Quantumrun

CREDIT DE IMAGINE: Quantumrun

Energiile regenerabile versus toriu și energia de fuziune: viitorul energiei P5

David Tal, editor, futurist
@DavidTalWrites
LinkedIn

Mar, 09 - 15:2020

La fel cum solarul nu generează energie 24/7, nici nu funcționează prea bine în unele locuri din lume în comparație cu altele. Crede-mă, venind din Canada, sunt câteva luni în care abia vezi soarele. Probabil că este mult mai rău în țările nordice și în Rusia – poate că asta explică și cantitatea considerabilă de metale grele și vodcă de care savurat acolo.

Dar așa cum se menționează în partea anterioară din această serie Future of Energy, energia solară nu este singurul joc regenerabil din oraș. De fapt, există o varietate de opțiuni de energie regenerabilă a căror tehnologie se dezvoltă la fel de rapid ca solarul și ale căror costuri și producția de electricitate sunt (în unele cazuri) învingătoare solare.

Pe de altă parte, vom vorbi, de asemenea, despre ceea ce îmi place să numesc „regenerabile wildcard”. Acestea sunt surse de energie noi și incredibil de puternice care produc zero emisii de carbon, dar ale căror costuri secundare asupra mediului și societății încă nu au fost studiate (și se pot dovedi dăunătoare).

În total, punctul pe care îl vom explora aici este că, în timp ce solarul va deveni sursa de energie dominantă până la mijlocul secolului, viitorul va fi, de asemenea, alcătuit dintr-un cocktail de energie din surse regenerabile și wildcards. Deci, să începem cu energia regenerabilă care NIMBY-uri în întreaga lume urăsc cu pasiune.

Energia eoliană, ceea ce Don Quijote nu știa

Când experții vorbesc despre energie regenerabilă, majoritatea se găsesc în parcuri eoliene alături de energia solară. Motivul? Ei bine, dintre toate sursele regenerabile de pe piață, morile de vânt gigantice sunt cele mai vizibile - ies ca degetele dure de-a lungul câmpurilor fermierilor și priveliști izolate (și nu atât de izolate) de la malul mării în multe părți ale lumii.

Dar în timp ce a circumscripția vocală îi urăște, în unele părți ale lumii, ei revoluționează mixul energetic. Asta pentru că, în timp ce unele țări sunt binecuvântate cu soare, altele au vânt și mult. Ce a fost cândva un supărare care distruge umbrele, închide ferestrele și distruge coafura a fost cultivat (în special în ultimii cinci până la șapte ani) într-o centrală puternică de generare de energie regenerabilă.

Luați țările nordice, de exemplu. Energia eoliană a crescut atât de rapid în Finlanda și Danemarca încât consumă marjele de profit ale centralelor lor pe cărbune. Acestea sunt, apropo, centrale pe cărbune, care trebuiau să protejeze aceste țări de energia regenerabilă „nesigură”. Acum, Danemarca și Finlanda plănuiesc să elimine din sistem aceste centrale electrice, 2,000 de megawați de energie murdară. de 2030.

Dar asta nu e tot, oameni buni! Danemarca a depășit atât de mult energia eoliană încât intenționează să elimine treptat cărbunele până în 2030 și să-și tranzite întreaga economie la energie regenerabilă (mai ales de la eolian) de 2050. Între timp, noi modele de morii de vânt (ex. unu, Două) apar tot timpul care ar putea revoluționa industria și ar putea face energia eoliană la fel de atractivă pentru țările bogate în soare, precum sunt pentru cele bogate în vânt.

Cultivarea valurilor

Legat de morile de vânt, dar îngropată adânc sub mare, este a treia cea mai populară formă de energie regenerabilă: mareele. Morile de maree arată similar cu morile de vânt, dar în loc să colecteze energie din vânt, își colectează energia din mareele oceanului.

Fermele de maree nu sunt nici pe departe la fel de populare și nici nu atrag la fel de multe investiții, cum ar fi cele solare și eoliene. Din acest motiv, tidal nu va fi niciodată un jucător important în mixul de energie regenerabilă în afara câtorva țări, cum ar fi Marea Britanie. Este o rușine pentru că, potrivit Grupului de previziune marină din Marea Britanie, dacă am capta doar 0.1% din energia mareelor cinetice a Pământului, ar fi suficient pentru a alimenta lumea.

Energia mareelor are, de asemenea, câteva avantaje unice față de solar și eolian. De exemplu, spre deosebire de solar și eolian, mareele funcționează 24/7. Fluxurile sunt aproape constante, așa că știți întotdeauna câtă putere veți genera în orice zi - excelent pentru predictibilitate și planificare. Și cel mai important pentru NIMBY de acolo, deoarece fermele de maree se află pe fundul oceanului, ele sunt efectiv ferite de vedere, de minte.

Energii regenerabile vechi: hidro și geotermală

S-ar putea să credeți că este ciudat că atunci când vorbim despre surse regenerabile, nu acordăm prea mult timp de antenă unora dintre cele mai vechi și mai larg adoptate forme de surse regenerabile: hidro și geotermal. Ei bine, există un motiv întemeiat pentru asta: schimbările climatice vor eroda în curând producția de energie hidro, în timp ce geotermalul va deveni mai puțin economic în comparație cu solar și eolian. Dar să săpăm puțin mai adânc.

Majoritatea barajelor hidroelectrice ale lumii sunt alimentate de râuri și lacuri mari, care sunt ele însele alimentate de topirea sezonieră a ghețarilor din lanțurile muntoase din apropiere și, într-o măsură mai mică, de apele subterane din regiunile ploioase înalte deasupra nivelului mării. În următoarele decenii, schimbările climatice vor reduce (se topesc sau se usucă) cantitatea de apă care provine din ambele surse de apă.

Un exemplu în acest sens poate fi văzut în Brazilia, o țară cu unul dintre cele mai verzi mixuri de energie din lume, generând peste 75 la sută din energie din energia hidroelectrică. În ultimii ani, precipitațiile reduse și secetele în creștere au cauzat întreruperi regulate de curent (pene de curent și întreruperi de curent) pe tot parcursul anului. Astfel de vulnerabilități energetice vor deveni mult mai frecvente cu fiecare deceniu care trece, forțând țările care depind de hidrocentrale să-și investească dolarii din surse regenerabile în altă parte.

Între timp, conceptul de geotermală este suficient de elementar: sub o anumită adâncime, Pământul este întotdeauna fierbinte; găuriți o gaură adâncă, introduceți niște conducte, turnați apă, colectați aburul fierbinte care se ridică și utilizați acel abur pentru a alimenta o turbină și a genera energie.

În unele țări precum Islanda, unde sunt „binecuvântați” cu un număr mare de vulcani, geotermala este un generator masiv de energie liberă și verde – produce aproape 30% din energia Islandei. Și în anumite zone ale lumii care au caracteristici tectonice similare, este o formă de energie utilă în care să investești. Dar, peste tot, centralele geotermale sunt costisitoare de construit și cu prețul solar și eolian care scad în fiecare an, geotermala pur și simplu nu va să poată concura în majoritatea țărilor.

Energiile regenerabile wildcard

Oponenții surselor regenerabile spun adesea că, din cauza nefiabilității lor, trebuie să investim în surse de energie mari, consacrate și murdare - cum ar fi cărbunele, petrolul și gazele naturale lichefiate - pentru a furniza cantități consistente de energie pentru a ne satisface nevoile. Aceste surse de energie sunt denumite surse de energie „încărcare de bază”, deoarece au servit în mod tradițional drept coloana vertebrală a sistemului nostru energetic. Dar în unele părți ale lumii, în special în țări precum Franța, nuclearul a fost sursa de energie de bază preferată.

Nuclearul a făcut parte din mixul energetic mondial de la sfârșitul celui de-al Doilea Război Mondial. Deși din punct de vedere tehnic produce o cantitate substanțială de energie cu zero carbon, efectele secundare în ceea ce privește deșeurile toxice, accidentele nucleare și proliferarea armelor nucleare au făcut ca investițiile moderne în domeniul nuclear să fie aproape imposibile.

Acestea fiind spuse, nuclearul nu este singurul joc din oraș. Există două noi tipuri de surse de energie neregenerabile despre care merită să vorbim: toriu și energie de fuziune. Gândiți-vă la acestea ca la o energie nucleară de ultimă generație, dar mai curată, mai sigură și mult mai puternică.

Toriu și fuziune după colț?

Reactoarele cu toriu funcționează cu nitrat de toriu, o resursă care este de patru ori mai abundentă decât uraniul. De asemenea, generează mult mai multă energie decât reactoarele alimentate cu uraniu, produc mai puține deșeuri, nu pot fi transformate în bombe de calitate pentru arme și sunt practic rezistente la topire. (Urmăriți o explicație de cinci minute despre reactoarele cu toriu aici.)

Între timp, reactoarele de fuziune funcționează practic pe apă de mare sau, mai exact, o combinație de izotopi de hidrogen tritiu și deuteriu. Acolo unde reactoarele nucleare generează electricitate prin divizarea atomilor, reactoarele de fuziune iau o pagină din manualul de joc al soarelui nostru și încearcă să fuzioneze atomii. (Urmăriți o explicație de opt minute despre reactoarele de fuziune aici.)

Ambele tehnologii de generare a energiei urmau să apară pe piață până la sfârșitul anilor 2040 – mult prea târziu pentru a face cu adevărat o diferență pe piețele energetice ale lumii, să nu mai vorbim de lupta noastră împotriva schimbărilor climatice. Din fericire, s-ar putea să nu fie cazul prea mult timp.

Tehnologia din jurul reactoarelor cu toriu există în mare parte deja și este activă urmărit de China. De fapt, ei și-au anunțat planurile de a construi un reactor de toriu pe deplin funcțional în următorii 10 ani (la mijlocul anilor 2020). Între timp, puterea de fuziune a fost subfinanțată cronic de zeci de ani, dar recentă știri de la Lockheed Martin indică faptul că un nou reactor de fuziune ar putea fi, de asemenea, la doar un deceniu distanță.

Dacă oricare dintre aceste surse de energie va intra online în următorul deceniu, va trimite unde de șoc pe piețele energetice. Toriul și energia de fuziune au potențialul de a introduce cantități masive de energie curată în rețeaua noastră energetică mai rapid decât sursele regenerabile, deoarece nu vor avea nevoie de noi pentru a reconecta rețeaua electrică existentă. Și, deoarece acestea sunt forme de energie centralizate și intensive în capital, ele vor fi foarte atractive pentru acele companii tradiționale de utilități care doresc să lupte împotriva creșterii energiei solare.

La sfârșitul zilei, este o aruncare în sus. Dacă toriul și fuziunea vor intra pe piețele comerciale în următorii 10 ani, ele ar putea depăși sursele regenerabile ca viitorul energiei. Mai mult decât atât și sursele regenerabile câștigă. Oricum, energia ieftină și abundentă este în viitorul nostru.

Deci, cum arată cu adevărat o lume cu energie nelimitată? Răspundem în sfârșit la această întrebare în partea a șasea a seriei noastre „Viitorul Energiei”..