Kuantumrun

KREDI I IMAZHIT: Kuantumrun

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

David Tal, Botues, Futurist
@DavidTalWrites
LinkedIn

E martë, 09 - 15:2020

Ne kemi folur për rënien e energji e ndyrë. Ne kemi folur për fundi i vajit. Dhe ne folëm vetëm për ngritjen e automjetet elektrike. Më pas, ne do të flasim për forcën lëvizëse pas të gjitha këtyre tendencave - dhe do të ndryshojë botën siç e njohim ne në vetëm dy deri në tre dekada.

Energji pothuajse falas, e pakufishme, e pastër dhe e rinovueshme.

Është diçka e madhe. Dhe kjo është arsyeja pse pjesa tjetër e kësaj serie do të mbulojë ato tendenca dhe teknologji që do ta kalojnë njerëzimin nga një botë e cenueshme nga energjia në një botë me energji të bollshme, ndërsa mbulon efektet që kjo do të ketë në ekonominë tonë, politikën botërore dhe në jetën tuaj të përditshme. Këto janë disa gjëra mjaft marramendëse, e di, por mos u shqetësoni, nuk do të eci shumë shpejt ndërsa ju udhëzoj nëpër të.

Le të fillojmë me formën më të dukshme të energjisë pothuajse falas, të pakufishme, të pastër dhe të rinovueshme: energjinë diellore.

Diellore: pse lëkundet dhe pse është e pashmangshme

Deri më tani, të gjithë jemi të njohur me atë që ka të bëjë me energjinë diellore: ne në thelb marrim panele të mëdha thithëse të energjisë dhe i drejtojmë ato drejt reaktorit më të madh të shkrirjes të sistemit tonë diellor (diellit) me qëllimin për të kthyer dritën e diellit në energji elektrike të përdorshme. Energji e lirë, e pakufishme dhe e pastër. Tingëllon mahnitëse! Pra, pse dielli nuk u ngrit dekada më parë pasi u shpik teknologjia?

Epo, politika dhe lidhja jonë e dashurisë me naftën e lirë mënjanë, pengesa kryesore ka qenë kostoja. Dikur ishte marrëzi e shtrenjtë për të prodhuar sasi të mëdha të energjisë elektrike duke përdorur diellin, veçanërisht në krahasim me djegien e qymyrit ose naftës. Por siç bëjnë gjithmonë, gjërat ndryshojnë, dhe në këtë rast, për mirë.

E shihni, ndryshimi kryesor midis burimeve të energjisë diellore dhe atyre të bazuara në karbon (si qymyri dhe nafta) është se njëra është një teknologji, ndërsa tjetra është një lëndë djegëse fosile. Një teknologji përmirësohet, bëhet më e lirë dhe siguron një kthim më të madh me kalimin e kohës; ndërsa me lëndët djegëse fosile, në shumicën e rasteve vlera e tyre rritet, ngec, bëhet e paqëndrueshme dhe përfundimisht bie me kalimin e kohës.

Kjo marrëdhënie ka luajtur shumë qartë që nga fillimi i viteve 2000. Teknologjia diellore ka parë që sasia e energjisë që prodhon në mënyrë efikase të rritet, ndërkohë që kostot e saj janë ulur (75 përqind vetëm në pesë vitet e fundit). Deri në vitin 2020, energjia diellore do të bëhet konkurruese për çmimet me lëndët djegëse fosile, edhe pa subvencione. Deri në vitin 2030, energjia diellore do të kushtojë një pjesë të vogël të asaj që karburantet fosile bëjnë dhe funksionojnë në mënyrë më efikase. Ndërkohë, kostoja e naftës ka shpërthyer në pjesën më të madhe të viteve 2000, krahas kostove (financiare dhe mjedisore) të ndërtimit dhe mirëmbajtjes së termocentraleve me lëndë djegëse fosile (si qymyri).

Nëse ndjekim linjat e prirjes së diellit, futuristi Ray Kurzweil ka parashikuar se dielli mund të plotësojë 100 për qind të nevojave të sotme për energji në pak më pak se dy dekada. Tashmë prodhimi i energjisë diellore është dyfishuar çdo dy vjet gjatë 30 viteve të fundit. Po kështu, edhe Agjencia Ndërkombëtare e Energjisë parashikoi se dielli (diellor) do të bëhet burimi më i madh i energjisë elektrike në botë deri në vitin 2050, shumë më përpara se të gjitha format e tjera të karburanteve fosile dhe të rinovueshme të kombinuara.

Ne po hyjmë në një epokë ku pavarësisht se sa energji e karburantit fosil është në dispozicion, energjia e rinovueshme do të jetë akoma më e lirë. Pra, çfarë do të thotë kjo në botën reale?

Investimi dhe adoptimi diellor duke arritur pikën e vlimit

Ndryshimi do të vijë në fillim ngadalë, pastaj krejt papritur, gjithçka do të jetë ndryshe.

Kur disa njerëz mendojnë për prodhimin e energjisë diellore, ata ende mendojnë për termocentrale të pavarura diellore ku qindra, ndoshta mijëra, panele diellore mbulojnë një sipërfaqe masive shkretëtire në një pjesë të largët të vendit. Për të qenë të drejtë, instalime të tilla do të luajnë absolutisht një rol të madh në përzierjen tonë të ardhshme energjetike, veçanërisht me llojin e inovacioneve që vijnë nga tubacioni.

Dy shembuj të shpejtë: Gjatë dekadës së ardhshme, ne do të shohim që teknologjia e qelizave diellore të rrisë aftësinë e saj për të shndërroni rrezet e diellit në energji nga 25 përqind në gati 50 përqind. Ndërkohë, lojtarë më të mëdhenj si IBM do të hyjnë në treg me kolektorë diellorë që munden zmadhoni fuqinë e 2,000 diejve.

Ndërsa këto risi janë premtuese, ato përfaqësojnë vetëm një pjesë të asaj në të cilën do të evoluojë sistemi ynë energjetik. E ardhmja e energjisë ka të bëjë me decentralizimin, me demokratizimin, ka të bëjë me pushtetin për njerëzit. (Po, e kuptoj se sa e çalë dukej. Merreni me të.)

Çfarë do të thotë kjo është se në vend që prodhimi i energjisë elektrike të centralizohet midis ndërmarrjeve, gjithnjë e më shumë energji elektrike do të fillojë të prodhohet aty ku përdoret: në shtëpi. Në të ardhmen, energjia diellore do t'i lejojë njerëzit të prodhojnë energjinë e tyre elektrike me një kosto më të ulët sesa ta marrin atë energji elektrike nga shërbimet e tyre lokale. Në fakt, kjo tashmë po ndodh.

Në Queensland, Australi, çmimet e energjisë elektrike ranë pothuajse në zero në korrik të 2014. Normalisht, çmimet variojnë rreth 40-50 dollarë për megavat orë, pra çfarë ndodhi?

Solar ka ndodhur. Solar në çati, për të qenë të saktë. 350,000 ndërtesa në Queensland kanë panele diellore në çati, duke gjeneruar së bashku 1,100 megavat energji elektrike.

Ndërkohë, e njëjta gjë po ndodh në rajone të mëdha të Evropës (veçanërisht në Gjermani, Spanjë dhe Portugali), ku energjia diellore në shkallë banimi ka arritur "barazinë e rrjetit" (kushton e njëjtë) me çmimet mesatare të energjisë elektrike për banesa të mundësuara nga shërbimet tradicionale. Franca madje e ligjëroi që të gjitha ndërtesat e reja në zonat tregtare të ndërtohen me çati impiante ose diellore. Kush e di, ndoshta një legjislacion i ngjashëm do të shohë një ditë dritaret e ndërtesave të tëra dhe rrokaqiejt të zëvendësohen me panele diellore transparente - po, dritare me panel diellor!

Por edhe pas gjithë kësaj, energjia diellore është ende vetëm një e treta e këtij revolucioni.

Bateritë, jo më vetëm për makinën tuaj lodër

Ashtu si panelet diellore kanë përjetuar një rilindje në zhvillim dhe investime në shkallë të gjerë, po ashtu kanë përjetuar edhe bateritë. Një shumëllojshmëri inovacionesh (p.sh. një, dy, tre) po vijnë në internet për t'i bërë ato më të lira, më të vogla, më miqësore me mjedisin dhe më e rëndësishmja, për t'i lejuar ata të ruajnë sasi të mëdha energjie për shumë më gjatë. Arsyeja e këtyre investimeve në R&D është e qartë: bateritë ndihmojnë në ruajtjen e energjisë diellore që mbledh për përdorim kur dielli nuk shkëlqen.

Në fakt, mund të keni dëgjuar për Tesla-n duke bërë një bujë të madhe kohët e fundit kur ata debutuan Tesla powerwall, një bateri shtëpiake e përballueshme që mund të ruajë deri në 10 kilovat orë energji. Bateritë si këto u lejojnë familjeve mundësinë që të dalin plotësisht jashtë rrjetit (nëse duhet të investojnë gjithashtu në diellore në çati) ose thjesht t'u ofrojnë atyre energji rezervë gjatë ndërprerjeve të rrjetit.

Përparësitë e tjera të baterisë për familjen e përditshme përfshijnë një faturë shumë më të ulët të energjisë për ato familje që zgjedhin të qëndrojnë të lidhura me rrjetin lokal të energjisë, veçanërisht ato me çmime dinamike të energjisë elektrike. Kjo për shkak se ju mund të rregulloni përdorimin tuaj të energjisë për të mbledhur dhe ruajtur energjinë gjatë ditës kur çmimet e energjisë elektrike janë të ulëta, pastaj të shkëputeni nga rrjeti duke marrë energjinë shtëpiake nga bateria gjatë natës kur çmimet e energjisë elektrike rriten. Bërja e kësaj e bën shtëpinë tuaj shumë më të gjelbër, sepse zvogëlimi i gjurmës tuaj të energjisë gjatë natës zhvendos energjinë e gjeneruar normalisht nga karburantet e ndotura, si qymyri.

Por bateritë nuk do të jenë thjesht një ndryshim i lojës për pronarët e zakonshëm të shtëpisë; bizneset e mëdha dhe ndërmarrjet komunale gjithashtu kanë filluar të instalojnë bateritë e tyre me madhësi industriale. Në fakt, ato përfaqësojnë 90 përqind të të gjitha instalimeve të baterive. Arsyeja e tyre për përdorimin e baterive është kryesisht e njëjtë me atë të pronarit mesatar të shtëpisë: i lejon ata të mbledhin energji nga burime të rinovueshme si dielli, era dhe baticat, pastaj ta lëshojnë atë energji gjatë mbrëmjes, duke përmirësuar besueshmërinë e rrjetit të energjisë në proces.

Këtu arrijmë te pjesa e tretë e revolucionit tonë energjetik.

Rritja e Internetit të Energjisë

Është ky argument që vazhdon të shtyhet nga kundërshtarët e energjisë së rinovueshme, të cilët thonë se duke qenë se burimet e rinovueshme (veçanërisht ato diellore) nuk mund të prodhojnë energji 24/7, nuk mund t'u besohet investime në shkallë të gjerë. Kjo është arsyeja pse ne kemi nevojë për burime tradicionale të energjisë "bazë" si qymyri, gazi ose bërthama kur dielli nuk shkëlqen.

Ajo që të njëjtët ekspertë dhe politikanë nuk arrijnë të përmendin, megjithatë, është se impiantet e qymyrit, gazit ose bërthamës mbyllen gjatë gjithë kohës për shkak të pjesëve të gabuara ose mirëmbajtjes së planifikuar. Por kur e bëjnë këtë, nuk i fikin domosdoshmërisht dritat për qytetet ku shërbejnë. Ne kemi diçka që quhet rrjet kombëtar i energjisë. Nëse një impiant mbyllet, energjia nga një impiant fqinj e merr në çast dobësimin, duke mbështetur nevojat e qytetit për energji.

Me disa përmirësime të vogla, i njëjti rrjet është ai që do të përdorin burimet e rinovueshme në mënyrë që kur dielli nuk shkëlqen ose era nuk fryn në një rajon, humbja e energjisë mund të kompensohet nga rajonet e tjera ku burimet e rinovueshme prodhojnë energji elektrike. Dhe duke përdorur bateritë me madhësi industriale të përmendura më sipër, ne mund të ruajmë me çmim të ulët sasi të mëdha të energjisë së rinovueshme gjatë ditës për t'u çliruar gjatë mbrëmjes. Këto dy pika nënkuptojnë se era dhe dielli mund të ofrojnë sasi të besueshme të energjisë në të njëjtin nivel me burimet tradicionale të energjisë me ngarkesë bazë.

Ky rrjet i ri i tregtimit të energjisë së rinovueshme në shkallë shtëpiake dhe industriale do të krijojë një "internet energjetik" të ardhshëm - një sistem dinamik dhe vetërregullues që (si vetë Interneti) është imun ndaj shumicës së fatkeqësive natyrore dhe sulmeve terroriste, ndërkohë që nuk kontrollohet. nga çdo monopol.

Në fund të fundit, energjia e rinovueshme do të ndodhë, por kjo nuk do të thotë se interesat e tyre nuk do të humbasin pa luftë.

Solar ha drekën e shërbimeve

Mjaft qesharake, edhe nëse djegia e qymyrit për energji elektrike ishte falas (që është kryesisht rasti në Australi, një nga eksportuesit më të mëdhenj të qymyrit në botë), ende kushton para për të mirëmbajtur dhe operuar termocentralin, pastaj transportimin e energjisë elektrike të tij mbi qindra milje. linja elektrike për të arritur në shtëpinë tuaj. E gjithë kjo infrastrukturë përbën një pjesë të madhe të faturës suaj të energjisë elektrike. Dhe kjo është arsyeja pse kaq shumë nga Queenslanders për të cilët keni lexuar më lart, zgjodhën t'i anashkalojnë ato kosto duke gjeneruar energjinë e tyre elektrike në shtëpi-është thjesht opsioni më i lirë.

Ndërsa ky avantazh i kostos diellore përshpejtohet në zonat periferike dhe urbane anembanë botës, më shumë njerëz do të heqin dorë nga rrjetet e tyre lokale të energjisë pjesërisht ose plotësisht. Kjo do të thotë se kostot e mirëmbajtjes së infrastrukturës ekzistuese të shërbimeve do të përballohen nga gjithnjë e më pak njerëz, duke rritur potencialisht faturat mujore të energjisë elektrike dhe duke krijuar një nxitje financiare edhe më të madhe për "përshtatësit e vonuar të energjisë diellore" për të investuar përfundimisht në energjinë diellore. Kjo është spiralja e ardhshme e vdekjes që i mban kompanitë e shërbimeve publike natën.

Duke parë këtë tren mallrash duke ngarkuar rrugën e tyre, disa nga kompanitë më të prapambetura të shërbimeve kanë zgjedhur ta luftojnë këtë prirje deri në fund të përgjakshëm. Ata kanë lobuar për të ndryshuar ose për t'i dhënë fund politikave të "matjes neto" që lejojnë pronarët e shtëpive të shesin energjinë e tepërt diellore përsëri në rrjet. Të tjerë po punojnë për t'i bërë ligjvënësit të miratojë tarifat shtesë për instalimet diellore, ndërsa të tjerët po punojnë për të ngrijnë ose reduktojnë kërkesat për energji të rinovueshme dhe efiçiencë ata janë ligjëruar të takohen.

Në thelb, kompanitë e shërbimeve publike po përpiqen t'i bëjnë qeveritë të subvencionojnë operacionet e tyre dhe, në disa raste, të ligjërojnë monopolet e tyre mbi rrjetet lokale të energjisë. Ky definitivisht nuk është kapitalizëm. Dhe qeveritë nuk duhet të jenë në biznesin e mbrojtjes së industrive nga teknologjitë e reja shkatërruese dhe superiore (p.sh. diellore dhe burime të tjera të rinovueshme) që kanë potencialin t'i zëvendësojnë ato (dhe të përfitojnë publikun që të fillojë).

Por ndërsa shuma të mëdha parash lobimi shpenzohen duke u përpjekur të ngadalësojnë përparimin e energjisë diellore dhe të burimeve të tjera të rinovueshme, linjat e prirjeve afatgjata janë të fiksuara: energjitë diellore dhe të rinovueshmet janë vendosur të hanë drekën e ndërmarrjeve. Kjo është arsyeja pse kompanitë e shërbimeve komunale që mendojnë përpara po marrin një qasje të ndryshme.

Shërbimet e botës së vjetër ndihmojnë në udhëheqjen e rendit të ri botëror të energjisë

Ndonëse nuk ka gjasa që shumica e njerëzve të shkëputen plotësisht nga rrjeti - kush e di, çfarë ndodh kur djali juaj i ardhshëm fut në gjendje të dehur Teslën tuaj në baterinë e shtëpisë në garazhin tuaj - shumica e njerëzve DO të fillojnë të përdorin rrjetet e tyre lokale të energjisë gjithnjë e më pak me çdo dekadë që kalon .

Me shkrimin në mur, disa ndërmarrje kanë vendosur të bëhen liderë në rrjetin e ardhshëm të energjisë së rinovueshme dhe të shpërndarë. Për shembull, një numër i ndërmarrjeve evropiane po investojnë një pjesë të fitimeve të tyre aktuale në infrastrukturën e re të energjisë së rinovueshme, të tilla si dielli, era dhe baticat. Këto shoqëri kanë përfituar tashmë nga investimi i tyre. Burimet e rinovueshme të shpërndara ndihmuan në uljen e tendosjes në rrjetet elektrike gjatë ditëve të nxehta të verës kur kërkesa ishte e lartë. Burimet e rinovueshme gjithashtu zvogëlojnë nevojën e ndërmarrjeve për të investuar në termocentrale të reja dhe të shtrenjta të centralizuara dhe linja transmetimi.

Kompanitë e tjera të shërbimeve publike po kërkojnë edhe më tej drejt kalimit nga të qenit ofrues të pastër të energjisë në dhënien e shërbimeve të energjisë. SolarCity, një startup që projekton, financon dhe instalon sisteme të energjisë diellore, ka filluar zhvendosja drejt një modeli të bazuar në shërbime ku ata zotërojnë, mirëmbajnë dhe përdorin bateritë e shtëpisë së njerëzve.

Në këtë sistem, klientët paguajnë një tarifë mujore për të instaluar në shtëpinë e tyre panele diellore dhe një bateri të shtëpisë—potencialisht të lidhur me një rrjet energjie të komunitetit hiper-lokal (mikrorrjete)—dhe më pas të menaxhojnë energjinë e shtëpisë së tyre nga shoqëria. Konsumatorët do të paguajnë vetëm për energjinë që përdorin dhe përdoruesit modest të energjisë do të shohin uljen e faturave të tyre të energjisë. Ata madje mund të bëjnë një fitim duke përdorur energjinë e tepërt që gjenerojnë shtëpitë e tyre për të fuqizuar fqinjët e tyre më të etur për pushtet.

Çfarë do të thotë në të vërtetë energjia pothuajse falas, e pakufishme, e pastër

Deri në vitin 2050, pjesa më e madhe e botës do të duhet të zëvendësojë tërësisht rrjetin e vjetër të energjisë dhe termocentralet. Zëvendësimi i kësaj infrastrukture me burime të rinovueshme më të lira, më të pastra dhe që maksimizojnë energjinë ka thjesht kuptim financiar. Edhe nëse zëvendësimi i kësaj infrastrukture me burime të rinovueshme kushton njësoj si zëvendësimi i saj me burime tradicionale të energjisë, sërish fitojnë burimet e rinovueshme. Mendoni për këtë: ndryshe nga burimet tradicionale, të centralizuara të energjisë, burimet e rinovueshme të shpërndara nuk mbajnë të njëjtin bagazh negativ si kërcënimet e sigurisë kombëtare nga sulmet terroriste, përdorimi i karburanteve të pista, kostot e larta financiare, efektet e pafavorshme klimatike dhe shëndetësore dhe cenueshmëria ndaj shkallës së gjerë. ndërprerjet

Investimet në efiçencën e energjisë dhe burimet e rinovueshme mund të largojnë botën industriale nga qymyri dhe nafta, t'i kursejnë qeverive triliona dollarë, të rrisin ekonominë përmes vendeve të reja të punës në instalimin e rrjetit të rinovueshëm dhe të zgjuar dhe të reduktojnë emetimet tona të karbonit me rreth 80 përqind.

Ndërsa shkojmë në këtë epokë të re të energjisë, pyetja që duhet të bëjmë është: Si duket në të vërtetë një botë me energji të pakufizuar? Si do të ndikojë në ekonominë tonë? Kultura jonë? Mënyra jonë e jetesës? Përgjigja është: më shumë se sa mendoni.

Ne do të eksplorojmë se si do të duket kjo botë e re në fund të serisë sonë Future of Energy, por së pari, duhet të përmendim format e tjera të energjisë së rinovueshme dhe jo të rinovueshme që mund të fuqizojnë të ardhmen tonë. Tjetri: Energjitë e rinovueshme kundër Thorium dhe Fusion Energy Wildcards: Future of Energy P5.