii opartej na węglu.

A to dopiero początek. W rzeczywistości dzieli nas tylko dekada od technologii odnawialnych, takich jak energia słoneczna, wiatrowa i innych, które osiągną punkt, w którym staną się najtańszą i najbardziej wydajną opcją. Ten punkt krytyczny będzie reprezentował początek nowej ery w wytwarzaniu energii i potencjalnie nowej ery w historii ludzkości.

W ciągu zaledwie kilku krótkich dekad wejdziemy w przyszły świat wypełniony niemal darmową, nieograniczoną i czystą energią odnawialną. I to wszystko zmieni.

W trakcie tej serii o przyszłości energii dowiesz się, co następuje: Dlaczego era brudnych paliw dobiega końca; dlaczego ropa ma wywołać kolejne załamanie gospodarcze w następnej dekadzie; dlaczego samochody elektryczne i energia słoneczna wprowadzą nas do świata post-węglowego; w jaki sposób inne odnawialne źródła energii, takie jak wiatr i algi, a także eksperymentalna energia toru i energii syntezy jądrowej, zrównają się z energią słoneczną; a potem wreszcie zbadamy, jak będzie wyglądał nasz przyszły świat naprawdę nieograniczonej energii. (Wskazówka: to będzie wyglądać całkiem epicko.)

Ale zanim zaczniemy poważnie mówić o odnawialnych źródłach energii, najpierw musimy poważnie porozmawiać o najważniejszym dzisiejszym źródle energii: olej.