Куантумрун

КРЕДИТ ЗА СЛИКУ: Куантумрун

Соларна енергија и успон енергетског интернета: будућност енергије П4

Давид Тал, издавач, футурист
@ДавидТалВритес
ЛинкедИн

Уто, 09 - 15:2020

Разговарали смо о паду прљава енергија. Разговарали смо о крај уља. А управо смо причали о успону електрична возила. Затим ћемо разговарати о покретачкој сили иза свих ових трендова — а она ће променити свет какав познајемо за само две до три деценије.

Готово бесплатна, неограничена, чиста, обновљива енергија.

То је велика ствар. И зато ће остатак ове серије покрити оне трендове и технологије које ће превести човечанство из енергетски рањивог у свет богат енергијом, истовремено покривајући ефекте које ће то имати на нашу економију, светску политику и на ваш свакодневни живот. Ово је прилично опојно, знам, али не брини, нећу ходати пребрзо док те водим кроз то.

Почнимо са најочигледнијим обликом готово бесплатне, неограничене, чисте, обновљиве енергије: соларна енергија.

Солар: зашто љуља и зашто је неизбежан

До сада смо сви упознати шта је соларна енергија: ми у основи узимамо велике панеле који апсорбују енергију и усмеравамо их према највећем фузионом реактору нашег соларног система (сунцу) са циљем претварања сунчеве светлости у употребљиву електричну енергију. Бесплатна, неограничена и чиста енергија. Звучи невероватно! Па зашто соларна енергија није полетела пре неколико деценија након што је технологија изумљена?

Па, осим политике и наше љубавне везе са јефтином нафтом, главни камен спотицања је цена. Некада је било глупо скупо производити велике количине електричне енергије користећи соларну енергију, посебно у поређењу са сагоревањем угља или нафте. Али као и увек, ствари се мењају, и у овом случају, на боље.

Видите, кључна разлика између соларних и угљеничних извора енергије (попут угља и нафте) је у томе што је један технологија, док је други фосилно гориво. Технологија се побољшава, постаје јефтинија и пружа већи поврат током времена; док код фосилних горива, у већини случајева, њихова вредност расте, стагнира, постаје променљива и коначно опада током времена.

Овај однос се показао веома јасно од почетка 2000-их. Соларна технологија је видела да је количина енергије коју ефикасно генерише нагло порасла, док су њени трошкови пали (75 одсто само у последњих пет година). До 2020. соларна енергија ће постати ценовно конкурентна фосилним горивима, чак и без субвенција. До 2030. соларна енергија ће коштати мали део онога што фосилна горива раде и ефикасније ће радити. У међувремену, цена нафте је експлодирала током већег дела 2000-их, заједно са трошковима (финансијским и еколошким) изградње и одржавања електрана на фосилна горива (попут угља).

Ако пратимо соларне трендове, футурист Раи Курзвеил је предвидео да би соларна енергија могла да задовољи 100 одсто данашњих енергетских потреба за нешто мање од две деценије. Производња соларне енергије се удвостручила сваке две године у последњих 30 година. Исто тако, тхе предвиђа Међународна агенција за енергетику да ће сунце (солар) постати највећи светски извор електричне енергије до 2050. године, далеко испред свих осталих облика фосилних и обновљивих горива заједно.

Улазимо у доба у којем без обзира колико енергије из фосилних горива има на располагању, обновљива енергија ће и даље бити јефтинија. Дакле, шта ово значи у стварном свету?

Соларна инвестиција и усвајање достижу тачку кључања

Промена ће прво доћи полако, а онда ће одједном све бити другачије.

Када неки људи помисле на производњу соларне енергије, и даље мисле на самосталне соларне електране у којима стотине, можда и хиљаде соларних панела покривају огроман део пустиње у неком удаљеном делу земље. Да будемо поштени, такве инсталације ће апсолутно играти велику улогу у нашем будућем енергетском миксу, посебно са врстом иновација које долазе у цевовод.

Два брза примера: Током следеће деценије видећемо да технологија соларних ћелија повећава своју способност претварају сунчеву светлост у енергију са 25 процената на скоро 50 процената. У међувремену, већи играчи попут ИБМ-а ући ће на тржиште са соларним колекторима који би могли увеличају моћ 2,000 сунаца.

Иако су ове иновације обећавајуће, оне представљају само делић онога у шта ће се наш енергетски систем развити. Будућност енергетике је децентрализација, демократизација, моћ људима. (Да, схватам колико је то јадно звучало. Помири се са тим.)

То значи да уместо централизоване производње електричне енергије међу комуналним предузећима, све више електричне енергије ће почети да се производи тамо где се користи: код куће. У будућности, соларна енергија ће омогућити људима да производе сопствену електричну енергију по нижој цени него што је добијају од локалног предузећа. У ствари, ово се већ дешава.

У Квинсленду, Аустралија, цене струје пале на скоро нулу у јулу 2014. Обично се цене крећу око 40-50 долара по мегават сату, па шта се догодило?

Десило се соларно. Соларни на крову, тачније. 350,000 зграда у Квинсленду има кровне соларне панеле, који заједно производе 1,100 мегавата електричне енергије.

У међувремену, исто се дешава у великим регионима Европе (Немачка, Шпанија и Португал, посебно), где је соларна енергија у стамбеним размерама достигла „паритет мреже“ (кошта исто) са просечним ценама електричне енергије у стамбеним зградама које покрећу традиционална комунална предузећа. Француска је чак донела законе да се све нове зграде у комерцијалним зонама граде са постројењима или соларним крововима. Ко зна, можда ће слично законодавство једног дана видети прозоре читавих зграда и небодера замењене провидним соларним панелима – да, прозори са соларним панелима!

Али чак и након свега овога, соларна енергија је и даље само једна трећина ове револуције.

Батерије, више не само за ваш ауто играчку

Као што су соларни панели доживели ренесансу у развоју и широким инвестицијама, тако су доживеле и батерије. Разне иновације (нпр. један, два, три) долазе на мрежу како би били јефтинији, мањи, еколошки прихватљивији и што је најважније, омогућили им да складиште огромне количине енергије много дуже. Разлог за ова улагања у истраживање и развој је очигледан: батерије помажу у складиштењу соларне енергије за употребу када сунце не сија.

У ствари, можда сте чули да је Тесла направио велики потрес недавно када су дебитовали Тесла Повервалл, приступачна батерија за домаћинство која може да ускладишти до 10 киловат сати енергије. Батерије попут ових омогућавају домаћинствима могућност да се у потпуности искључе из мреже (ако би такође требало да инвестирају у соларну енергију на крову) или да им једноставно обезбеде резервно напајање током нестанка мреже.

Остале предности батерија за свакодневно домаћинство укључују много нижи рачун за енергију за она домаћинства која одлуче да остану повезана на локалну електричну мрежу, посебно она са динамичким ценама електричне енергије. То је зато што можете да прилагодите потрошњу енергије за прикупљање и складиштење енергије током дана када су цене електричне енергије ниске, а затим да се искључите из мреже црпећи струју за домаћинство из батерије ноћу када цене струје порасту. Ово такође чини ваш дом много зеленијим јер смањење вашег енергетског отиска током ноћи замењује енергију која се иначе производи од прљавих горива, попут угља.

Али батерије неће бити само промена игре за просечног власника куће; велика предузећа и комунална предузећа такође почињу да инсталирају сопствене батерије индустријске величине. У ствари, они представљају 90 процената свих батерија. Њихов разлог за коришћење батерија је углавном исти као код просечног власника куће: омогућава им да прикупљају енергију из обновљивих извора попут сунца, ветра и плима, а затим ослобађају ту енергију током вечери, побољшавајући поузданост енергетске мреже у том процесу.

Ту долазимо до трећег дела наше енергетске револуције.

Успон енергетског интернета

Постоји овај аргумент који стално гурају противници обновљиве енергије који кажу да пошто обновљиви извори (посебно соларни) не могу да производе енергију 24 сата дневно, 7 дана у недељи, не може им се веровати велика улагања. Зато су нам потребни традиционални извори енергије као што су угаљ, гас или нуклеарна енергија када сунце не сија.

Оно што ти исти стручњаци и политичари пропуштају да помињу, међутим, јесте да се електране на угаљ, гас или нуклеарне електране стално гасе због неисправних делова или планираног одржавања. Али када то ураде, не морају нужно да гасе светла у градовима којима служе. Имамо нешто што се зове национална енергетска мрежа. Ако се једна фабрика угаси, енергија из суседног постројења тренутно поправља застој, подржавајући градске потребе за електричном енергијом.

Уз неке мање надоградње, та иста мрежа је оно што ће обновљиви извори користити тако да када сунце не сија или ветар не дува у једном региону, губитак енергије може да се надокнади из других региона у којима обновљиви извори енергије производе електричну енергију. А коришћењем батерија индустријске величине поменуте горе, могли бисмо јефтино да складиштимо огромне количине обновљиве енергије током дана за ослобађање током вечери. Ове две тачке значе да ветар и соларна енергија могу да обезбеде поуздане количине енергије у поређењу са традиционалним изворима енергије основног оптерећења.

Ова нова мрежа домаће и индустријске трговине обновљивом енергијом ће чинити будући „енергетски интернет“—динамичан и саморегулишући систем који је (као и сам интернет) имун на већину природних катастрофа и терористичких напада, а такође није контролисан. било којим монополом.

На крају крајева, обновљива енергија ће се десити, али то не значи да интереси неће проћи без борбе.

Солар једе комунални ручак

Занимљиво, чак и ако је сагоревање угља за струју било бесплатно (што је углавном случај у Аустралији, једном од највећих светских извозника угља), и даље кошта новац за одржавање и рад електране, а затим транспорт њене струје на стотине миља далеководе да стигну до вашег дома. Сва та инфраструктура чини велики део вашег рачуна за струју. И зато су многи становници Квинсленда о којима сте читали изнад одлучили да заобиђу те трошкове тако што ће сами производити електричну енергију код куће –то је само јефтинија опција.

Како се ова соларна предност у трошковима убрзава до приградских и урбаних подручја широм света, све више људи ће се делимично или у потпуности одустати од својих локалних енергетских мрежа. То значи да ће трошкове одржавања постојеће комуналне инфраструктуре сносити све мање људи, потенцијално повећавајући месечне рачуне за струју и стварајући још већи финансијски подстицај за „касне кориснике соларне енергије“ да коначно инвестирају у соларну енергију. Ово је надолазећа спирала смрти која комунална предузећа држи буднима ноћу.

Гледајући како се теретни воз пуни, неке од заосталих комуналних предузећа одлучиле су да се боре против овог тренда до крвавог краја. Они су лобирали да промене или окончају политику „нето мерења“ која омогућава власницима кућа да продају вишак соларне енергије назад у мрежу. Други раде на томе да доведу законодавце одобравају доплате за соларне инсталације, док други раде на томе замрзнути или смањити потребе за обновљивом и ефикасном енергијом законски су прописани да се састају.

У суштини, комунална предузећа покушавају да натерају владе да субвенционишу њихово пословање и, у неким случајевима, законски уведу своје монополе над локалним енергетским мрежама. То дефинитивно није капитализам. И владе не би требало да се баве заштитом индустрије од разорних и супериорних нових технологија (тј. соларних и других обновљивих извора енергије) које имају потенцијал да их замене (и од користи јавности).

Али док се огромне суме новца за лобирање троше покушавајући да успоре напредак соларних и других обновљивих извора, дугорочни трендови су фиксни: соларни и обновљиви извори енергије ће појести ручак за комуналије. Зато комунална предузећа која размишљају о будућности имају другачији приступ.

Комуналне услуге старог света помажу у вођењу новог светског енергетског поретка

Иако је мало вероватно да ће се већина људи у потпуности искључити из мреже – ко зна, шта се дешава када ваш будући син у пијаном стању убаци вашу Теслу у кућну батерију у вашој гаражи – већина људи ЋЕ почети да користи своје локалне енергетске мреже све мање и мање сваке деценије која пролази .

Са натписом на зиду, неколико комуналних предузећа одлучило је да постане лидер у будућој обновљивој и дистрибуираној енергетској мрежи. На пример, један број европских комуналних предузећа улаже део свог садашњег профита у нову инфраструктуру за обновљиву енергију, као што су соларна енергија, ветар и плима. Ова комунална предузећа су већ имала користи од своје инвестиције. Дистрибуирани обновљиви извори енергије помогли су да се смањи оптерећење електричних мрежа током врелих летњих дана када је потражња била велика. Обновљиви извори енергије такође смањују потребу комуналних предузећа да инвестирају у нове и скупе централизоване електране и далеководе.

Остала комунална предузећа гледају још даље у преласку са чистог снабдевача енергијом на пружање енергетских услуга. СоларЦити, стартуп који дизајнира, финансира и инсталира системе соларне енергије, је почео да ради померање ка моделу заснованом на услугама где поседују, одржавају и рукују кућним батеријама људи.

У овом систему, купци плаћају месечну накнаду за инсталирање соларних панела и кућне батерије у свом дому – потенцијално повезаним на хиперлокалну енергетску мрежу заједнице (микромреже) – а затим им комунално предузеће управља електричном енергијом у кући. Купци би плаћали само енергију коју користе, а скромни корисници енергије ће имати смањене рачуне за енергију. Можда чак и остваре профит коришћењем вишка енергије које њихови домови генеришу за напајање својих суседа који су гладнији енергије.

Шта скоро бесплатна, неограничена, чиста енергија заиста значи

До 2050. године, велики део света ће морати у потпуности да замени застарелу енергетску мрежу и електране. Замена ове инфраструктуре јефтинијим, чистијим и обновљивим изворима који максимизирају енергију једноставно има финансијски смисла. Чак и ако замена ове инфраструктуре обновљивим изворима енергије кошта исто као и замена традиционалним изворима енергије, обновљиви извори и даље побеђују. Размислите о томе: за разлику од традиционалних, централизованих извора енергије, дистрибуирани обновљиви извори не носе исти негативни пртљаг као претње националној безбедности од терористичких напада, употреба прљавих горива, високи финансијски трошкови, штетни климатски и здравствени ефекти и рањивост на широке размере замрачења

Улагања у енергетску ефикасност и обновљиве изворе енергије могу одвојити индустријски свет од угља и нафте, уштедети владама трилионе долара, повећати економију кроз нова радна места у обновљивим и паметним мрежама и смањити наше емисије угљеника за око 80 процената.

Док улазимо у ову нову енергетску еру, питање које треба да поставимо је: Како заиста изгледа свет са неограниченом енергијом? Како ће то утицати на нашу економију? Наша култура? Наш начин живота? Одговор је: више него што мислите.

Истражићемо како ће овај нови свет изгледати на крају наше серије Футуре оф Енерги, али прво морамо да поменемо друге облике обновљиве и необновљиве енергије који могу да напајају нашу будућност. Следеће: Обновљиви извори у односу на торијумске и фузионе енергетске ознаке: будућност енергије П5.