Четвртата енергетска транзиција и маките за правење
од Константин Крангану, сабота, 19 октомври 2019 година, 8:59 часот
Историјата на човечката цивилизација е историја и на енергетските транзиции - низа нарушувачки технологии кои имаат неизбришливо обележани различни фази на економски, социјален, културен развој, итн. Во принцип, човештвото доживеа три големи енергетски транзиции и сега се бори да го започне четвртиот.
Првата беше контрола на пожарот, што им овозможи на луѓето да ослободуваат енергија добиена од сонцето со согорување на биомаса, чија количина беше ограничена со фотосинтеза. Со помош на оган, луѓето почнаа да јадат подобро, да живеат поудобно и да изгледаат поефикасно од животните. Господарството на оган беше едно од најимпресивните достигнувања на нашиот вид, трајно одвојувајќи ги луѓето од другите цицачи приближно. Пред 800 000 години.
Втората транзиција се случи пред 10 000 -12 000 години, со пронаоѓање на земјоделството, кое ја трансформираше и концентрираше сончевата енергија во храна (хемиска енергија). Преминот од патничката потрага по храна до нејзиното седечко производство, заедно со припитомувањето на животните, ги ослободи луѓето за други активности освен егзистенција и доведе до раѓање на големи култури, организирани општества и историска свест. Во овој втор период, кој заврши пред само неколку векови, домашните животни и поголемите човечки популации исто така обезбедија енергија во форма на мускулна моќ.
Третата енергетска транзиција, од биогорива и животинска енергија до фосилни горива, го создаде денешниот модерен свет и првата вистинска глобална цивилизација. Индустриската револуција - најголемиот амблем на оваа транзиција - беше револуција на јаглен, нафта, природен гас и автомобили кои ги користеа овие горива за производство на електрична енергија, топлина или кинетичка енергија.
Денес, светот се соочува со четврта енергетска транзиција: ненадејно напуштање, за само неколку децении, на фосилни горива и нивно заменување со извори на енергија без јаглерод диоксид. Во основа, враќањето во прединдустриските времиња се тврди преку враќање на тековните енергетски текови на сонцето, наместо во историските, кои, пред милиони години, се материјализираа во наоѓалишта на јаглен, нафта и природен гас.
Болки во правењето
Четвртата енергетска транзиција се разликува од првите три во неколку аспекти.
1. Историја на нештата, луѓето обично тргувале со релативно ниски извори на енергија, со мала енергетска густина (MJ/kg) или густина на моќност (W/m ^ 2), за извори што произведувале повеќе енергија по kg, или моќност на метар квадратен (слика 1).
Од дрво, слама, грмушки, скршени гранки од дрвја (густина на моќност под 10 W/m ^ 2), се префрливме на јаглен (густина на моќност помеѓу
500 - 20 000 W/m ^ 2) и, конечно, за јаглеводороди (густина на моќност помеѓу
100 - 35.000 W/m 2). За споредба, биогоривата од типот на етанол, шумите, ветерот и сончевата енергија се познати по ниската и многу мала густина на електрична енергија (
Сл. 1. Во минатото, луѓето користеа извори на енергија со поголема густина на моќност, кои произведуваат повеќе енергија по единица маса и бараат помалку земјиште за да се произведе. Обновливите енергии (зелена) имаат помала густина од фосилните горива (кафеава). Ова значи дека сегашниот потег кон глобално усвојување на обновлива енергија значително ќе го зголеми стапалото на глобалното производство на енергија (поголеми области на производство и помала густина на електрична енергија), истовремено спречувајќи експанзија на нуклеарната енергија.
Тековната парадигма, во првите редови на сите неодамнешни движења во животната средина, прокламира пресврт на овој историски тренд и враќање на ниските густини, наизменични, не-скалабилни и скапи извори на енергија без субвенции. Зошто? Бидејќи, според мислењето на еколозите, ова би било главното решение за контрола на антропогените емисии на СО2.
Главната последица од прокламираното свртување на енергетската густина ќе биде обврската да се распределат земјишни површини 100 или дури 1.000 пати поголеми за производство на обновлива енергија отколку во моментов. и
Во мојот претходен напис, ги наведев примерот со огромните влијанија врз земјоделството, биодиверзитетот и квалитетот на животната средина во Соединетите држави, ако четвртата енергетска транзиција треба да се случи до 2050 година:
Наместо 58.000 турбини што сега ги поседуваат, на САД ќе им требаат околу 14 милиони турбини, секоја со висина од 120 метри и секоја со можност да генерира 1,8 мегавати со максимален капацитет кога ветерот дува со голема брзина. што одговара на.
Претпоставувајќи површина од најмалку 6 ха, за тие турбини ќе бидат потребни приближно 910.000 квадратни километри! Ова е далеку поголема од двојно поголема од површината на Калифорнија - не вклучува далекуводи! Милиони пропели на ветерници ќе колеат милиони птици грабливки, други птици и лилјаци низ Америка.
За производство на овие ветерни турбини е потребно нешто од редот на 4 милијарди тони челик, бакар и легури за кули и турбини; 8 милијарди тони челик и бетон за темели; 4 милиони тони ретки земји за мотори, магнети и други компоненти; 1 милијарда тони композитни материјали засновани на нафта за турбински обвивки и сечила; плус масивни количини на камен и чакал за милиони милји патишта за пристап до турбината. За поврзување на фарми со ветерници и американски градови со високонапонски далекуводи, исто така, ќе бидат потребни повеќе суровини и милиони хектари.
Сите овие суровини ќе мора да бидат извлечени од рудници, преработени, топи, произведени во форма на готови производи и испорачани низ целиот свет. За добивање на овие суровини ќе биде потребно извлекување стотици милијарди тони карпи и дробење на десетици милијарди тони руда во стотици нови рудници и каменоломи.
За секој чекор во целиот овој процес ќе бидат потребни огромни количини фосилни горива, бидејќи турбините на ветер и соларните панели не можат да работат со опрема за минување и копање, ниту пак постојано произведуваат топлина доволно голема за да стопат силикон, железо, бакар, ретки земји. или други материјали. ил
2. За подобро да ги согледам тешкотиите со кои се соочува четвртата енергетска транзиција, ќе користам аналогија со познатата забелешка на Толстој во воведниот пасус на Ана Каренина: iii .
„Сите среќни семејства се слични. Секое несреќно семејство е несреќно на свој начин“.
Аналогијата се однесува на очигледна брзина и леснотија со кои се спроведуваат енергетски транзиции во некои земји vs. комплицирани, пролонгирани и одложени транзиции со кои се соочуваат другите земји. Двете ситуации се специфични и се суштински поврзани со уникатни социјални, економски, еколошки и технички околности.
Во Холандија, огромното поле на природен гас Гронинген, распространето на северот на земјата на околу 900 квадратни километри, беше откриено во близина на Слоштерен на 22 јули 1959 година, а првиот транспорт на гас се случи во декември 1963 година. За кратко време, гасот од Гронинген направија револуција во енергетскиот биланс на земјата бидејќи, откако буквално сите индустрии и домови беа претворени во нова енергија, сè уште имаше важни ресурси за извоз. Холандија стана идеален пример за напредна економија која забрзано премина во употреба на нов извор богат со енергија.
Друга категорија е Кувајт, каде што развојот на нафтената индустрија започна во 1934 година, кога Кувајтската нафтена компанија доби оперативна концесија, заедно со АПОЦ (англо-персиска нафтена компанија, подоцна БП) и Галф оил.
Во тоа време, Кувајт беше сиромашен британски протекторат, со површина помала од половина од Холандија, со единствен град, со население од помалку од 100.000 жители, повеќето номади. Традиционалниот извоз на бисери, коњи, зачини и кафе беше во голем пад. Концесијата за рударство беше потпишана на 23 декември 1934 година, а четири години подоцна, на 23 февруари 1938 година, беше откриено огромно нафтено поле, ал-Буркун, второто по големина во светот по саудискиот гигант ал-Гавар.
Во 1946 година, кога започна да извезува, Кувајт произведе околу 800 000 тони нафта; по една година, 2,25 милиони тони; и во 1965 година, со производство од 100 милиони тони, земјата ја надмина Саудиска Арабија, станувајќи четврти најголем производител во светот, зад САД, СССР и Венецуела.
За Кувајт, енергетската транзиција значеше унапредување, во една генерација, од претмодерно општество, зависно од увоз на дрво, јаглен и керозин, во нафтена суперсила.
Но, темпото на транзиција не е исто за големите и богатите земји. Раскажува споредбата меѓу Холандија и Велика Британија.
Првите откритија на природен гас во британскиот сектор во Северното Море беа направени од БП во 1965 година. Но, и покрај интензивното истражување и експлоатација на богати и близу површински наоѓалишта, Велика Британија не успеа да добие дури 30 години. она што го постигна Холандија за една деценија: учеството на природен гас, користен како примарен извор на енергија, беше 5% во 1970 година и само по 30 години се зголеми на околу 39%.
Главните причини за разликите во перформансите помеѓу Холандија и Велика Британија се наоѓаат во апсолутните количини на гас што ги бараат двата национални система (220 Mtoe/годишно во Велика Британија наспроти 60 Mtoe/година во Холандија). Тогаш Велика Британија ќе мора да затвори многу централи на јаглен за да ги замени со погони на гас.
Друга илустрација на „маките за правење“ со кои се соочува четвртата енергетска транзиција е во срцето на споредбите на Германија. Во 2000 година, фосилните горива снабдуваа 84% од енергијата на земјата. Ова беше проследено со историска кампања, вклучително и од 2010 година Енергетивенде, при што беа изградени 90 GW доволно обновливи извори на енергија за да се замени произведената електрична енергија. Потрошената сума надминува 500 милијарди долари. Но, бидејќи Германците го гледаат сонцето само 11% од времето, земјата сè уште е „доена“ од термоцентрали што согоруваат фосилни горива: во 2017 година, тие сепак произведоа 80% од потрошената енергија. Четвртата енергетска транзиција е веројатно добро осмислена и спроведена, но придобивките од животната средина се минимални. Планините беа изгорени и глушец се роди…, рекоа нашите предци.
3. Брзината на усвојување и спроведување на нарушувачки технологии во минатото не е идеален пример за тековната енергетска транзиција кон зелената енергија. Extraе биде вонредно тешко да се преструктуира модерната индустриска и пост-индустриска цивилизација, огромен потрошувач на енергија, заменувајќи ја својата двогодишна фосилна база со онаа направена исклучиво од не-фосилни извори.
На пример, пронаоѓањето и ширењето на моторите со внатрешно согорување и моторните возила (суштински дел од третата енергетска транзиција) се случи во релативно краток временски период (неколку децении), почнувајќи од 1880-тите. Главна причина тоа беше, според мое мислење, квази-истовремено постоење на генијалци со име Николаус Август Ото, Готлиб Дајмлер, Вилхелм Мајбах, Карл Фридрих Бенц, Рудолф Дизел, Хенри Форд или Луис Шевролет. Слична листа на генијалци на ветер и соларна енергија ми е непозната.
Појавата на трактори во американските полиња и автомобили на улиците доведе до брз пад на влечењето од коњи од 1915 година, и покрај жестокото противење на сопствениците на коњи и сточарите за храна. Преминувањето од транспорт на животно-напојување во транспорт на гориво од фосилно гориво не донесе придобивки од акцизи за вагони со погон на животни или од дарежливи државни субвенции. За жал, третата енергетска транзиција сè уште не е завршена во многу романски села, каде преовладува превозот со коњи.
Друг пример: Пронаоѓањето на телефонот во 1876 година од страна на Александар Греам Бел го револуционираше начинот на комуницирање. Еден по еден се појавија телефоните со разводни табли, ротирачки диск, копчиња и мобилни телефони. Но, само еден генијалец, Стив sобс и една компанија, Епл, произведоа, пред само 12 години, нарушувачка, парадигматска промена со измислување паметен телефон со екран на допир.
Што се случи во последните 12 години? Експлозија на планетарна комуникација, поттикната од најбрзото пробивање на некој објект во целата историја на човештвото. Околу 4 од 7,5 милијарди луѓе на планетата денес поседуваат паметен телефон затоа што луѓето се социјални животни и сакаат да озборуваат, критикуваат или прават селфи за да објавуваат на повеќе социјални мрежи. Дали мислите дека имало потреба од данок на старите типови телефони или дека постоела влада што нудела дарежливи субвенции на компаниите за паметни телефони? Не, преминот од телефонот на Бел на телефонот на sобс беше диктиран и контролиран од R&D и пазарните сили. Немаше потреба од телефони IPCC или активисти за про-Apple патетично да ги испрашуваат сопствениците на стари телефонски типови Како се осмелувате?
Ако четвртата енергетска транзиција сака да ги прекине маките за правење и конечно да го роди многу посакуваното дете што не емитува СО2, тогаш треба да се следат примерите погоре. Напишав и повторам уште еднаш: Оние кои се толку загрижени за емисиите на јаглерод треба да предложат и да поддржат истражување и развој на оние „зелени“ технологии кои на крајот ќе станат во можност да ги надминат фосилните горива по цена, изобилство, достапност и приспособливост. . Во тоа време, убеден сум дека сите ќе брзаат да ги користат и да фрлаат фосилни горива во ѓубрето од историјата, без владини можности или очајни повици како Како се осмелуваш?… Како што сега фиксот стана реликвија испратена за само 12 години во музејот на неискористени предмети затоа што доброволно беше заменета со паметен телефон, истото ќе се случи и со сегашните пумпи бензин, дизел или керозин, чие место е на автопатите, аеродромите, пристаништата и полињата ќе ги преземат новите станици за ветер или сонце.
Но, дотогаш, жалам што им соопштив на fansубителите на зелената енергија дека уделот во глобалната продажба на SUV е двојно зголемен во периодот од 2010 до 2018 година. Со ова темпо, џиповите би можеле да додадат речиси 2 милиони барели дневно на глобалната побарувачка на нафта. до 2040 година, анулирајќи ги заштедите на фосилни горива произведени од скоро 150 милиони електрични автомобили. Покрај тоа, џиповите беа втор најголем придонесувач во зголемувањето на глобалните емисии на COO од 2010 година, по секторот електрична енергија, но пред тешката индустрија, камионите и авијацијата. Н.
Зошто сè уште не се појави Стив sобс за електричен транспорт, каде што присуството на суперполначи способни да обезбедат исто или подолго растојание поминато со едно брзо полнење, слично на полнење резервоар за бензин? Ако оваа супер батерија беше достапна на пазарот, сигурна и конкурентна цена, дали мислите дека ќе има потреба од повеќе апокалиптични закани од IPCC, ООН или разни активисти за заштита на животната средина? Дали би виделе на улица електрични полуприколки, добро само да носат малку повеќе од тежината на вашите сопствени батерии? Мислам дека не.
За жал, и покрај долгогодишната надеж и интензивната медиумска и политичка промоција, ветерот и сонцето произведоа во 2018 година помалку од 7% од глобалната енергетска мешавина v. И ова се случува, според мое мислење, затоа што основните технологии потребни за производство на обновлива енергија во огромни количини - било да се тоа суперполначи или супер-ефикасни соларни ќелии - имаа само бавни и непрекинати подобрувања. Затоа, ако четвртата енергетска транзиција нема Стив sобс со својот iPhone, се плашам дека „болката при правењето“ ќе трае многу децении, над 2030 или 2050 година.
4. За да се стави крај на „маките за правење“, преминот од фосилни горива кон обновлива енергија ќе треба да најде конкретни и ефтини решенија за замена на сегашната потрошувачка на јаглен, нафта и гас. Тоа значи попусти на милијарди тони суровини. На пример, човештвото во моментов извлекува и користи повеќе од 7 милијарди тони јаглен годишно. Што и кога ги заменуваме? Takeе биде потребно време и „маките за правење“ ќе бидат заменети со силна економска болка. Ако во САД, на пример, јагленот е делумно заменет со глинени гасови, кои имаат помал отпечаток на јаглерод, што ќе се случи во Кина и Индија? Засега знаеме само што Индијанците неодамна рекоа: „Јагленот ќе биде нашето гориво број 1 до 2040 година“.
„Економските болки“ од четвртата енергетска транзиција се неспоредливи со оние што ги претрпеа сопствениците на коњи и ги хранат земјоделците за време на претходната транзиција. Анализите на ефективни трошоци проценуваат дека напуштањето на фосилни горива и замена на зелената енергија ќе резултира со огромен неуспех. Два примери:
Професорот Вилијам Д. Нордхаус, единствениот економист за животна средина почестен со Нобеловата награда, процени во 2017 година дека економските загуби наметнати со ограничување на глобалното затоплување на 3 ° C ќе сочинуваат околу 2% од глобалниот БДП. ти
Во 2018 година, подеталните проценки напредуваа многу позначителни загуби - 9,8% од глобалниот БДП - за истото ограничување на глобалното затоплување за 3 ° С. Дали доаѓаш
Ако продолжиме да постигнуваме двојно амбициозна цел - затоплување од само 1,5 ° C од прединдустриското ниво, како што налага Парискиот климатски договор - економските загуби во светот ќе бидат несомнено многу поголеми. И достигнувањата? Анализата на обврските потпишани во Париз во 2015 година е многу песимистичка:
Сите климатски политики предложени од САД, Кина, ЕУ и остатокот од светот, спроведени од раните 2000-ти до 2030-та година и одржани во текот на векот, веројатно ќе го намалат глобалното затоплување до околу 0,17 ° C до 2100 година. Viii
Како и во случајот со Германија, забелешката на Хорациј важи и овде: родилни монти, nascetur ridiculus mus