Quantumrun

BILDKREDIT: Quantumrun

Jokertecken för torium och fusionsenergi: Future of Energy P5

David Tal, Förläggare, Futurist
@DavidTalWrites
LinkedIn

Tis, 09 / 15 / 2020 - 10: 23

Precis som hur solenergi inte genererar energi 24/7, fungerar det inte heller så bra på vissa platser i världen jämfört med andra. Tro mig, när du kommer från Kanada, finns det vissa månader där du knappt ser solen. Det är sannolikt mycket värre i de nordiska länderna och Ryssland – det kanske också förklarar den ansenliga mängden heavy metal och vodka som avnjuts där uppe.

Men som nämnts i föregående del i denna Future of Energy-serie är solenergi inte det enda förnybara spelet i stan. Faktum är att det finns en mängd olika alternativ för förnybar energi vars teknik utvecklas lika snabbt som solenergi, och vars kostnader och elproduktion (i vissa fall) slår solenergin.

Å andra sidan kommer vi också att prata om vad jag gillar att kalla "jokertecken förnybar." Dessa är nya och otroligt kraftfulla energikällor som ger noll koldioxidutsläpp, men vars sekundära kostnader för miljön och samhället ännu inte har studerats (och kan visa sig vara skadliga).

Sammantaget är poängen vi ska utforska här att medan solenergi kommer att bli den dominerande energikällan i mitten av seklet, kommer framtiden också att bestå av en energicocktail av förnybara energikällor och jokertecken. Så låt oss börja med det förnybara det NIMBYs runt om i världen hatar med en passion.

Vindkraft, vad Don Quijote inte visste

När experter pratar om förnybar energi, klumpar de flesta i vindkraftsparker vid sidan av solenergi. Anledningen? Tja, bland alla förnybara energikällor på marknaden är gigantiska väderkvarnar de mest synliga – de sticker ut som ömma tummar längs jordbrukarnas åkrar och isolerade (och inte så isolerade) havsutsikter i många delar av världen.

Men medan a vokal valkrets hatar dem, i vissa delar av världen revolutionerar de energimixen. Det beror på att medan vissa länder är välsignade med sol, har andra vind och mycket av det. Det som en gång var en paraplyförstörande, fönsterslutande och frisyrförstörande irritation har odlats (särskilt under de senaste fem till sju åren) till ett kraftpaket för förnybar energi.

Ta de nordiska länderna till exempel. Vindkraften har vuxit så snabbt i Finland och Danmark att de äter upp vinstmarginalerna för sina koleldade kraftverk. Det här är kolkraftverk, förresten, som skulle skydda dessa länder från "opålitlig" förnybar energi. Nu planerar Danmark och Finland att lägga ut dessa kraftverk, 2,000 XNUMX megawatt smutsig energi, ur systemet genom 2030.

Men det är inte allt gott folk! Danmark har gått så galet i vindkraft att de planerar att fasa ut kol helt till 2030 och ställa om hela sin ekonomi till förnybar kraft (främst från vind) genom 2050. Samtidigt har nya väderkvarnardesigner (ex. ett, två) kommer ut hela tiden som kan revolutionera branschen och potentiellt göra vindenergi lika attraktiv för solrika länder som de är för vindrika.

Att odla vågorna

Relaterad till väderkvarnar, men begravd djupt under havet, är den tredje mest hypade formen av förnybar energi: tidvatten. Tidvattenkvarnar liknar väderkvarnar, men istället för att samla energi från vinden, samlar de sin energi från havets tidvatten.

Tidvattenfarmar är inte alls lika populära, och de lockar inte heller till sig så mycket investeringar, som solenergi och vind. Av den anledningen kommer tidal aldrig att vara en stor aktör i den förnybara blandningen utanför ett fåtal länder, som Storbritannien. Det är synd eftersom, enligt UK Marine Foresight Panel, om vi fångade bara 0.1 procent av jordens kinetiska tidvattenenergi, skulle det vara tillräckligt för att driva världen.

Tidvattenenergi har också några unika fördelar jämfört med sol och vind. Till exempel, till skillnad från sol och vind, går tidvatten verkligen 24/7. Tidvattnet är nästan konstant, så du vet alltid hur mycket kraft du kommer att generera under en viss dag – bra för förutsägbarhet och planering. Och viktigast för NIMBYs där ute, eftersom tidvattensfarmar sitter på botten av havet, är de i praktiken utom synhåll, utom sinne.

Old school förnybar energi: vattenkraft och geotermisk energi

Du kanske tycker att det är konstigt att när vi pratar om förnybar energi så ger vi inte mycket sändningstid till några av de äldsta och mest använda formerna av förnybar energi: vattenkraft och geotermisk energi. Tja, det finns en bra anledning till det: Klimatförändringarna kommer snart att urholka kraftuttaget från vattenkraft, medan geotermisk energi blir mindre ekonomisk jämfört med sol och vind. Men låt oss gräva lite djupare.

De flesta av världens vattenkraftsdammar matas av stora floder och sjöar som själva matas av den säsongsbetonade smältningen av glaciärer från närliggande bergskedjor och, i mindre utsträckning, grundvatten från regniga områden högt över havet. Under de kommande decennierna kommer klimatförändringarna att minska (smälta eller torka ut) mängden vatten som kommer från båda dessa vattenkällor.

Ett exempel på detta kan ses i Brasilien, ett land med en av världens grönaste energiblandningar, som genererar över 75 procent av sin energi från vattenkraft. De senaste åren har minskat nederbörd och ökande torka orsakat regelbundna strömavbrott (brownouts och blackouts) under stora delar av året. Sådana energisårbarheter kommer att bli mycket vanligare för varje decennium som går, vilket tvingar länder som är beroende av vattenkraft att investera sina förnybara dollar någon annanstans.

Samtidigt är konceptet geotermisk tillräckligt grundläggande: under ett visst djup är jorden alltid varm; borra ett djupt hål, släpp i lite rör, häll i vatten, samla upp den heta ångan som stiger och använd den ångan för att driva en turbin och generera energi.

I vissa länder som Island, där de är "välsignade" med ett stort antal vulkaner, är geotermisk energi en enorm generator av gratis och grön energi - den producerar nästan 30 procent av Islands kraft. Och i utvalda områden i världen som har liknande tektoniska egenskaper, är det en värdefull energiform att investera i. Men överallt annars är geotermiska anläggningar dyra att bygga och med sol och vind som sjunker i pris varje år, kommer geotermisk energi helt enkelt inte att fungera. kunna tävla i de flesta länder.

Jokertecknet förnybar energi

Motståndarna till förnybara energikällor säger ofta att vi på grund av deras opålitlighet måste investera i stora, etablerade och smutsiga energikällor – som kol, olja och flytande naturgas – för att tillhandahålla konsekventa mängder energi för att möta våra behov. Dessa energikällor kallas "baslast" kraftkällor eftersom de traditionellt har fungerat som ryggraden i vårt energisystem. Men i vissa delar av världen, särskilt länder som Frankrike, har kärnkraft varit den valda baskraftkällan.

Kärnkraft har varit en del av världens energimix sedan slutet av andra världskriget. Även om den tekniskt sett producerar en betydande mängd koldioxidfri energi, har biverkningarna i form av giftigt avfall, kärnkraftsolyckor och kärnvapenspridning gjort moderna investeringar i kärnkraft nästan omöjliga.

Som sagt, kärnkraft är inte det enda spelet i stan. Det finns två nya typer av icke-förnybara kraftkällor värda att prata om: Thorium och Fusionsenergi. Se dessa som nästa generations kärnkraft, men renare, säkrare och mycket kraftfullare.

Thorium och fusion runt hörnet?

Toriumreaktorer drivs med toriumnitrat, en resurs som är fyra gånger mer riklig än uran. De genererar också mycket mer energi än urandrivna reaktorer, producerar mindre avfall, kan inte förvandlas till vapenbomber och är praktiskt taget härdsmältningssäkra. (Se en fem minuters förklaring av Thorium-reaktorer här..)

Samtidigt drivs fusionsreaktorer i princip på havsvatten - eller för att vara exakt, en kombination av väteisotoperna tritium och deuterium. Där kärnreaktorer genererar elektricitet genom att splittra atomer, tar fusionsreaktorer en sida ur vår sols lekbok och försöker smälta samman atomer. (Se en åtta minuters förklaring av fusionsreaktorer här..)

Båda dessa energigenererande teknologier skulle komma ut på marknaden i slutet av 2040-talet – alldeles för sent för att verkligen göra skillnad på världens energimarknader, än mindre vår kamp mot klimatförändringarna. Tack och lov kanske det inte är fallet för länge.

Tekniken kring toriumreaktorer finns i stort sett redan och pågår aktivt förföljs av Kina. Faktum är att de tillkännagav sina planer på att bygga en fullt fungerande Thorium-reaktor inom de närmaste 10 åren (mitten av 2020-talet). Samtidigt har fusionskraft varit kroniskt underfinansierad i decennier, men nyligen nyheter från Lockheed Martin indikerar att en ny fusionsreaktor kan vara bara ett decennium bort också.

Om någon av dessa energikällor kommer online inom det kommande decenniet kommer det att skicka chockvågor genom energimarknaderna. Torium- och fusionskraft har potential att introducera enorma mängder ren energi i vårt energinät snabbare än förnybara eftersom de inte behöver oss för att koppla om det befintliga elnätet. Och eftersom dessa är kapitalintensiva och centraliserade energiformer, kommer de att vara mycket attraktiva för de traditionella energiföretag som vill kämpa mot tillväxten av solenergi.

I slutet av dagen är det en toss-up. Om torium och fusion kommer in på de kommersiella marknaderna inom de närmaste 10 åren kan de gå om förnybara energikällor som framtidens energi. Längre än så och förnybar energi vinner. Hur som helst, billig och riklig energi finns i vår framtid.

Så hur ser egentligen en värld med obegränsad energi ut? Vi svarar äntligen på den frågan del sex av vår Future of Energy-serie.