Ngritja e makinës elektrike: E ardhmja e Energjisë P3

Makina juaj - ndikimi i saj në botën ku jetoni do të jetë shumë më i madh nga sa prisni. 

Nëse lexoni pjesën e fundit me vaj të kësaj serie Future of Energy, do të vini bast se ky këst i tretë do të mbulonte ngritjen e energjisë diellore si forma e re dominuese e energjisë në botë. Epo, e keni gabim paksa: ne do ta mbulojmë këtë pjesa e katërt. Në vend të kësaj, ne zgjodhëm të mbulonim së pari biokarburantet dhe makinat elektrike, sepse shumica e flotës botërore të transportit (p.sh. makina, kamionë, anije, aeroplanë, kamionë përbindësh, etj.) funksionojnë me gaz dhe kjo është e gjithë arsyeja që nafta e papërpunuar ka në botë. fyt. Hiqni gazin nga ekuacioni dhe e gjithë bota ndryshon.

Sigurisht, largimi nga gazi (dhe së shpejti edhe motori me djegie) është më i lehtë të thuhet sesa të bëhet. Por nëse lexoni deri në fundin dëshpërues të Pjesa e dyte, do të mbani mend se shumica e qeverive botërore nuk do të kenë shumë zgjedhje në këtë çështje. E thënë thjesht, vazhdimi i drejtimit të një ekonomie me një burim energjie gjithnjë e më të paqëndrueshme dhe të pakët - nafta e papërpunuar - do të bëhet ekonomikisht dhe politikisht e paqëndrueshme midis 2025-2035. Për fat të mirë, ky tranzicion gjigant mund të jetë më i lehtë nga sa mendojmë.

Marrëveshja e vërtetë pas biokarburanteve

Makinat elektrike janë e ardhmja e transportit—dhe ne do ta eksplorojmë këtë të ardhme në gjysmën e dytë të këtij artikulli. Por me mbi një miliard makina në rrugë globale, zëvendësimi i asaj flote automjetesh me automjete elektrike mund të zgjasë një deri në dy dekada. Nuk kemi një kohë të tillë. Nëse bota do të heqë dorë nga varësia e saj ndaj naftës, ne do të duhet të gjejmë burime të tjera karburanti që mund të përdorin automjetet tona me djegie aktuale për një dekadë apo më shumë derisa elektriciteti të marrë pushtetin. Këtu hyjnë biokarburantet.

Kur vizitoni pompën, me të vërtetë keni vetëm mundësinë e mbushjes me gaz, gaz më të mirë, gaz premium ose naftë. Dhe ky është një problem për librin tuaj të xhepit—një nga arsyet pse nafta është kaq e shtrenjtë është se ajo ka pothuajse monopolin e pikave të karburantit që njerëzit përdorin në pjesën më të madhe të botës. Nuk ka konkurrencë.

Megjithatë, biokarburantet mund të jenë ajo konkurrencë. Imagjinoni një të ardhme ku të shihni etanol, ose një hibrid etanol-gaz, apo edhe opsione të karikimit elektrik herën tjetër kur të futeni në pompë. Ajo e ardhme tashmë ekziston në Brazil. 

Brazili prodhon sasi masive të etanolit nga kallam sheqeri. Kur brazilianët shkojnë në pompë, ata kanë një zgjedhje për të mbushur me gaz ose etanol ose një shumëllojshmëri përzierjesh të tjera në mes. Rezultati? Gati pavarësi e plotë nga nafta e huaj, çmimet më të lira të gazit dhe një ekonomi në lulëzim - në fakt, mbi 40 milionë brazilianë u zhvendosën në klasën e mesme midis 2003 dhe 2011, kur industria e biokarburanteve të vendit u ngrit. 

"Por prisni," thoni ju, "biokarburantet kanë nevojë për makina me karburant fleksibël për t'i drejtuar ato. Ashtu si elektrike, do të duheshin dekada për të zëvendësuar makinat në botë me makina me karburant fleksibël.' Në fakt, jo me të vërtetë. Një sekret i vogël i ndyrë brenda industrisë së automobilave është se pothuajse të gjitha makinat e ndërtuara që nga viti 1996 mund të shndërrohen në makina me karburant për vetëm 150 dollarë. Nëse jeni të interesuar të konvertoni makinën tuaj, shikoni këto lidhje: një dy.

"Por prisni," thoni ju përsëri, "rritja e bimëve për të bërë etanol do të rrisë koston e ushqimit!" Në kundërshtim me besimin publik (besimet e ndara zyrtarisht nga ky shkrimtar), etanoli nuk e zëvendëson prodhimin e ushqimit. Në fakt, nënprodukti i shumicës së prodhimit të etanolit është ushqimi. Për shembull, pjesa më e madhe e misrit të rritur në Amerikë nuk është rritur fare për njerëzit, është rritur për ushqim për kafshët. Dhe një nga ushqimet më të mira të kafshëve është 'drithi i distiluesve', i bërë nga misri, por i prodhuar së pari përmes procesit të fermentimit-distilimit - nënprodukti është (e keni marrë me mend) etanoli DHE drithërat distilues.

Sjellja e zgjedhjes në pompën e gazit

Nuk është domosdoshmërisht ushqim kundër karburantit, mund të jetë ushqim dhe shumë karburant. Pra, le t'i hedhim një vështrim të shpejtë karburanteve të ndryshme bio dhe alternative që do të shohim të dalin në treg me një hakmarrje nga mesi i viteve 2020:

etanol. Etanoli është alkool, i prodhuar nga fermentimi i sheqernave dhe mund të bëhet nga një shumëllojshmëri speciesh bimore si gruri, misri, kallam sheqeri, madje edhe bimë të çuditshme si kaktusi. Në përgjithësi, etanoli mund të prodhohet në shkallë duke përdorur shumicën e çdo bime që është më e përshtatshme për një vend për t'u rritur. 

Metanol. Ekipet e makinave të garave dhe të garave zvarritëse kanë përdorur metanol për dekada. Por pse? Epo, ai ka një vlerësim oktani ekuivalent më të lartë (~ 113) se gazi premium (~ 93), ofron raporte më të mira të kompresimit dhe kohën e ndezjes, digjet shumë më pastër se benzina dhe në përgjithësi është një e treta e çmimit të benzinës standarde. Dhe si i bëni këto gjëra? Duke përdorur H2O dhe dioksid karboni - pra ujë dhe ajër, që do të thotë se mund ta bëni këtë karburant me çmim të ulët kudo. Në fakt, metanoli mund të krijohet duke përdorur dioksid karboni të ricikluar nga industria në rritje e gazit natyror në botë, madje edhe me biomasë të ricikluar (dmth. mbeturinat e krijuara nga pyjet, bujqësia, madje edhe mbetjet e qytetit). 

Biomasa e mjaftueshme prodhohet çdo vit në Amerikë për të prodhuar metanol të mjaftueshëm për të mbuluar gjysmën e makinave në SHBA me dy dollarë për gallon, krahasuar me katër ose pesë që përdorin benzinë. 

alga. Mjaft e çuditshme, bakteret, veçanërisht cyanobacteria, mund të fuqizojë makinën tuaj të ardhshme. Këto baktere ushqehen nga fotosinteza dhe dioksidi i karbonit, kryesisht dielli dhe ajri, dhe mund të shndërrohen lehtësisht në biokarburant. Me pak inxhinieri gjenetike, shkencëtarët shpresojnë që një ditë të kultivojnë sasi masive të këtyre baktereve në vazo gjigante të jashtme. Gjëja kryesore është se meqenëse këto baktere ushqehen me dioksid karboni, sa më shumë të rriten, aq më shumë pastrojnë edhe mjedisin tonë. Kjo do të thotë që fermerët e ardhshëm të baktereve mund të fitojnë para nga sasia e biokarburanteve që shesin dhe sasia e dioksidit të karbonit që thith nga atmosfera.

Makinat elektrike janë tashmë këtu dhe tashmë të mrekullueshme

Automjetet elektrike, ose EV, janë bërë pjesë e kulturës pop falë Elon Musk dhe kompanisë së tij, Tesla Motors. Tesla Roadster, dhe Modeli S në veçanti, kanë vërtetuar se EV-të nuk janë vetëm makina më e gjelbër që mund të blini, por edhe makina më e mirë për të vozitur. Model S fitoi 2013 "Motor Trend Makina e Vitit" dhe Automobile Magazine 2013 "Makina e Vitit". Kompania dëshmoi se EV-të mund të jenë një simbol statusi, si dhe një lider në inxhinierinë dhe dizajnin e automobilave.

Por e gjithë kjo puthje e Teslës mënjanë, realiteti është se për të gjithë shtypin që Tesla dhe modelet e tjera EV kanë komanduar vitet e fundit, ato ende përfaqësojnë vetëm më pak se një për qind të tregut global të makinave. Arsyet pas kësaj rritjeje të ngadaltë përfshijnë mungesën e përvojës publike në drejtimin e automjeteve elektrike, kostot më të larta të komponentëve EV dhe prodhimit (pra një çmim i lartë në përgjithësi) dhe mungesën e infrastrukturës së rimbushjes. Këto mangësi janë të konsiderueshme, por ato nuk do të zgjasin shumë.

Kostoja e prodhimit të makinave dhe bateritë elektrike të vendosura për t'u rrëzuar

Deri në vitet 2020, një mori teknologjish do të vijnë në internet për të ulur kostot e prodhimit të automjeteve, veçanërisht të EV. Për të filluar, le të marrim makinën tuaj mesatare: rreth tre të pestat e të gjithë karburantit tonë të lëvizshmërisë shkon në makina dhe dy të tretat e atij karburanti përdoren për të kapërcyer peshën e makinës për ta shtyrë përpara. Kjo është arsyeja pse çdo gjë që mund të bëjmë për t'i bërë makinat më të lehta jo vetëm që do t'i bëjë ato më të lira, por gjithashtu do t'i ndihmojë ato të përdorin më pak karburant (qoftë gaz apo energji elektrike).

Ja çfarë është në plan: nga mesi i viteve 2020, prodhuesit e makinave do të fillojnë t'i bëjnë të gjitha makinat nga fibra karboni, një material që është vite dritë më i lehtë dhe më i fortë se alumini. Këto makina më të lehta do të jenë në gjendje të funksionojnë me motorë më të vegjël dhe të mbajnë të njëjtën performancë. Makinat më të lehta do ta bëjnë gjithashtu më të zbatueshëm përdorimin e baterive elektrike mbi motorët me djegie, pasi teknologjia aktuale e baterive do të jetë në gjendje të fuqizojë këto automjete më të lehta deri në makinat me gaz.

Sigurisht, kjo nuk është duke llogaritur përparimet e pritshme në teknologjinë e baterive, dhe djali do të ketë shumë. Kostoja, madhësia dhe kapaciteti i ruajtjes së baterive EV është përmirësuar me një klip të shpejtë prej vitesh dhe teknologjitë e reja po vijnë në internet gjatë gjithë kohës për t'i përmirësuar ato. Për shembull, deri në vitin 2020, ne do të shohim prezantimin e superkondensatorë me bazë grafeni. Këta superkondensatorë do të lejojnë bateritë EV që jo vetëm janë më të lehta dhe më të holla, por gjithashtu do të mbajnë më shumë energji dhe do ta lëshojnë atë më shpejt. Kjo do të thotë që makinat të jenë më të lehta, më të lira dhe të përshpejtojnë më shpejt. Ndërkohë, deri në vitin 2017, Tesla's Gigafactory do të fillojë prodhimin e baterive EV në shkallë të madhe, duke ulur potencialisht kostot e baterive EV me 30 përqind deri në vitin 2020.

Këto risi në përdorimin e fibrave të karbonit dhe teknologjisë ultra-efikase të baterive do t'i sjellin kostot e EV-ve në të njëjtin nivel me automjetet tradicionale me motor me djegie, dhe përfundimisht shumë më poshtë se automjetet me djegie - siç do të shohim.

Qeveritë botërore hyjnë për të përshpejtuar tranzicionin

Ulja e çmimit të EV-ve nuk do të thotë domosdoshmërisht një pasuri e shitjeve të EV. Dhe ky është një problem nëse qeveritë botërore janë serioze për të shmangur kolapsin e ardhshëm ekonomik (përvijuar në Pjesa e dyte). Kjo është arsyeja pse një nga taktikat më të mira që qeveritë mund të zbatojnë për të ulur konsumin e gazit dhe për të ulur çmimin në pompë është promovimi i adoptimit të automjeteve elektrike. Ja se si qeveritë mund ta bëjnë këtë:

Një nga pengesat më të mëdha për adoptimin e EV është frika e shumë konsumatorëve për t'u ngecur pa lëngje ndërsa janë në rrugë, shumë larg nga një stacion karikimi. Për të trajtuar këtë vrimë të infrastrukturës, qeveritë do të mandatojnë instalimin e infrastrukturës së rimbushjes së automjeteve elektrike në të gjitha stacionet ekzistuese të karburantit, madje duke përdorur subvencione në disa raste për të përshpejtuar procesin. Prodhuesit e automjeteve elektrike ka të ngjarë të përfshihen në këtë ndërtim të infrastrukturës, pasi ajo përfaqëson një rrjedhë të re dhe fitimprurëse të ardhurash që mund të vidhet nga kompanitë ekzistuese të naftës.

Qeveritë vendore do të fillojnë të përditësojnë aktet nënligjore të ndërtesave, duke detyruar që të gjitha shtëpitë të kenë priza për karikimin e automjeteve elektrike. Për fat të mirë, kjo tashmë po ndodh: Kalifornia miratoi një ligj duke kërkuar që të gjitha parkingjet dhe banesat e reja të përfshijnë infrastrukturën e karikimit të EV. Në Kinë, qyteti i Shenzhen legjislacionin e miratuar duke u kërkuar ndërtuesve të apartamenteve dhe apartamenteve që të ndërtojnë priza/stacione karikimi në çdo vend parkimi. Ndërkohë, Japonia tani ka më shumë pika të karikimit të shpejtë (40,000) sesa stacionet e karburantit (35,000). Përfitimi tjetër i këtij investimi në infrastrukturë është se ai do të përfaqësojë mijëra vende të reja pune, jo të eksportueshme në çdo vend që e miraton atë.

Ndërkohë, qeveritë gjithashtu mund të stimulojnë drejtpërdrejt blerjen e automjeteve elektrike. Norvegjia, për shembull, është një nga importuesit më të mëdhenj të Teslës në botë. Pse? Për shkak se qeveria norvegjeze u ofron pronarëve të automjeteve elektrike akses falas në korsitë e vozitjes pa mbingarkesë (p.sh. korsinë e autobusëve), parkim publik falas, përdorim falas të rrugëve me pagesë, një tarifë regjistrimi vjetore të hequr, përjashtim nga taksat e shitjes dhe zbritje të tatimit mbi të ardhurat. Po, e di mirë! Edhe pse Tesla Model S është një makinë luksoze, këto stimuj e bëjnë blerjen e Teslas pothuajse të barabartë me zotërimin e një makine tradicionale.

Qeveritë e tjera mund të ofrojnë lehtësisht stimuj të ngjashëm, në mënyrë ideale që skadojnë pasi EV-të arrijnë një prag të caktuar të pronësisë totale kombëtare të makinave (si 40 përqind) për të përshpejtuar tranzicionin. Dhe pasi EV-të përfundimisht përfaqësojnë pjesën më të madhe të flotës së automjeteve të publikut, një taksë e mëtejshme e karbonit mund të aplikohet për pronarët e mbetur të makinave me motor me djegie për të inkurajuar përmirësimin e tyre në fund të lojës në EV.

Në këtë mjedis, qeveritë natyrisht do të ofrojnë subvencione për kërkime në avancimin e EV dhe prodhimin e EV. Nëse gjërat bëhen leshore dhe nevojiten masa më ekstreme, qeveritë mund të mandatojnë gjithashtu prodhuesit e makinave që të zhvendosin një përqindje më të lartë të prodhimit të tyre në EV, ose madje të mandatojnë prodhimin vetëm për EV. (Mandate të tilla ishin jashtëzakonisht efektive gjatë Luftës së Dytë Botërore.)

Të gjitha këto opsione mund të përshpejtojnë tranzicionin nga automjetet me djegie në ato elektrike me dekada, duke reduktuar varësinë në mbarë botën nga nafta, duke krijuar miliona vende të reja pune dhe duke u kursyer qeverive miliarda dollarë (që përndryshe do të shpenzoheshin për importet e naftës bruto) që mund të investoheshin diku tjetër. .

Për një kontekst të shtuar, sot në botë ka rreth dy e mbi një miliard makina. Prodhuesit e automjeteve në përgjithësi prodhojnë 100 milionë makina çdo vit, kështu që në varësi të asaj se sa agresivisht e ndjekim kalimin në EV, do të duheshin vetëm një deri në dy dekada për të zëvendësuar mjaft makina në botë për të rindezur ekonominë tonë të ardhshme.

Një bum pas pikës së kthesës

Sapo EV-të të arrijnë një pikë kthese në pronësi për publikun e gjerë, afërsisht 15 përqind, rritja e EV-ve do të bëhet e pandalshme. EV-të janë shumë më të sigurta, kushtojnë shumë më pak për t'u mirëmbajtur dhe nga mesi i viteve 2020 do të kushtojnë shumë më pak karburant në krahasim me makinat me gaz - pavarësisht sa i ulët bie çmimi i gazit.

Të njëjtat përparime teknologjike dhe mbështetja e qeverisë do të çojnë në aplikime të ngjashme në kamionë, autobusë dhe aeroplanë EV. Kjo do të ndryshojë lojën.

Pastaj papritmas, gjithçka bëhet më e lirë

Një gjë interesante ndodh kur nxjerr automjetet nga ekuacioni i konsumit të naftës bruto, çdo gjë befas bëhet më e lirë. Mendoni për këtë. Siç e pamë në Pjesa e dyte, ushqimi, produktet e kuzhinës dhe shtëpiake, farmaceutike dhe pajisjet mjekësore, veshjet, produktet e bukurisë, materialet e ndërtimit, pjesët e makinave dhe një përqindje e madhe e pothuajse çdo gjëje tjetër, të gjitha krijohen duke përdorur naftë.

Kur shumica e automjeteve kalojnë në EV, kërkesa për naftë bruto do të shembet, duke ulur çmimin e naftës së papërpunuar me të. Kjo rënie do të thotë kursime të mëdha kostosh për prodhuesit e produkteve në çdo sektor që përdor naftën në proceset e tyre të prodhimit. Këto kursime përfundimisht do t'i kalojnë konsumatorit mesatar, duke stimuluar çdo ekonomi botërore që u godit nga çmimet e larta të gazit.

Mikro-centralet ushqehen në rrjet

Një përfitim tjetër anësor i posedimit të një EV është se ai gjithashtu mund të dyfishohet si një burim i dobishëm energjie rezervë nëse një stuhi dëbore shkatërron linjat e energjisë elektrike në lagjen tuaj. Thjesht lidhni makinën tuaj me shtëpinë ose pajisjet elektrike për një rritje të shpejtë të energjisë emergjente.

Nëse shtëpia ose ndërtesa juaj ka investuar në panele diellore dhe lidhje me rrjetin inteligjent, ajo mund të karikojë makinën tuaj kur nuk ju nevojitet dhe më pas ta ushqejë atë energji përsëri në shtëpinë, ndërtesën ose rrjetin elektrik të komunitetit gjatë natës, duke kursyer potencialin tonë faturën e energjisë apo edhe duke ju bërë pak para.

Por ju e dini çfarë, tani ne po futemi në temën e energjisë diellore, dhe sinqerisht, kjo e meriton të jetë një bisedë e vetë: Energjia diellore dhe ngritja e internetit të energjisë: E ardhmja e Energjisë P4

LIDHJET E SERIAVE TË ARDHMEN E ENERGJISË

Vdekja e ngadaltë e epokës së energjisë së karbonit: E ardhmja e Energjisë P1.

Naftë! Shkaku për epokën e burimeve të rinovueshme: E ardhmja e Energjisë P2

Energjia diellore dhe ngritja e internetit të energjisë: E ardhmja e Energjisë P4

Energjitë e rinovueshme kundër toriumit dhe shkrirjes së energjisë: E ardhmja e energjisë P5

E ardhmja jonë në një botë me energji të bollshme: E ardhmja e Energjisë P6