Quantumrun

Kifo cha polepole cha enzi ya nishati ya kaboni | Mustakabali wa Nishati P1

MKOPO WA PICHA: Quantumrun

Kifo cha polepole cha enzi ya nishati ya kaboni | Mustakabali wa Nishati P1

David Tal, Mchapishaji, Futurist
Twitter
LinkedIn
@DavidTalWrites

Nishati. Ni aina ya jambo kubwa. Na bado, ni jambo ambalo huwa hatulifikirii sana. Kama vile Mtandao, unashtuka tu unapopoteza ufikiaji wake.

Lakini kwa kweli, iwe inakuja kwa namna ya chakula, joto, umeme, au idadi yoyote ya aina zake nyingi, nishati ndiyo nguvu inayoongoza nyuma ya kuongezeka kwa mwanadamu. Kila wakati ubinadamu unapofahamu aina mpya ya nishati (moto, makaa ya mawe, mafuta, na hivi karibuni nishati ya jua), maendeleo huharakisha na idadi ya watu inaongezeka.

Usiniamini? Hebu tupige mbio haraka kupitia historia.

Nishati na kuongezeka kwa wanadamu

Wanadamu wa zamani walikuwa wawindaji. Walitokeza nishati ya kabohaidreti waliyohitaji ili kuishi kwa kuboresha mbinu zao za kuwinda, kupanua hadi eneo jipya, na baadaye, kupitia ujuzi wa matumizi ya moto kupika na kuyeyusha vyema nyama yao iliyowindwa na mimea iliyokusanywa. Mtindo huu wa maisha uliruhusu wanadamu wa mapema kupanua hadi idadi ya karibu milioni moja ulimwenguni.

Baadaye, karibu 7,000 KK, wanadamu walijifunza kufuga na kupanda mbegu ambazo ziliwaruhusu kukuza wanga kupita kiasi (nishati). Na kwa kuhifadhi kabureta hizo katika wanyama (kulisha mifugo wakati wa kiangazi na kula wakati wa majira ya baridi kali), mwanadamu aliweza kutokeza nishati ya kutosha kukomesha mtindo wake wa maisha wa kuhamahama. Hilo liliwaruhusu kukaza fikira katika vikundi vikubwa vya vijiji, miji, na majiji; na kuendeleza miundo ya teknolojia na utamaduni wa pamoja. Kati ya 7,000 KWK hadi karibu 1700 WK, idadi ya watu ulimwenguni iliongezeka hadi bilioni moja.

Katika miaka ya 1700, matumizi ya makaa ya mawe yalipuka. Huko Uingereza, Waingereza walilazimika kuchimba makaa ya mawe kwa matumizi ya nishati, kwa sababu ya ukataji miti mkubwa. Kwa bahati nzuri kwa historia ya dunia, makaa ya mawe yaliwaka moto zaidi kuliko kuni, sio tu kusaidia mataifa ya kaskazini kuishi wakati wa baridi kali, lakini pia kuwaruhusu kuongeza sana kiasi cha chuma walichozalisha, na muhimu zaidi, kuchochea uvumbuzi wa injini ya mvuke. Idadi ya watu duniani iliongezeka hadi bilioni mbili kati ya miaka ya 1700 na 1940.

Hatimaye, mafuta (petroli) yalitokea. Ingawa ilianza kutumika kwa muda mfupi miaka ya 1870 na kupanuka kati ya miaka ya 1910-20 na uzalishaji mkubwa wa Model T, ilianza baada ya WWII. Ilikuwa mafuta bora ya usafirishaji ambayo yaliwezesha ukuaji wa ndani wa magari na kupunguza gharama za biashara ya kimataifa. Petroli pia iligeuzwa kuwa mbolea ya bei nafuu, dawa za kuulia wadudu, na dawa za kuulia wadudu ambazo, kwa sehemu, zilianzisha Mapinduzi ya Kijani, na kupunguza njaa ulimwenguni. Wanasayansi waliitumia kuanzisha tasnia ya kisasa ya dawa, wakivumbua anuwai ya dawa ambazo ziliponya magonjwa mengi mabaya. Wenye viwanda waliitumia kuunda anuwai ya bidhaa mpya za plastiki na nguo. Ndio, na unaweza kuchoma mafuta kwa umeme.

Kwa jumla, mafuta yaliwakilisha bonanza la nishati nafuu iliyowezesha ubinadamu kukua, kujenga, na kufadhili aina mbalimbali za viwanda na maendeleo ya kitamaduni. Na kati ya 1940 na 2015, idadi ya watu duniani imeongezeka hadi zaidi ya bilioni saba.

Nishati katika muktadha

Ulichosoma hivi punde ni toleo lililorahisishwa la takriban miaka 10,000 ya historia ya mwanadamu (unakaribishwa), lakini tunatumai ujumbe ninaojaribu kuwasilisha uko wazi: wakati wowote tunapojifunza kudhibiti chanzo kipya, cha bei nafuu na tele. ya nishati, ubinadamu hukua kiteknolojia, kiuchumi, kitamaduni na kidemografia.

Kufuatia msururu huu wa mawazo, swali linahitaji kuulizwa: Ni nini hutokea wakati ubinadamu unapoingia katika ulimwengu ujao uliojaa karibu nishati isiyo na kikomo, na safi inayoweza kufanywa upya? Je, dunia hii itakuwaje? Je, itarekebisha vipi uchumi wetu, utamaduni wetu, mfumo wetu wa maisha?

Wakati ujao huu (tu miongo miwili hadi mitatu) hauwezi kuepukika, lakini pia ambao ubinadamu haujawahi kupata. Maswali haya na zaidi ni nini mfululizo huu wa Mustakabali wa Nishati utajaribu kujibu.

Lakini kabla ya kuchunguza jinsi siku zijazo za nishati mbadala zitakavyokuwa, kwanza tunapaswa kuelewa ni kwa nini tunaacha enzi ya nishati ya visukuku. Na ni njia gani bora zaidi ya kufanya hivyo kuliko kwa mfano ambao sote tunaufahamu, chanzo cha nishati ambacho ni cha bei nafuu, kikubwa, na chafu sana: makaa ya mawe.

Makaa ya mawe: dalili ya uraibu wetu wa mafuta

Ni nafuu. Ni rahisi kuchimba, kusafirisha na kuchoma. Kulingana na viwango vya matumizi ya leo, kuna miaka 109 ya hifadhi iliyothibitishwa iliyozikwa chini ya Dunia. Amana kubwa zaidi ziko katika demokrasia thabiti, inayochimbwa na kampuni zinazotegemewa na uzoefu wa miongo kadhaa. Miundombinu (viwanda vya kuzalisha umeme) tayari vipo, ambavyo vingi vitadumu kwa miongo kadhaa zaidi kabla ya kuhitaji kubadilishwa. Kwa uso wake, makaa ya mawe yanasikika kama chaguo bora kwa ulimwengu wetu.

Walakini, ina drawback moja: ni mchafu kama kuzimu.

Mitambo ya kuzalisha umeme kwa kutumia makaa ya mawe ni mojawapo ya vyanzo vikubwa na vichafu zaidi vya utoaji wa kaboni inayochafua angahewa yetu kwa sasa. Ndiyo maana matumizi ya makaa ya mawe yamekuwa katika kupungua polepole katika sehemu kubwa ya Amerika Kaskazini na Ulaya—kujenga uwezo zaidi wa kuzalisha nishati ya makaa ya mawe hakuendani na malengo ya dunia iliyoendelea ya kupunguza mabadiliko ya hali ya hewa.

Hiyo ilisema, makaa ya mawe bado ni miongoni mwa vyanzo vikubwa vya umeme kwa Marekani (kwa asilimia 20), Uingereza (asilimia 30), Uchina (asilimia 70), India (asilimia 53), na mataifa mengine mengi. Hata kama tungebadili kabisa kutumia zinazoweza kutumika upya, inaweza kuchukua miongo kadhaa kuchukua nafasi ya kipande cha makaa ya mawe ya nishati inayowakilisha sasa. Hiyo ndiyo sababu pia nchi zinazoendelea zinasitasita kusitisha matumizi yake ya makaa ya mawe (hasa Uchina na India), kwani kufanya hivyo kunaweza kumaanisha kupiga breki kwenye uchumi wao na kuwarudisha mamia ya mamilioni kwenye umaskini.

Kwa hivyo badala ya kufunga viwanda vya makaa ya mawe vilivyopo, serikali nyingi zinajaribu kuvifanya viwe safi zaidi. Hii inahusisha aina mbalimbali za teknolojia za majaribio ambazo zinahusu wazo la kunasa na kuhifadhi kaboni (CCS): kuchoma makaa ya mawe na kusugua gesi ya utoaji wa kaboni chafu kabla ya kufika kwenye angahewa.

Kifo cha polepole cha mafuta ya mafuta

Jambo kuu ni hili: kusakinisha CCS tech kwenye mitambo iliyopo ya makaa kunaweza kugharimu hadi dola nusu bilioni kwa kila mmea. Hiyo ingefanya umeme unaozalishwa kutoka kwa mitambo hii kuwa ghali zaidi kuliko mimea ya jadi (chafu) ya makaa ya mawe. "Ni gharama gani zaidi?" unauliza. Mchumi taarifa kwenye mtambo mpya wa kuzalisha umeme wa makaa wa mawe wa Mississippi CCS wa dola bilioni 5.2, ambao wastani wa gharama kwa kila kilowati ni $6,800—hiyo inalinganishwa na takriban dola 1,000 kutoka kwa mtambo unaotumia gesi.

Ikiwa CCS ilitolewa kwa wote 2300 makaa ya mawe-fired mitambo duniani kote, gharama inaweza kuwa zaidi ya dola trilioni.

Mwishowe, wakati timu ya PR ya tasnia ya makaa ya mawe inakuza kikamilifu uwezo wa CCS kwa umma, nyuma ya milango iliyofungwa, tasnia hiyo inajua kwamba ikiwa wangewekeza katika kuwa kijani kibichi, ingewaweka nje ya biashara-itaongeza gharama. ya umeme wao hadi ambapo renewables mara moja kuwa chaguo nafuu.

Katika hatua hii, tunaweza kutumia aya nyingine chache kueleza ni kwa nini suala hili la gharama sasa linasababisha kuongezeka kwa gesi asilia badala ya makaa ya mawe—tukiona kama ni safi zaidi kuwaka, haitoi jivu au mabaki yenye sumu, inafaa zaidi, na inazalisha zaidi. umeme kwa kilo.

Lakini katika kipindi cha miongo miwili ijayo, makaa ya mawe yanayoweza kujitokeza sasa yanakabiliwa, gesi asilia itapitia pia—na ni mada utakayosoma mara kwa mara katika mfululizo huu: tofauti kuu kati ya vyanzo mbadala na vyanzo vya nishati vinavyotokana na kaboni (kama vile makaa ya mawe). na mafuta) ni kwamba moja ni teknolojia, wakati nyingine ni mafuta ya kisukuku. Teknolojia inaboresha, inakuwa nafuu na hutoa faida kubwa kwa muda; ambapo kwa nishati ya kisukuku, katika hali nyingi, thamani yake hupanda, kutuama, inakuwa tete, na hatimaye hupungua baada ya muda.

Kidokezo cha mpangilio mpya wa ulimwengu wa nishati

2015 ilikuwa mwaka wa kwanza ambapo uchumi wa dunia ulikua wakati uzalishaji wa kaboni haukua—huku kugawanyika kwa uchumi na utoaji wa kaboni kwa kiasi kikubwa ni matokeo ya makampuni na serikali kuwekeza zaidi katika mbadala kuliko uzalishaji wa nishati ya kaboni.

Na huu ni mwanzo tu. Ukweli ni kwamba tumebakisha muongo mmoja tu kutoka kwa teknolojia zinazoweza kufanywa upya kama vile jua, upepo, na nyinginezo kufikia kiwango ambapo zinakuwa chaguo la bei nafuu zaidi na linalofaa zaidi. Hatua hiyo ya mwisho itawakilisha mwanzo wa enzi mpya katika uzalishaji wa nishati, na uwezekano, enzi mpya katika historia ya mwanadamu.

Katika miongo michache tu, tutaingia katika ulimwengu ujao uliojaa nishati isiyolipishwa, isiyo na kikomo na safi inayorudishwa. Na itabadilisha kila kitu.

Katika kipindi cha mfululizo huu wa Mustakabali wa Nishati, utajifunza yafuatayo: Kwa nini umri wa nishati chafu unakaribia mwisho; kwa nini mafuta yanapangwa kusababisha anguko jingine la kiuchumi katika muongo ujao; kwa nini magari ya umeme na nishati ya jua vitatuongoza kwenye ulimwengu wa baada ya kaboni; jinsi viboreshaji vingine kama vile upepo na mwani, pamoja na thoriamu ya majaribio na nishati ya muunganisho, itachukua sekunde karibu na jua; na kisha hatimaye, tutachunguza jinsi ulimwengu wetu wa baadaye wa nishati isiyo na kikomo utakavyokuwa. (Kidokezo: itaonekana kuwa ya kuvutia sana.)

Lakini kabla hatujaanza kuzungumzia kwa uzito kuhusu mambo yanayoweza kufanywa upya, kwanza tunapaswa kuzungumza kwa uzito kuhusu chanzo muhimu zaidi cha nishati ya leo: mafuta.