Возобновляемые источники энергии против подстановочных знаков тория и термоядерной энергии: будущее энергетики P5

 Точно так же, как солнечная энергия не вырабатывает энергию 24 часа в сутки 7 дней в неделю, в некоторых местах мира она работает не слишком хорошо по сравнению с другими. Поверьте мне, приехав из Канады, бывают месяцы, когда вы едва видите солнце. Вероятно, в скандинавских странах и России все намного хуже — может быть, это также объясняет значительное количество хэви-метала и водки, которыми наслаждаются там.

Но как упоминалось в предыдущей части В этой серии «Будущее энергии» солнечная энергия — не единственная возобновляемая игра в городе. На самом деле, существует множество вариантов возобновляемой энергии, технологии которых развиваются так же быстро, как солнечная, а стоимость и выработка электроэнергии (в некоторых случаях) опережают солнечную.

С другой стороны, мы также поговорим о том, что я называю «дикими возобновляемыми источниками энергии». Это новые и невероятно мощные источники энергии, которые производят нулевые выбросы углерода, но вторичные издержки которых для окружающей среды и общества еще предстоит изучить (и могут оказаться вредными).

В целом, мы рассмотрим здесь то, что, хотя к середине века солнечная энергия станет доминирующим источником энергии, будущее также будет состоять из энергетического коктейля из возобновляемых источников энергии и подстановочных знаков. Итак, давайте начнем с возобновляемых ресурсов, которые NIMBY во всем мире страстно ненавидят.

Энергия ветра, чего не знал Дон Кихот

Когда эксперты говорят о возобновляемых источниках энергии, большинство из них ставит ветряные электростанции рядом с солнечной. Причина? Что ж, среди всех возобновляемых источников энергии на рынке гигантские ветряные мельницы являются наиболее заметными — они торчат, как больные пальцы, вдоль фермерских полей и изолированных (и не очень) видов на побережье во многих частях мира.

Но в то время как вокальный избирательный округ ненавидит их, в некоторых частях мира они революционизируют энергетический баланс. Это потому, что в то время как некоторые страны благословлены солнцем, в других есть ветер и его много. Что когда-то было раздражение, разрушающее зонтик, закрывающее окна и портящее прическу превратилась (особенно за последние пять-семь лет) в центр производства возобновляемой энергии.

Возьмем, к примеру, страны Северной Европы. Энергия ветра растет такими быстрыми темпами в Финляндии и Дании, что они съедают прибыль своих угольных электростанций. Это, кстати, угольные электростанции, которые должны были защитить эти страны от «ненадежной» возобновляемой энергетики. Теперь Дания и Финляндия планируют законсервировать эти электростанции, 2,000 мегаватт грязной энергии, из системы. по 2030.

Но это еще не все! Дания настолько увлеклась ветроэнергетикой, что планирует полностью отказаться от угля к 2030 году и перевести всю свою экономику на возобновляемые источники энергии (в основном от ветра). по 2050. Между тем, новые конструкции ветряных мельниц (напр. one, два), которые могут произвести революцию в отрасли и потенциально сделать энергию ветра столь же привлекательной для богатых солнцем стран, как и для богатых ветром.

Сельское хозяйство волн

Родственная ветряным мельницам, но похороненная глубоко под водой, третья по популярности форма возобновляемой энергии: приливная. Приливные мельницы похожи на ветряные мельницы, но вместо энергии ветра они получают энергию от океанских приливов.

Приливные фермы не так популярны и не привлекают столько инвестиций, как солнечные и ветровые. По этой причине tidal никогда не станет основным игроком на рынке возобновляемых источников энергии за пределами нескольких стран, таких как Великобритания. Это позор, потому что, по данным Британской группы по морскому прогнозированию, если бы мы захватили всего 0.1 процента кинетической энергии приливов Земли, этого было бы достаточно для питания всего мира.

Энергия приливов также имеет ряд уникальных преимуществ перед солнечной и ветровой. Например, в отличие от солнца и ветра, приливы действительно работают круглосуточно и без выходных. Приливы почти постоянны, поэтому вы всегда знаете, сколько энергии вы будете генерировать в течение любого дня, что отлично подходит для предсказуемости и планирования. И что наиболее важно для NIMBY, так как приливные фермы находятся на дне океана, они фактически вне поля зрения, вне разума.

Возобновляемые источники энергии старой школы: гидро- и геотермальные.

Вам может показаться странным, что, говоря о возобновляемых источниках энергии, мы не уделяем много внимания некоторым из самых старых и широко распространенных форм возобновляемых источников энергии: гидро- и геотермальной энергии. Что ж, для этого есть веская причина: изменение климата скоро снизит мощность гидроэлектростанций, а геотермальная энергия станет менее экономичной по сравнению с солнечной и ветровой. Но давайте копнем немного глубже.

Большинство мировых гидроэлектростанций питаются от крупных рек и озер, которые сами питаются за счет сезонного таяния ледников с близлежащих горных хребтов и, в меньшей степени, от грунтовых вод из дождливых регионов высоко над уровнем моря. В ближайшие десятилетия изменение климата приведет к сокращению (растаянию или высыханию) количества воды, поступающей из обоих этих источников воды.

Примером этого может служить Бразилия, страна с одним из самых экологически чистых источников энергии в мире, производящая более 75 процентов своей энергии за счет гидроэлектростанций. В последние годы уменьшение количества осадков и усиление засух привели к вызывал регулярные перебои с электричеством (отключения и затемнения) в течение большей части года. Такая уязвимость в энергетике будет становиться все более распространенной с каждым десятилетием, вынуждая страны, которые зависят от гидроэнергетики, вкладывать свои доллары в возобновляемые источники энергии в других местах.

Между тем понятие геотермальной энергии достаточно простое: ниже определенной глубины Земля всегда горячая; просверлите глубокую скважину, вставьте несколько труб, залейте туда воду, соберите поднимающийся горячий пар и используйте этот пар для питания турбины и выработки энергии.

В некоторых странах, таких как Исландия, где они «благословлены» большим количеством вулканов, геотермальная энергия является мощным генератором бесплатной и зеленой энергии — она производит почти 30 процентов электроэнергии Исландии. И в некоторых регионах мира, которые имеют схожие тектонические характеристики, это достойная форма энергии для инвестиций. Но в большинстве других стран строительство геотермальных электростанций стоит дорого, а поскольку солнечная и ветровая энергия с каждым годом дешевеет, геотермальная энергия просто не годится. быть в состоянии конкурировать в большинстве стран.

Подстановочные знаки возобновляемых источников энергии

Противники возобновляемых источников энергии часто говорят, что из-за их ненадежности нам необходимо инвестировать в крупные, устоявшиеся и грязные источники энергии, такие как уголь, нефть и сжиженный природный газ, чтобы обеспечить постоянное количество энергии для удовлетворения наших потребностей. Эти источники энергии называются источниками питания «базовой нагрузки», потому что они традиционно служили основой нашей энергетической системы. Но в некоторых частях мира, особенно в таких странах, как Франция, ядерная энергия была предпочтительным источником энергии для базовой нагрузки.

Атомная энергия была частью мирового энергетического баланса с конца Второй мировой войны. Хотя технически он производит значительное количество энергии с нулевым выбросом углерода, побочные эффекты с точки зрения токсичных отходов, ядерных аварий и распространения ядерного оружия сделали современные инвестиции в ядерную энергетику практически невозможными.

Тем не менее, ядерное оружие — не единственная игра в городе. Есть два новых типа невозобновляемых источников энергии, о которых стоит поговорить: ториевая и термоядерная энергия. Думайте об этом как об атомной энергетике следующего поколения, но более чистой, безопасной и гораздо более мощной.

Торий и термоядерный синтез не за горами?

Ториевые реакторы работают на нитрате тория, ресурсе, которого в четыре раза больше, чем урана. Они также производят гораздо больше энергии, чем реакторы на уране, производят меньше отходов, не могут быть превращены в бомбы оружейного качества и практически не расплавляются. (Посмотрите пятиминутное объяснение ториевых реакторов здесь.)

Между тем, термоядерные реакторы в основном работают на морской воде, а точнее на комбинации изотопов водорода трития и дейтерия. Там, где ядерные реакторы генерируют электричество, расщепляя атомы, термоядерные реакторы берут страницу из учебника нашего солнца и пытаются сплавить атомы вместе. (Посмотрите восьмиминутное объяснение термоядерных реакторов здесь.)

Обе эти технологии выработки энергии должны были появиться на рынке к концу 2040-х годов — слишком поздно, чтобы реально что-то изменить на мировых энергетических рынках, не говоря уже о нашей борьбе с изменением климата. К счастью, это может быть не так долго.

Технология вокруг ториевых реакторов в значительной степени уже существует и активно развивается. преследуемый Китаем. Фактически, они объявили о своих планах построить полностью функционирующий ториевый реактор в течение следующих 10 лет (середина 2020-х годов). Между тем, термоядерная энергетика десятилетиями хронически недофинансировалась, но в последнее время новости от Локхид Мартин указывает на то, что новый термоядерный реактор также может появиться всего через десять лет.

Если какой-либо из этих источников энергии появится в сети в течение следующего десятилетия, это вызовет шок на энергетических рынках. Торий и термоядерная энергетика имеют потенциал для ввода огромного количества чистой энергии в нашу энергосистему быстрее, чем возобновляемые источники энергии, поскольку им не нужно, чтобы мы переделывали существующую энергосистему. И поскольку это капиталоемкие и централизованные формы энергии, они будут очень привлекательными для тех традиционных коммунальных компаний, которые хотят бороться с ростом использования солнечной энергии.

В конце концов, это жеребьевка. Если торий и термоядерный синтез выйдут на коммерческие рынки в течение следующих 10 лет, они могут превзойти возобновляемые источники энергии в качестве будущего энергии. Еще немного, и возобновляемые источники энергии победят. В любом случае, дешевая и обильная энергия – в нашем будущем.

Так как же на самом деле выглядит мир с неограниченной энергией? Мы, наконец, ответим на этот вопрос в шестая часть нашей серии Future of Energy.

БУДУЩЕЕ ЭНЕРГИИ СЕРИЯ ССЫЛКИ

Медленная смерть эры углеродной энергии: будущее энергетики P1

Масло! Триггер эпохи возобновляемых источников энергии: Future of Energy P2

Восстание электромобиля: Будущее энергии P3

Солнечная энергия и рост энергетического интернета: будущее энергетики P4

Наше будущее в мире, изобилующем энергией: Будущее энергетики P6