Obnoviteľné zdroje vs. tórium a fúzne energetické zástupné znaky: Budúcnosť energie P5

 Rovnako ako solárna energia nevyrába energiu 24 hodín denne, 7 dní v týždni, na niektorých miestach sveta v porovnaní s inými nefunguje príliš dobre. Verte mi, že pochádzam z Kanady, sú mesiace, keď takmer nevidíte slnko. V severských krajinách a Rusku je to pravdepodobne oveľa horšie - možno to tiež vysvetľuje veľké množstvo ťažkého kovu a vodky, ktoré si tam užívali.

Ale ako je uvedené v predchádzajúca časť tejto série Future of Energy nie je solárna energia jedinou obnoviteľnou hrou v meste. V skutočnosti existujú rôzne možnosti obnoviteľnej energie, ktorých technológia sa vyvíja rovnako rýchlo ako solárna a ktorých náklady a výstup elektriny (v niektorých prípadoch) prevyšujú solárnu energiu.

Na druhej strane sa budeme baviť aj o tom, čo rád nazývam „divoké obnoviteľné zdroje“. Ide o nové a neuveriteľne výkonné zdroje energie, ktoré produkujú nulové emisie uhlíka, ale ktorých sekundárne náklady na životné prostredie a spoločnosť sa ešte musia preskúmať (a môžu sa ukázať ako škodlivé).

Vo všeobecnosti ide o to, že zatiaľ čo solárna energia sa do polovice storočia stane dominantným zdrojom energie, budúcnosť bude tiež pozostávať z energetického koktailu obnoviteľných zdrojov a zástupných znakov. Začnime teda s obnoviteľnými zdrojmi NIMBY po celom svete nenávidieť s vášňou.

Veterná sila, čo Don Quijote nevedel

Keď odborníci hovoria o obnoviteľnej energii, väčšina z nich sa nachádza vo veterných elektrárňach spolu so solárnou energiou. Dôvod? No, spomedzi všetkých obnoviteľných zdrojov na trhu sú obrie veterné mlyny najviditeľnejšie – trčia ako boľavé palce pozdĺž polí farmárov a izolovaných (a nie príliš izolovaných) výhľadov na pobrežie v mnohých častiach sveta.

Ale zatiaľ čo a vokálny obvod nenávidí, v niektorých častiach sveta spôsobujú revolúciu v energetickom mixe. Je to preto, že zatiaľ čo niektoré krajiny sú požehnané slnkom, iné majú vietor a veľa. Čo bolo kedysi mrzutosť ničiaca dáždniky, okenice a ničenie vlasov sa kultivovala (najmä za posledných päť až sedem rokov) na elektráreň v oblasti výroby obnoviteľnej energie.

Vezmite si napríklad severské krajiny. Veterná energia rastie vo Fínsku a Dánsku tak rýchlo, že požierajú ziskové marže svojich uhoľných elektrární. To sú mimochodom uhoľné elektrárne, ktoré mali tieto krajiny chrániť pred „nespoľahlivou“ obnoviteľnou energiou. Teraz Dánsko a Fínsko plánujú vyradiť tieto elektrárne, 2,000 megawattov špinavej energie, zo systému. by 2030.

Ale to nie je všetko, ľudia! Dánsko sa tak rozbilo na veternej energii, že plánuje do roku 2030 úplne vyradiť uhlie a previesť celú svoju ekonomiku na obnoviteľnú energiu (väčšinou z vetra) by 2050. Medzitým nové návrhy veterných mlynov (napr. jeden, dva) neustále vychádzajú, čo by mohlo spôsobiť revolúciu v tomto odvetví a potenciálne zatraktívniť veternú energiu pre krajiny bohaté na slnko ako pre krajiny bohaté na vietor.

Pestovanie vĺn

Súvisí s veternými mlynmi, no je pochovaná hlboko pod morom, je to tretia najviac medializovaná forma obnoviteľnej energie: prílivová energia. Prílivové mlyny vyzerajú podobne ako veterné mlyny, ale namiesto toho, aby zbierali energiu z vetra, zbierajú energiu z prílivu a odlivu oceánu.

Prílivové farmy nie sú ani zďaleka také populárne a ani nepriťahujú toľko investícií, ako je solárna a veterná energia. Z tohto dôvodu nebude prílivová spoločnosť nikdy hlavným hráčom v mixe obnoviteľných zdrojov mimo niekoľkých krajín, ako je Spojené kráľovstvo. To je škoda, pretože podľa britského panelu Marine Foresight Panel, ak by sme zachytili len 0.1 percenta kinetickej energie prílivu a odlivu Zeme, stačilo by to na napájanie sveta.

Prílivová energia má oproti slnečnej a veternej aj niektoré jedinečné výhody. Napríklad na rozdiel od slnka a vetra, príliv a odliv skutočne beží 24 hodín denne, 7 dní v týždni. Príliv a odliv je takmer konštantný, takže vždy viete, koľko energie vygenerujete počas daného dňa – skvelé pre predvídateľnosť a plánovanie. A čo je najdôležitejšie pre NIMBY tam vonku, keďže prílivové farmy sedia na dne oceánu, sú v skutočnosti mimo dohľadu, mimo mysle.

Obnoviteľné zdroje zo starej školy: vodné a geotermálne

Možno si myslíte, že je zvláštne, že keď hovoríme o obnoviteľných zdrojoch energie, nevenujeme veľa vysielacieho času niektorým z najstarších a najrozšírenejších foriem obnoviteľných zdrojov: hydro a geotermálnej. Existuje na to dobrý dôvod: Klimatické zmeny čoskoro narušia výkon vodnej energie, zatiaľ čo geotermálna energia bude v porovnaní so solárnou a veternou energiou menej hospodárna. Poďme však trochu hlbšie.

Väčšinu svetových vodných elektrární napájajú veľké rieky a jazerá, ktoré sú napájané sezónnym topením ľadovcov z blízkych pohorí a v menšej miere aj podzemnou vodou z daždivých oblastí vysoko nad morom. Počas nadchádzajúcich desaťročí má zmena klímy znížiť (roztopiť alebo vyschnúť) množstvo vody, ktorá pochádza z oboch týchto vodných zdrojov.

Príkladom toho je Brazília, krajina s jedným z najzelenších energetických mixov na svete, ktorý vyrába viac ako 75 percent svojej energie z vodnej energie. V posledných rokoch došlo k zníženiu zrážok a zvýšeniu sucha spôsobovali pravidelné výpadky elektriny (hnedé a výpadky prúdu) počas veľkej časti roka. Takáto energetická zraniteľnosť bude s každým ďalším desaťročím oveľa bežnejšia, čo núti krajiny, ktoré sú závislé od vodnej energie, investovať svoje obnoviteľné doláre inde.

Medzitým je pojem geotermálnej energie dostatočne základný: pod určitou hĺbkou je Zem vždy horúca; vyvŕtajte hlbokú dieru, vložte do nej nejaké potrubie, nalejte vodu, zozbierajte horúcu paru, ktorá stúpa, a použite túto paru na pohon turbíny a výrobu energie.

V niektorých krajinách, ako je Island, kde sú „požehnané“ veľkým počtom sopiek, je geotermálna energia obrovským generátorom voľnej a zelenej energie – vyrába takmer 30 percent energie Islandu. A vo vybraných oblastiach sveta, ktoré majú podobné tektonické vlastnosti, je to forma energie, do ktorej sa oplatí investovať. Ale väčšinou všade inde je výstavba geotermálnych elektrární drahá a so slnečnými a veternými klesajúcimi cenami každý rok, geotermálna energia jednoducho nebude byť schopný konkurovať vo väčšine krajín.

Zástupný znak obnoviteľných zdrojov

Odporcovia obnoviteľných zdrojov často hovoria, že kvôli ich nespoľahlivosti musíme investovať do veľkých, zavedených a špinavých zdrojov energie – ako je uhlie, ropa a skvapalnený zemný plyn – aby sme zabezpečili konzistentné množstvo energie na uspokojenie našich potrieb. Tieto zdroje energie sa označujú ako „základné“ zdroje energie, pretože tradične slúžili ako chrbtica nášho energetického systému. Ale v niektorých častiach sveta, najmä v krajinách ako Francúzsko, je jadrová energia preferovaným zdrojom energie pri základnom zaťažení.

Jadrová energia je súčasťou svetového energetického mixu od konca XNUMX. svetovej vojny. Hoci technicky produkuje značné množstvo energie s nulovými emisiami uhlíka, vedľajšie účinky v podobe toxického odpadu, jadrových nehôd a šírenia jadrových zbraní takmer znemožnili moderné investície do jadrovej energie.

To znamená, že jadrová hra nie je jedinou hrou v meste. Existujú dva nové typy neobnoviteľných zdrojov energie, o ktorých sa oplatí hovoriť: tórium a fúzna energia. Predstavte si ich ako jadrovú energiu novej generácie, ale čistejšiu, bezpečnejšiu a oveľa výkonnejšiu.

Tórium a fúzia za rohom?

Tóriové reaktory fungujú na dusičnane tóriu, ktorý je štyrikrát bohatší ako urán. Vyrábajú tiež oveľa viac energie ako reaktory poháňané uránom, produkujú menej odpadu, nedajú sa premeniť na bomby na zbrane a sú prakticky odolné voči roztaveniu. (Pozrite si päťminútové vysvetlenie tóriových reaktorov tu.)

Medzitým fúzne reaktory v podstate bežia na morskej vode - alebo presnejšie na kombinácii vodíkových izotopov trícia a deutéria. Tam, kde jadrové reaktory generujú elektrinu štiepením atómov, fúzne reaktory vyňali stránku z príručky nášho slnka a pokúšajú sa spojiť atómy dohromady. (Pozrite si osemminútové vysvetlenie fúznych reaktorov tu.)

Obe tieto technológie na výrobu energie mali prísť na trh koncom 2040. rokov XNUMX. storočia – príliš neskoro na to, aby skutočne zmenili svetové trhy s energiou, nehovoriac o našom boji proti klimatickým zmenám. Našťastie to nemusí platiť príliš dlho.

Technológia okolo tóriových reaktorov už z veľkej časti existuje a aktívne sa rozvíja prenasledovaný Čínou. V skutočnosti oznámili svoje plány postaviť plne funkčný tóriový reaktor v priebehu nasledujúcich 10 rokov (polovica 2020. rokov). Energia jadrovej syntézy je medzitým už desaťročia chronicky nedostatočne financovaná, no nedávno správy od Lockheed Martin naznačuje, že nový fúzny reaktor môže byť vzdialený len desať rokov.

Ak sa niektorý z týchto zdrojov energie dostane do režimu online v priebehu nasledujúceho desaťročia, spôsobí to otrasy cez energetické trhy. Energia z tória a jadrovej syntézy má potenciál zaviesť obrovské množstvo čistej energie do našej energetickej siete rýchlejšie ako obnoviteľné zdroje, pretože nebudú potrebovať, aby sme prepojili existujúcu elektrickú sieť. A keďže ide o kapitálovo náročné a centralizované formy energie, budú veľmi atraktívne pre tradičné energetické spoločnosti, ktoré chcú bojovať proti rastu solárnej energie.

Na konci dňa je to prehadzovanie. Ak tórium a fúzia vstúpia na komerčné trhy v priebehu nasledujúcich 10 rokov, mohli by predbehnúť obnoviteľné zdroje ako budúcnosť energie. Ešte dlhšie a obnoviteľné zdroje zvíťazia. Či tak alebo onak, lacná a bohatá energia je v našej budúcnosti.

Ako teda v skutočnosti vyzerá svet s neobmedzenou energiou? Nakoniec na túto otázku odpovieme šiesta časť našej série Future of Energy.

BUDÚCNOSŤ ODKAZOV ENERGETICKEJ SÉRIE

Pomalá smrť éry uhlíkovej energie: Budúcnosť energie P1

Olej! Spúšťač éry obnoviteľných zdrojov: Budúcnosť energie P2

Vzostup elektromobilu: Budúcnosť energie P3

Solárna energia a vzostup energetického internetu: Budúcnosť energie P4

Naša budúcnosť vo svete plnom energie: Future of Energy P6