Квантумран

Медленная смерть эпохи углеродной энергетики | Будущее энергетики P1

ИЗОБРАЖЕНИЕ ПРЕДОСТАВЛЕНО: Quantumrun

Медленная смерть эпохи углеродной энергии | Будущее энергетики P1

Дэвид Тал, издатель, футурист
Twitter
LinkedIn
@DavidTalWrites

Энергия. Это большое дело. И все же, это то, чему мы редко уделяем много внимания. Как и в Интернете, вы сходите с ума только тогда, когда теряете к нему доступ.

Но на самом деле, приходит ли она в форме пищи, тепла, электричества или любого количества ее многочисленных форм, энергия является движущей силой возникновения человека. Каждый раз, когда человечество осваивает новую форму энергии (огонь, уголь, нефть, а вскоре и солнечную), прогресс ускоряется, а население стремительно растет.

Не верите мне? Давайте быстро пробежимся по истории.

Энергия и рост человека

Ранние люди были охотниками-собирателями. Они вырабатывали углеводную энергию, необходимую им для выживания, улучшая свои методы охоты, расширяясь на новые территории, а позже, осваивая использование огня для приготовления и лучшего переваривания добытого мяса и собранных растений. Такой образ жизни позволил ранним людям увеличить численность населения до миллиона человек по всему миру.

Позже, около 7,000 г. до н.э., люди научились одомашнивать и сажать семена, которые позволяли им выращивать избыточные углеводы (энергию). А сохраняя эти углеводы в организме животных (кормив стада летом и поедая их зимой), человечество смогло генерировать достаточно энергии, чтобы покончить с кочевым образом жизни. Это позволило им сконцентрироваться в более крупных группах деревень, поселков и городов; и развивать строительные блоки технологии и общей культуры. Между 7,000 г. до н.э. и примерно 1700 г. н.э. население мира выросло до одного миллиарда.

В 1700-х годах резко возросло использование угля. В Великобритании британцы были вынуждены добывать уголь для производства энергии из-за массовой вырубки лесов. К счастью для мировой истории, уголь горит намного горячее, чем дерево, что не только помогает северным народам пережить суровые зимы, но и позволяет им значительно увеличить количество производимого ими металла и, самое главное, подпитывает изобретение паровой машины. Население мира выросло до двух миллиардов между 1700-ми и 1940 годами.

Наконец, нефть (нефть) случилась. Хотя он начал использоваться в ограниченном количестве примерно в 1870-х годах и расширился в период с 1910-20-х годов с массовым производством модели Т, он действительно стал популярным после Второй мировой войны. Это было идеальное транспортное топливо, которое позволило увеличить количество автомобилей внутри страны и снизить затраты на международную торговлю. Нефть также была преобразована в дешевые удобрения, гербициды и пестициды, которые отчасти запустили Зеленую революцию, сократив голод в мире. Ученые использовали его для создания современной фармацевтической промышленности, изобретя ряд лекарств, излечивающих многие смертельные болезни. Промышленники использовали его для создания ряда новых изделий из пластика и одежды. Ах да, и вы можете сжигать нефть для электричества.

В целом, нефть представляла собой золотое дно дешевой энергии, которая позволяла человечеству расти, строить и финансировать множество новых отраслей промышленности и культурных достижений. А между 1940 и 2015 годами население мира увеличилось до более чем семи миллиардов.

Энергия в контексте

То, что вы только что прочитали, было упрощенной версией примерно 10,000 XNUMX лет истории человечества (пожалуйста), но, надеюсь, сообщение, которое я пытаюсь донести, ясно: всякий раз, когда мы учимся контролировать новый, более дешевый и более обильный источник энергии человечество растет технологически, экономически, культурно и демографически.

Следуя этому ходу мысли, необходимо задать вопрос: что произойдет, когда человечество войдет в мир будущего, наполненный почти бесплатной, безграничной и чистой возобновляемой энергией? Как будет выглядеть этот мир? Как это изменит нашу экономику, нашу культуру, наш образ жизни?

Это будущее (через два-три десятилетия) неизбежно, но в то же время такое будущее, которого человечество никогда не переживало. На эти и другие вопросы попытается ответить эта серия статей «Будущее энергетики».

Но прежде чем мы сможем исследовать, как будет выглядеть будущее возобновляемых источников энергии, мы сначала должны понять, почему мы уходим из эпохи ископаемого топлива. И что может быть лучше для этого, чем пример, с которым мы все знакомы, источник дешевой, обильной и в высшей степени грязной энергии: уголь.

Уголь: симптом нашей зависимости от ископаемого топлива

Это дешево. Его легко извлечь, отправить и сжечь. Исходя из сегодняшних уровней потребления, под землей скрыты доказанные запасы на 109 лет. Крупнейшие месторождения находятся в странах со стабильной демократией и разрабатываются надежными компаниями с многолетним опытом. Инфраструктура (электростанции) уже существует, большая часть которой прослужит еще несколько десятилетий, прежде чем ее потребуется заменить. На первый взгляд, уголь кажется отличным вариантом для питания нашего мира.

Однако у него есть один недостаток: грязный как черт.

Электростанции, работающие на угле, являются одним из крупнейших и самых грязных источников выбросов углерода, которые в настоящее время загрязняют нашу атмосферу. Вот почему использование угля медленно сокращается в большей части Северной Америки и Европы — строительство большего количества угольных электростанций просто несовместимо с целями развитых стран по сокращению последствий изменения климата.

Тем не менее, уголь по-прежнему является одним из крупнейших источников электроэнергии для США (20 процентов), Великобритании (30 процентов), Китая (70 процентов), Индии (53 процента) и многих других стран. Даже если мы полностью перейдем на возобновляемые источники энергии, потребуются десятилетия, чтобы заменить кусок энергетического пирога, который сейчас представляет собой уголь. Вот почему развивающиеся страны так неохотно отказываются от использования угля (особенно Китай и Индия), поскольку это, вероятно, означало бы резкое торможение их экономики и возвращение сотен миллионов людей в нищету.

Поэтому вместо того, чтобы закрывать существующие угольные электростанции, многие правительства экспериментируют с тем, чтобы сделать их работу более чистой. Это включает в себя множество экспериментальных технологий, которые вращаются вокруг идеи улавливания и хранения углерода (CCS): сжигание угля и очистка газа от грязных выбросов углерода до того, как он попадет в атмосферу.

Медленная смерть ископаемого топлива

Вот в чем загвоздка: установка технологии CCS на существующих угольных электростанциях может стоить до полумиллиарда долларов за электростанцию. Это сделало бы электроэнергию, вырабатываемую этими электростанциями, намного дороже, чем традиционные (грязные) угольные электростанции. «Насколько дороже?» ты спрашиваешь. Экономист переправу на новой угольной электростанции CCS в штате Миссисипи стоимостью 5.2 миллиарда долларов, средняя стоимость киловатта которой составляет 6,800 долларов — по сравнению с примерно 1,000 долларов на газовой электростанции.

Если бы CCS была развернута на всех 2300 угольных электростанций по всему миру, стоимость может составить более триллиона долларов.

В конце концов, в то время как команда по связям с общественностью угольной отрасли активно продвигает потенциал CCS для общественности, за закрытыми дверями, отрасль знает, что если они когда-либо инвестируют в экологизацию, это выведет их из бизнеса — это повысит затраты. электроэнергии до такой степени, что возобновляемые источники энергии немедленно станут более дешевым вариантом.

На этом этапе мы могли бы потратить еще несколько абзацев на объяснение того, почему эта проблема стоимости в настоящее время приводит к росту использования природного газа в качестве замены угля, учитывая, что он чище для сжигания, не образует токсичной золы или остатка, более эффективен и производит больше энергии. электроэнергии на килограмм.

Но в течение следующих двух десятилетий с той же экзистенциальной дилеммой сейчас столкнутся уголь и природный газ, и это тема, которую вы часто будете читать в этой серии статей: ключевое различие между возобновляемыми источниками энергии и источниками энергии на основе углерода (такими как уголь). и нефть) заключается в том, что одно — это технология, а другое — ископаемое топливо. Технология совершенствуется, становится дешевле и со временем обеспечивает большую отдачу; тогда как в случае с ископаемым топливом в большинстве случаев их стоимость растет, стагнирует, становится неустойчивой и, наконец, со временем снижается.

Переломный момент к новому энергетическому мировому порядку

2015 год стал первым годом, когда мировая экономика росла, а выбросы углерода не— это разделение экономики и выбросов углерода в значительной степени является результатом того, что компании и правительства вкладывают больше средств в возобновляемые источники энергии, чем в производство энергии на основе углерода.

И это только начало. Реальность такова, что мы находимся всего в десятилетии от возобновляемых технологий, таких как солнечная, ветровая и другие, которые достигнут точки, когда они станут самым дешевым и эффективным вариантом. Этот переломный момент станет началом новой эры в производстве энергии и, возможно, новой эры в истории человечества.

Всего через несколько коротких десятилетий мы войдем в мир будущего, наполненный почти бесплатной, безграничной и чистой возобновляемой энергией. И это изменит все.

В ходе этой серии статей о будущем энергетики вы узнаете следующее: почему эпоха грязного топлива подходит к концу; почему нефть спровоцирует еще один экономический коллапс в следующем десятилетии; почему электромобили и солнечная энергия приведут нас в постуглеродный мир; как другие возобновляемые источники энергии, такие как ветер и водоросли, а также экспериментальная энергия тория и термоядерного синтеза, займут второе место после солнечной энергии; и затем, наконец, мы исследуем, как будет выглядеть наш будущий мир поистине безграничной энергии. (Подсказка: это будет выглядеть довольно эпично.)

Но прежде чем мы начнем серьезно говорить о возобновляемых источниках энергии, мы сначала должны серьезно поговорить о самом важном сегодня источнике энергии: масло.