Obnovljivi viri v primerjavi z nadomestnimi znaki torija in fuzijske energije: prihodnost energije P5

 Tako kot sonce ne ustvarja energije 24 ur na dan, 7 dni v tednu, tudi ponekod po svetu ne deluje preveč dobro v primerjavi z drugimi. Verjemite mi, prihajam iz Kanade, v nekaterih mesecih komaj vidiš sonce. Verjetno je veliko slabše v nordijskih državah in Rusiji – morda to pojasnjuje tudi precejšnjo količino težke kovine in vodke, ki se tam uživa.

Toda kot je navedeno v prejšnji del te serije Future of Energy sončna energija ni edina obnovljiva igra v mestu. Pravzaprav obstaja vrsta možnosti za obnovljivo energijo, katerih tehnologija se razvija tako hitro kot sončna energija in katerih stroški in proizvodnja električne energije (v nekaterih primerih) premagajo sončno.

Po drugi strani pa bomo govorili tudi o tem, čemur jaz rad rečem »obnovljivi viri z nadomestnimi znaki«. To so novi in ​​neverjetno močni viri energije, ki proizvajajo ničelne emisije ogljika, vendar je treba njihove sekundarne stroške za okolje in družbo še preučiti (in se lahko izkažejo za škodljive).

Skratka, bistvo, ki ga bomo tukaj raziskali, je, da čeprav bo sončna energija do sredine stoletja postala prevladujoč vir energije, bo prihodnost prav tako sestavljena iz energetskega koktajla obnovljivih virov in nadomestnih znakov. Začnimo torej z obnovljivim virom NIMBY-ji po vsem svetu sovražijo s strastjo.

Vetrna energija, česar Don Kihot ni vedel

Ko strokovnjaki govorijo o obnovljivih virih energije, večina vetrnih elektrarn prišteje k sončni. Razlog? No, med vsemi obnovljivimi viri energije na trgu so velikanske elektrarne na veter najbolj vidne – štrlijo kot vneti palci vzdolž kmečkih polj in osamljenih (in ne tako izoliranih) pogledov na morje v mnogih delih sveta.

Toda medtem ko a glasovno volilno enoto sovraži, v nekaterih delih sveta revolucionirajo energetsko mešanico. To je zato, ker medtem ko so nekatere države blagoslovljene s soncem, imajo druge veter in še veliko tega. Kar je bilo nekoč uničevanje dežnikov, zapiranje oken in uničevanje pričeske se je razvila (zlasti v zadnjih petih do sedmih letih) v elektrarno proizvodnje obnovljive energije.

Vzemimo za primer nordijske države. Energija vetra na Finskem in Danskem raste tako hitro, da odžirata stopnje dobička svojih elektrarn na premog. To so mimogrede elektrarne na premog, ki naj bi te države zaščitile pred »nezanesljivimi« obnovljivimi viri energije. Zdaj nameravata Danska in Finska te elektrarne, 2,000 megavatov umazane energije, umakniti iz sistema. z 2030.

Ampak to še ni vse, ljudje! Danska je postala tako prestrašena glede vetrne energije, da namerava do leta 2030 popolnoma opustiti premog in celotno gospodarstvo preusmeriti na obnovljivo energijo (večinoma iz vetra). z 2050. Medtem so nove zasnove mlinov na veter (npr. ena, dva), ki bi lahko revolucionirali industrijo in potencialno naredili vetrno energijo tako privlačno za države, bogate s soncem, kot za države, bogate z vetrom.

Gojenje valov

Povezana z mlini na veter, vendar globoko pod morjem, je tretja najbolj razglašena oblika obnovljive energije: plimovanje. Mlini za plimovanje so videti podobni mlinom na veter, vendar namesto iz vetra zbirajo energijo iz oceanskih plim.

Plimne farme niso niti približno tako priljubljene, niti ne pritegnejo toliko naložb, kot so sončna energija in veter. Iz tega razloga tidal nikoli ne bo pomemben akter v mešanici obnovljivih virov energije zunaj nekaj držav, kot je Združeno kraljestvo. To je škoda, saj bi po mnenju UK Marine Foresight Panel, če bi zajeli samo 0.1 odstotka Zemljine kinetične energije plimovanja, to zadostovalo za napajanje sveta.

Energija plimovanja ima tudi nekaj edinstvenih prednosti pred soncem in vetrom. Na primer, za razliko od sonca in vetra, plimovanje res deluje 24/7. Plimovanje je skoraj konstantno, tako da vedno veste, koliko energije boste proizvedli v določenem dnevu – odlično za predvidljivost in načrtovanje. In kar je najpomembneje za NIMBY tam zunaj, ker so farme plimovanja na dnu oceana, dejansko izginule iz vida, brez misli.

Obnovljivi viri stare šole: hidro in geotermalna energija

Morda se vam zdi nenavadno, da ko govorimo o obnovljivih virih energije, ne posvečamo veliko časa nekaterim najstarejšim in najbolj razširjenim oblikam obnovljivih virov energije: hidro in geotermalni energiji. No, za to obstaja dober razlog: podnebne spremembe bodo kmalu zmanjšale izhodno moč hidroelektrarn, medtem ko bo geotermalna energija postala manj ekonomična v primerjavi s sončno in vetrno energijo. Toda poglobimo se malo globlje.

Večino hidroelektrarn na svetu napajajo velike reke in jezera, ki se napajajo iz sezonskega taljenja ledenikov iz bližnjih gorskih verig in v manjši meri iz podtalnice iz deževnih območij visoko nad morsko gladino. V prihodnjih desetletjih bodo podnebne spremembe zmanjšale (stalile ali izsušile) količino vode, ki prihaja iz obeh vodnih virov.

Primer tega lahko vidimo v Braziliji, državi z eno najbolj zelenih energetskih mešanic na svetu, ki več kot 75 odstotkov svoje energije proizvede iz hidroelektrarne. V zadnjih letih se je zmanjšala količina padavin in povečala suša povzročil redne izpade električne energije (zatemnitve in zatemnitve) večji del leta. Takšne energetske ranljivosti bodo z vsakim desetletjem postale veliko pogostejše, zaradi česar bodo države, ki so odvisne od hidroelektrarn, prisiljene vlagati svoje dolarje v obnovljive vire drugam.

Medtem je koncept geotermalne energije dovolj osnoven: pod določeno globino je Zemlja vedno vroča; izvrtajte globoko luknjo, spustite nekaj cevi, nalijte vodo, zberite vročo paro, ki se dviga, in uporabite to paro za pogon turbine in ustvarjanje energije.

V nekaterih državah, kot je Islandija, kjer so »blagoslovljeni« z velikim številom vulkanov, je geotermalna energija ogromen generator brezplačne in zelene energije – proizvede skoraj 30 odstotkov islandske energije. In na izbranih območjih sveta s podobnimi tektonskimi značilnostmi je to oblika energije, ki se splača vlagati. Toda povsod drugje je gradnja geotermalnih elektrarn draga in ker se cena sonca in vetra vsako leto niža, geotermalna energija preprosto ne bo lahko tekmujejo v večini držav.

Obnovljivi viri z nadomestnimi znaki

Nasprotniki obnovljivih virov energije pogosto pravijo, da moramo zaradi njihove nezanesljivosti vlagati v velike, uveljavljene in umazane vire energije, kot so premog, nafta in utekočinjeni zemeljski plin, da zagotovimo dosledne količine energije za zadovoljevanje naših potreb. Ti viri energije se imenujejo "baseload" viri energije, ker so tradicionalno služili kot hrbtenica našega energetskega sistema. Toda v nekaterih delih sveta, zlasti v državah, kot je Francija, je bila jedrska energija izbrani osnovni vir energije.

Jedrska energija je del svetovne energetske mešanice od konca druge svetovne vojne. Čeprav tehnično proizvaja precejšnjo količino energije brez ogljika, so stranski učinki v smislu strupenih odpadkov, jedrskih nesreč in širjenja jedrskega orožja naredili sodobne naložbe v jedrsko energijo skoraj nemogoče.

Kljub temu jedrska energija ni edina igra v mestu. Obstajata dve novi vrsti neobnovljivih virov energije, o katerih je vredno govoriti: torij in fuzijska energija. Zamislite jih kot jedrsko energijo naslednje generacije, vendar čistejšo, varnejšo in veliko močnejšo.

Torij in fuzija za vogalom?

Torijevi reaktorji delujejo na torijevem nitratu, viru, ki ga je štirikrat več kot urana. Prav tako ustvarijo veliko več energije kot reaktorji na uran, proizvedejo manj odpadkov, ni jih mogoče spremeniti v bombe za orožje in so praktično odporne na taljenje. (Oglejte si petminutno razlago torijevih reaktorjev tukaj.)

Medtem pa fuzijski reaktorji v bistvu delujejo na morsko vodo - ali če smo natančni, kombinacija vodikovih izotopov tritija in devterija. Če jedrski reaktorji proizvajajo elektriko s cepljenjem atomov, fuzijski reaktorji vzamejo stran iz knjige našega sonca in poskušajo zliti atome skupaj. (Oglejte si osemminutno razlago fuzijskih reaktorjev tukaj.)

Obe tehnologiji za pridobivanje energije naj bi prišli na trg v poznih 2040. letih prejšnjega stoletja – veliko prepozno, da bi resnično vplivali na svetovne energetske trge, kaj šele naš boj proti podnebnim spremembam. Na srečo morda ne bo tako predolgo.

Tehnologija okoli torijevih reaktorjev v veliki meri že obstaja in se aktivno razvija zasleduje Kitajska. Pravzaprav so objavili svoje načrte za izgradnjo popolnoma delujočega torijevega reaktorja v naslednjih 10 letih (sredi 2020-ih). Medtem je bila fuzijska energija desetletja kronično premalo financirana, a nedavno novice podjetja Lockheed Martin kaže, da bo do novega fuzijskega reaktorja morda le še desetletje.

Če bo kateri koli od teh virov energije prišel na trg v naslednjem desetletju, bo povzročil udarne valove na energetskih trgih. Torijeva in fuzijska energija imata potencial za uvedbo ogromnih količin čiste energije v naše energetsko omrežje hitreje kot obnovljivi viri energije, saj ne bosta potrebovali, da ponovno povežemo obstoječe električno omrežje. In ker so to kapitalsko intenzivne in centralizirane oblike energije, bodo zelo privlačne za tista tradicionalna komunalna podjetja, ki se želijo boriti proti rasti sončne energije.

Na koncu dneva je to žrebanje. Če bosta torij in fuzija vstopila na komercialne trge v naslednjih 10 letih, bi lahko prehitela obnovljive vire energije kot prihodnost energije. Še dlje od tega in obnovljivi viri bodo zmagali. Kakor koli že, poceni in izdatna energija je v naši prihodnosti.

Kako torej v resnici izgleda svet z neomejeno energijo? Končno odgovorimo na to vprašanje v šesti del naše serije Future of Energy.

PRIHODNOST POVEZAV SERIJE ENERGIJE

Počasna smrt dobe ogljične energije: prihodnost energije P1

Olje! Sprožilec dobe obnovljivih virov energije: prihodnost energije P2

Vzpon električnega avtomobila: prihodnost energije P3

Sončna energija in vzpon energetskega interneta: prihodnost energije P4

Naša prihodnost v svetu, polnem energije: Prihodnost energije P6