Quantumrun

TASVIR KREDIT: Quantumrun

Qayta tiklanadigan manbalar va toriy va termoyadroviy energiya joker belgilari: Future of Energy P5

Devid Tal, nashriyotchi, futurist
@DavidTalWrites
LinkedIn

Seshanba, 09 - 15:2020

Quyosh 24/7 energiya ishlab chiqarmagani kabi, u ham dunyoning ba'zi joylarida boshqalarga qaraganda unchalik yaxshi ishlamaydi. Menga ishoning, Kanadadan kelganingizda, quyoshni zo'rg'a ko'radigan oylar bor. Skandinaviya mamlakatlari va Rossiyada vaziyat ancha yomonroq bo'lishi mumkin - ehtimol bu u erda juda ko'p miqdorda og'ir metal va aroq iste'mol qilinishini tushuntiradi.

Ammo maqolada aytib o'tilganidek oldingi qism Ushbu Future of Energy seriyasidagi quyosh energiyasi shahardagi yagona qayta tiklanadigan o'yin emas. Darhaqiqat, qayta tiklanadigan energiyaning turli xil variantlari mavjud bo'lib, ularning texnologiyasi quyosh energiyasi kabi tez rivojlanmoqda va xarajatlari va elektr energiyasi (ba'zi hollarda) quyosh energiyasidan ustun turadi.

Boshqa tomondan, biz "joker belgilar qayta tiklanadigan manbalar" deb atashni yoqtiradigan narsalar haqida ham gaplashamiz. Bular nol uglerod chiqindilarini ishlab chiqaradigan, ammo atrof-muhit va jamiyat uchun ikkilamchi xarajatlari hali o'rganilmagan (va zararli bo'lishi mumkin) yangi va ajoyib darajada kuchli energiya manbalari.

Umuman olganda, biz bu erda o'rganadigan nuqta shundaki, quyosh asrning o'rtalariga kelib dominant energiya manbaiga aylansa-da, kelajak ham qayta tiklanadigan manbalar va joker belgilarning energiya kokteylidan iborat bo'ladi. Shunday qilib, qayta tiklanadigan energiyadan boshlaylik NIMBYs butun dunyoda ehtiros bilan nafratlanadi.

Shamol kuchi, Don Kixot bilmagan narsa

Mutaxassislar qayta tiklanadigan energiya haqida gapirganda, ko'pchilik shamol fermalarida quyosh energiyasi bilan bir qatorda. Sabab? Bozordagi barcha qayta tiklanadigan energiya manbalari orasida ulkan shamol tegirmonlari eng ko'zga ko'ringanlari - ular dehqonlarning dalalarida va dunyoning ko'p joylarida izolyatsiya qilingan (va unchalik izolyatsiyalanmagan) dengiz qirg'og'ining ko'rinishi bo'ylab og'riqli barmoqlar kabi turadi.

Ammo a vokal saylov okrugi ulardan nafratlanadi, dunyoning ba'zi qismlarida ular energiya aralashmasini inqilob qilmoqdalar. Buning sababi shundaki, ba'zi mamlakatlar quyosh bilan barakali bo'lsa, boshqalarida shamol va uning ko'pligi bor. Bir paytlar nima bo'lgan soyabonni yo'q qilish, derazalarni yopish va soch turmagini buzadigan bezovtalik (ayniqsa, so'nggi besh-etti yil ichida) qayta tiklanadigan energiya ishlab chiqarish quvvatiga aylantirildi.

Masalan, shimoliy mamlakatlarni olaylik. Finlyandiya va Daniyada shamol energetikasi shu qadar tez sur'atda o'sib bormoqdaki, ular ko'mir yoqilg'isida ishlaydigan elektr stantsiyalarining foyda marjasini yemoqdalar. Aytgancha, bu ko'mir elektr stantsiyalari ushbu mamlakatlarni qayta tiklanadigan "ishonchsiz" energiyadan himoya qilishi kerak edi. Endi, Daniya va Finlyandiya 2,000 megavatt iflos energiyaga ega ushbu elektr stansiyalarini tizimdan chiqarishni rejalashtirmoqda. 2030 tomonidan.

Ammo bu hammasi emas, odamlar! Daniya shamol energetikasiga shunchalik tajovuzkor bo'ldiki, ular 2030 yilgacha ko'mirdan butunlay voz kechishni va butun iqtisodiyotini qayta tiklanadigan energiyaga (asosan shamoldan) o'tkazishni rejalashtirmoqdalar. 2050 tomonidan. Shu bilan birga, shamol tegirmonining yangi dizaynlari (masalan. bir, ikki) sanoatni inqilob qilishi va shamol energiyasini shamolga boy mamlakatlar uchun xuddi quyoshga boy mamlakatlar uchun jozibador qilishi mumkin bo'lgan har doim chiqadi.

To'lqinlarni dehqonchilik qilish

Shamol tegirmonlari bilan bog'liq, ammo dengiz tubiga ko'milgan, qayta tiklanadigan energiyaning uchinchi eng mashhur shakli: suv toshqini. To'lqin tegirmonlari shamol tegirmonlariga o'xshaydi, lekin ular shamoldan energiya yig'ish o'rniga, okean to'lqinlaridan energiya yig'adilar.

To'lqinli fermalar deyarli mashhur emas va ular quyosh va shamol kabi ko'p investitsiyalarni jalb qilmaydi. Shu sababli, tidal hech qachon Buyuk Britaniya kabi bir necha mamlakatlardan tashqarida qayta tiklanadigan energiya aralashmasida asosiy o'yinchi bo'lmaydi. Bu juda achinarli, chunki Buyuk Britaniya Dengiz Foresight Paneliga ko'ra, agar biz Yerning kinetik to'lqin energiyasining atigi 0.1 foizini tutsak, bu dunyoni energiya bilan ta'minlash uchun etarli bo'lar edi.

To'lqinli energiya quyosh va shamolga nisbatan ham o'ziga xos afzalliklarga ega. Misol uchun, quyosh va shamoldan farqli o'laroq, to'lqinlar haqiqatan ham 24/7 ishlaydi. To'lqinlar deyarli doimiy, shuning uchun siz har qanday kun davomida qancha quvvat ishlab chiqarishingizni har doim bilasiz - bashorat qilish va rejalashtirish uchun juda yaxshi. Va u erdagi NIMBYlar uchun eng muhimi, suv toshqini fermalari okean tubida o'tirgani uchun, ular samarali ravishda ko'zdan va aqldan uzoqda.

Eski maktab qayta tiklanadigan manbalar: gidro va geotermal

Qayta tiklanadigan manbalar haqida gapirganda, qayta tiklanadigan energiyaning eng qadimgi va eng keng tarqalgan turlariga: gidro va geotermalga ko'p vaqt ajratmasligimiz g'alati deb o'ylashingiz mumkin. Buning yaxshi sababi bor: iqlim o'zgarishi yaqinda gidroenergiya ishlab chiqarish quvvatini buzadi, geotermal esa quyosh va shamolga nisbatan kamroq tejamkor bo'ladi. Ammo keling, biroz chuqurroq qazaylik.

Dunyodagi gidroelektr to'g'onlarning aksariyati yirik daryolar va ko'llar bilan oziqlanadi, ular o'zlari yaqin atrofdagi tog 'tizmalari muzliklarining mavsumiy erishi va kamroq darajada dengiz sathidan baland yomg'irli hududlarning er osti suvlari bilan oziqlanadi. Kelgusi o'n yilliklar davomida iqlim o'zgarishi bu ikkala suv manbasidan keladigan suv miqdorini kamaytiradi (eriydi yoki quritadi).

Bunga misol qilib, energiyaning 75 foizdan ortig'ini gidroenergetikadan ishlab chiqaradigan dunyodagi eng yashil energiya aralashmalaridan biriga ega bo'lgan Braziliyada ko'rish mumkin. So'nggi yillarda yog'ingarchilik kamaygan va qurg'oqchilik kuchaygan muntazam elektr uzilishlariga sabab bo'ldi (jigarrang va qorayish) yil davomida. Bunday energiya zaifliklari har o'n yil ichida yanada keng tarqalgan bo'lib, gidroga bog'liq bo'lgan mamlakatlarni qayta tiklanadigan dollarlarini boshqa joyga sarmoya qilishga majbur qiladi.

Ayni paytda, geotermal tushunchasi etarlicha asosiy: ma'lum bir chuqurlik ostida, Yer doimo issiq; chuqur teshik oching, quvurlarni tushiring, suv quying, ko'tarilgan issiq bug'ni to'plang va bu bug'dan turbinani quvvatlantirish va energiya ishlab chiqarish uchun foydalaning.

Ko'p sonli vulqonlar bilan "muborak" bo'lgan Islandiya kabi ba'zi mamlakatlarda geotermal erkin va yashil energiyaning ulkan generatoridir - u Islandiyaning deyarli 30 foizini ishlab chiqaradi. Dunyoning oʻxshash tektonik xususiyatlarga ega boʻlgan ayrim hududlarida esa, bu energiyani sarmoya qilishga arziydi. Ammo boshqa hamma joyda geotermal oʻsimliklarni qurish qimmatga tushadi va quyosh va shamol har yili narxlari pasayib boraveradi, geotermal esa buning iloji boʻlmaydi. ko'pgina mamlakatlarda raqobatlasha oladi.

Qayta tiklanadigan manbalar

Qayta tiklanadigan manbalarning muxoliflari ko'pincha ularning ishonchsizligi tufayli biz ehtiyojlarimizni qondirish uchun doimiy miqdorda energiya bilan ta'minlash uchun ko'mir, neft va suyultirilgan gaz kabi yirik, o'rnatilgan va iflos energiya manbalariga sarmoya kiritishimiz kerakligini aytadilar. Ushbu energiya manbalari "asosiy yuk" quvvat manbalari deb ataladi, chunki ular an'anaviy ravishda energiya tizimimizning asosi bo'lib xizmat qilgan. Ammo dunyoning ba'zi qismlarida, ayniqsa Frantsiya kabi mamlakatlarda, yadroviy energiya tanlagan asosiy yuk manbai bo'lib kelgan.

Ikkinchi jahon urushi tugaganidan beri yadroviy energiya dunyoning energiya aralashmasining bir qismi bo'lib kelgan. Texnik jihatdan katta miqdorda nol uglerodli energiya ishlab chiqaradigan bo'lsa-da, zaharli chiqindilar, yadroviy avariyalar va yadroviy qurollarning tarqalishi nuqtai nazaridan nojo'ya ta'sirlar yadroviy sohaga zamonaviy sarmoyalarni deyarli imkonsiz qildi.

Ya'ni, yadroviy o'yin shahardagi yagona o'yin emas. Qayta tiklanmaydigan energiya manbalarining ikkita yangi turi bor: Toriy va Fusion energiyasi. Bularni yangi avlod yadroviy energetikasi deb o'ylab ko'ring, lekin toza, xavfsizroq va ancha kuchliroq.

Toriy va termoyadroviy burchakdami?

Toriy reaktorlari urandan to'rt baravar ko'p bo'lgan toriy nitratida ishlaydi. Ular, shuningdek, uran bilan ishlaydigan reaktorlarga qaraganda ko'proq energiya ishlab chiqaradi, kamroq chiqindi ishlab chiqaradi, qurol darajasidagi bombalarga aylantirilmaydi va deyarli erib ketmaydi. (Toriy reaktorlari haqida besh daqiqalik tushuntirishni tomosha qiling Bu yerga.)

Shu bilan birga, termoyadroviy reaktorlar asosan dengiz suvida ishlaydi - aniqrog'i, vodorod izotoplari tritiy va deyteriyning kombinatsiyasi. Yadro reaktorlari atomlarni parchalash orqali elektr energiyasi ishlab chiqaradigan joyda termoyadroviy reaktorlar bizning quyosh kitobimizdan bir sahifa olib, atomlarni birlashtirishga harakat qilishadi. (Sakkiz daqiqalik termoyadroviy reaktorlarning tushuntirishini tomosha qiling Bu yerga.)

Bu ikkala energiya ishlab chiqaruvchi texnologiyalar bozorga 2040-yillarning oxirlarida paydo bo'lishi kerak edi - iqlim o'zgarishiga qarshi kurashimiz u yoqda tursin, dunyo energiya bozorlarida haqiqatan ham o'zgarishlar qilish uchun juda kech. Yaxshiyamki, uzoq vaqt davomida bunday bo'lmasligi mumkin.

Toriy reaktorlari atrofidagi texnologiya asosan allaqachon mavjud va faol ishlamoqda Xitoy tomonidan ta'qib qilingan. Aslida, ular keyingi 10 yil ichida (2020-yillarning o'rtalarida) to'liq ishlaydigan Toriy reaktorini qurish rejalarini e'lon qilishdi. Shu bilan birga, termoyadroviy quvvat o'nlab yillar davomida surunkali ravishda kam moliyalashtirildi, ammo yaqinda Lockheed Martindan yangiliklar yangi termoyadroviy reaktor ham atigi o'n yil uzoqlikda bo'lishi mumkinligini ko'rsatadi.

Agar ushbu energiya manbalaridan biri keyingi o'n yil ichida Internetga kirsa, u energiya bozorlari bo'ylab zarba to'lqinlarini yuboradi. Toriy va termoyadroviy quvvat energiya tarmog'imizga katta miqdordagi toza energiyani qayta tiklanadigan manbalarga qaraganda tezroq kiritish potentsialiga ega, chunki ular mavjud elektr tarmog'ini qayta o'rnatishimizga muhtoj emasmiz. Va bu energiyaning kapital talab qiladigan va markazlashtirilgan shakllari bo'lgani uchun ular quyosh energiyasining o'sishiga qarshi kurashmoqchi bo'lgan an'anaviy kommunal kompaniyalar uchun juda jozibali bo'ladi.

Oxir-oqibat, bu bir tashlanishdir. Agar keyingi 10 yil ichida toriy va termoyadroviy tijorat bozorlariga kirsa, ular energiya kelajagi sifatida qayta tiklanadigan manbalarni ortda qoldirishi mumkin. Undan uzoqroq va qayta tiklanadigan energiya g'alaba qozonadi. Qanday bo'lmasin, arzon va mo'l energiya bizning kelajagimizda.

Xo'sh, cheksiz energiyaga ega dunyo aslida qanday ko'rinishga ega? Biz nihoyat bu savolga javob beramiz "Kelajak energiya" seriyamizning oltinchi qismi.