Cum ar schimba energia verde lumea

Poate că desalinizarea apei de mare, dintr-o dată eficientă din punct de vedere al costurilor, ar atenua lipsa de apă a Pământului. Gunoiul ar putea fi reciclat la scară masivă, permiţând extracţia de oligoelemente preţioase, cum ar fi metalele rare, în timp ce dioxidul de carbon (CO2) ar putea fi evacuat din atmosferă pentru a încetini schimbările climatice. Oamenii ar putea trăi confortabil în regiunile polare ale Pământului sau ar putea călători departe în vehicule alimentate cu baterii. Bunurile şi serviciile care necesită energie electrică ar putea deveni mai ieftine, chiar gratuite. Amprenta noastră de emisii ar putea fi în curând nedetectabilă, relatează BBC.

Deşi este interesant de contemplat, această lume durabilă ar fi incredibil de costisitoare. Ar depinde, de asemenea, de o gamă largă de factori politici, economici şi tehnologici pentru a deveni vreodată realitate.

"Energia verde poate fi nelimitată, dar cu siguranţă nu nelimitată fără costuri", spune Victor B Flatt, conform BBC.

Succesul energiei verzi depinde de dorinţa oamenilor de a adopta tehnologia în primul rând - alternativele regenerabile ar trebui să promite mai multă comoditate, viteză, economii şi securitate decât petrolul, cărbunele şi gazele de care ne-am bazat atât de mult. De asemenea, legislatorii ar trebui să combată blocajul legislativ pentru a se asigura că politicile energetice durabile ar putea fi implementate. Instalaţiile care ard această energie verde - fie ea solară, eoliană, geotermală, biomasă sau chiar fuziune nucleară sau o tehnologie nedescoperită - ar trebui construite şi întreţinute pe măsură ce planeta continuă să se încălzească şi resursele scăderea, arată sursa citată.

Şi presupunând că aceste obstacole ar putea fi depăşite, cum ar putea energia verde nelimitată să ne schimbe propriul consum, inovaţia, economia noastră, politicile publice şi mediul? Şi ce factori ar putea înrăutăţi temporar această planetă ipotetică?

Potrivit Agenţiei Internaţionale pentru Energie (IEA), cererea de energie electrică va creşte cu 40-60% în unele regiuni în următorii 10 ani. Cercetătorii prevăd că prosperitatea crescândă atât în ​​lumea dezvoltată, cât şi în cea în curs de dezvoltare va continua să conducă la creşterea cererii consumatorilor pentru resurse cheie până cel puţin în 2040. În acelaşi timp, constrângerile în materie de energie , apă şi alte resurse naturale vor genera noi şi provocări - pentru a gestiona instabilitatea.

Generarea curentă de energie electrică - în principal din combustibili fosili - este cel mai mare contribuitor la schimbările climatice, responsabilă pentru 30% din toate emisiile de gaze cu efect de seră. Energia verde ar putea reprezenta astfel o abatere radicală de la business-as-usual, promiţând o cale către zero emisii de carbon şi independenţă energetică internaţională. Fără eforturile concertate ale factorilor de decizie, ale investitorilor şi ale cetăţenilor, totuşi, energia verde nelimitată ar putea duce, de asemenea, la o lume cu creştere a deşeurilor şi a penuriei.

"Energia verde poate fi nelimitată, dar cu siguranţă nu nelimitată fără costuri", spune Victor B Flatt, profesor de drept al mediului şi şeful Centrului juridic pentru mediu, energie şi resurse naturale de la Universitatea din Houston. De la cheltuiala enormă de capital necesară pentru a construi centrale electrice regenerabile - sau pentru a le converti pe cele existente - până la investiţiile de marketing necesare pentru a stimula utilizarea acesteia la procesele de extracţie care emit emisii necesare pentru o nouă infrastructură, energia verde gratuită are un preţ ridicat.

Nu există răspunsuri perfecte. Ceea ce va fi necesar în anii următori este un amestec divers şi flexibil de soluţii energetice - ceea ce Bill Gates numeşte "un cuţit elveţian de instrumente energetice".

Energia fără carbon promite cu siguranţă beneficii tentante: electrificarea totală a transportului, sisteme de încălzire şi răcire fără emisii pentru a ne alimenta casele şi afacerile, îngrăşământ mai ecologic pentru terenurile noastre agricole. Dacă reuşim să-l producem, ar putea fi nevoie şi să folosim surse suplimentare de energie de fuziune . Dezvoltarea unor metode eficiente şi durabile de ardere a biomasei şi transformarea metanului din culturi şi canalizare ar contribui la creşterea aprovizionării cu combustibil verde, dar ar trebui, de asemenea, să ne reducem energia totală şi să explorăm modalităţi de a transforma politica climatică în acţiuni concrete şi aplicabile.

Pe măsură ce anumite părţi ale lumii încep să renunţe la combustibilii fosili, aprovizionarea noastră actuală cu combustibil va deveni din ce în ce mai ieftină, spune Flatt. Ţările bogate în petrol, dornice să-şi vândă ultimii barili către ţările în curs de dezvoltare, ar reduce preţul şi mai mult, eliminând încet economiile de combustibil lichid. "Dacă energia verde este mai competitivă decât combustibilii fosili, oamenii se vor îndrepta în această direcţie", spune Flatt. "Dar constrângerile din lumea reală vor începe să preia control".

Centralele electrice tradiţionale vor juca un rol mai mic, deoarece obiectivele de decarbonizare şi mandatele naţionale necesită utilizarea lor redusă. Simultan, o infrastructură robustă a centralelor regenerabile variabile va deveni absolut crucială. Aceste centrale vor trebui construite pe o zonă geografică mare pentru a asigura o întrerupere minimă a curentului - dacă este o zi gri, fără vânt în Dublin, electricitatea ar putea fi canalizată de la distanţă de Oslo, de exemplu. Această expansiune a producţiei va duce probabil la crearea de locuri de muncă stabile, pe termen lung - un pozitiv net - dar ar putea însemna şi pierderi temporare de locuri de muncă în alte sectoare, cum ar fi cărbunele.

O altă constrângere formidabilă este că energia verde este notoriu de nesigură. Hidroenergia necesită suficientă ploaie pentru a propulsa o sursă constantă de apă curgătoare şi poate face ravagii speciilor acvatice native şi ecosistemelor acestora . Panourile solare fotovoltaice au nevoie de cer senin şi soare pentru a valorifica fotonii de lumină necesari pentru a genera electricitate.

Energiile regenerabile variabile sunt generatoare de energie care depind de disponibilitatea resurselor intermitente; prin urmare, necesită tehnologii complementare pentru a se asigura că echilibrul dintre cerere şi ofertă este menţinut în orice moment - ​​chiar şi în timpul schimbărilor sezoniere sau al scenariilor cele mai defavorabile. Energia verde nelimitată ar da aproape sigur naştere la metode inovatoare de utilizare şi stocare a energiei în mod ieftin şi eficient, dar crearea unui surplus permanent de energie poate să nu fie economică la scară.

"Vor fi momente în care vom avea mai multă energie decât avem nevoie în anumite locuri", spune Richard Green, profesor în energie durabilă la Imperial College Business School din Londra. "Găsirea unor modalităţi de a folosi această energie suplimentară în acele momente este o idee grozavă, dar nu suficient de previzibilă pentru ca oamenii să-şi planifice viaţa." Ca atare, modurile tradiţionale de energie ar putea fi încă necesare în aprovizionare limitată, astfel încât, dacă nu avem energie electrică verde, există o măsură suplimentară.

Cota tot mai mare de energie regenerabilă variabilă înseamnă că sistemele de energie vor deveni probabil mai flexibile. Desigur, cererea trebuie să fie şi ea flexibilă. "Fie oamenii plătesc un abonament - ​​un pic ca un plan telefonic în care primeşti energie gratuită până la o anumită sumă", explică Green, "sau este un model cu plata pe măsură". Creşterea preţurilor Uber ar putea părea relativ generos. "Preţul ar trebui să treacă prin acoperişul unei părţi a anului, ori de câte ori lipseşte vânt sau lumina soarelui".

Problema cererii de energie verde nu se va limita, desigur, la gospodării, ci s-ar extinde la întreprinderi şi corporaţii, în special companiile de tehnologie - unii dintre cei mai mari consumatori de energie electrică. Centrele de date de la giganţii tehnologici de vârf, cum ar fi Amazon, Google, Facebook şi Microsoft, necesită deja zeci de terawatt-oră (o unitate egală cu un miliard de kilo-waţi de energie electrică) pe an pentru a-şi menţine serverele la rece. Pe măsură ce creşterea inteligenţei artificiale şi a învăţării automate necesită mai multă putere de calcul, această cifră va creşte doar. Investiţiile private ar putea accelera şi mai mult noile tehnologii şi ar putea schimba economia pentru ca marile companii să le implementeze.

Totuşi, dacă corporaţiile vor trece la energie neutră din punct de vedere al carbonului, ele vor exercita şi presiune indirectă asupra terenurilor deja rare din cauza utilizărilor concurente, urbanizării şi dezvoltării industriale, deoarece vor trebui construite mai multe centrale de energie regenerabilă pentru a satisface cererea. Acest lucru, la rândul său, va pune un stres suplimentar asupra planetei: multe forme de energie regenerabilă sau procesele lor de fabricaţie emit în aer gaze cu efect de seră, cum ar fi CO2 sau metan, deoarece se bazează pe minerale (cobalt, litiu şi alte metale din pământuri rare) care în prezent pot fi extrase sau construite doar cu ajutorul combustibililor fosili. Extracţia are, de asemenea, un potenţial semnificativ de a distruge iremediabil habitatele native ale animalelor şi ale plantelor .

Cu alte cuvinte, energia verde nelimitată ar putea fi de fapt dăunătoare în anumite privinţe mediului pe termen scurt. Cu toate acestea , sursele regenerabile au în cele din urmă puterea de a reduce sau inversa producţia noastră de carbon şi de a elimina milioane de decese cauzate de poluare în fiecare an, luând decizia de a schimba una dintre cele mai presante probleme ale timpului nostru.

Puterea de fuziune, care generează electricitate prin utilizarea căldurii din reacţiile de fuziune nucleară , este o tehnologie ecologică cu o promisiune incredibilă. Acest format de energie ar permite surselor de energie pe care le-am putea porni şi opri după bunul plac şi ar elimina problemele legate de combustibilul uzat şi proliferarea fisiunii nucleare. "Fuziunea este o cale către forme curate de energie", spune Joshua D Rhodes, inginer energetic la nivel de sisteme la Universitatea din Texas din Austin. "Dar până acum, nimeni nu a reuşit să creeze o reacţie de fuziune care se autosusţine" (una care produce o reacţie energetică care generează mai multă energie decât consumă).

Dacă costul nu mai este un factor, energia verde nelimitată sub formă de fuziune ar putea transforma radical diferite sectoare, inclusiv transportul, aviaţia şi producţia. Schimbarea ar contribui, de asemenea, în mare măsură către reducerea emisiilor de carbon şi a particulelor în general . Dacă curăţăm lanţurile de aprovizionare, s-ar putea să ne putem îndepărta sau să eliminăm sursele de energie care emit poluanţi în atmosferă.

"Energia curată este necesară, dar nu suficientă, pentru a îndeplini obiectivul de 1,5C", afirmă Joshua D Rhodes

"Întotdeauna vor exista industrii care vor avea nevoie de o substanţă asemănătoare combustibililor fosili", spune Rhodes, "dar nu trebuie să le scoatem din pământ: putem face un combustibil sintetic". Pentru operaţiunile care necesită multă energie într-un spaţiu restrâns, combustibilii lichizi cu carbon în componenţă pot fi utili, deoarece menţin sistemele stabile. Zborurile pe distanţe lungi, de exemplu, au nevoie în prezent de o substanţă asemănătoare combustibilului fosili. Cu toate acestea, în loc de combustibil pentru avioane, aeronavele ar putea funcţiona cu metan derivat din hidrogen şi CO2 sau cu amoniac din hidrogen şi azot atmosferic , ambele putând fi create folosind electricitate verde. Având în vedere contribuţia sectorului la climă - aviaţia este responsabilă pentru 2,5% din emisiile anuale de CO2 - numai această schimbare ar fi importantă.

Alte tehnologii verzi, cum ar fi captarea şi stocarea carbonului, vor fi probabil necesare pentru a obţine emisii totale nete zero. Potrivit Grupului Interguvernamental pentru Schimbări Climatice (IPCC), "Electrificarea, hidrogenul, materiile prime şi substituţia bio şi, în mai multe cazuri, captarea, utilizarea şi stocarea dioxidului de carbon (CCUS) ar duce la reducerile profunde ale emisiilor necesare în industriile consumatoare de energie să limiteze încălzirea la 1,5 ° C".

Dar IPCC observă, de asemenea, că aceste opţiuni sunt limitate de constrângeri instituţionale, economice şi tehnice - ceea ce înseamnă că un impuls uriaş al politicii fiscale din partea guvernului ar fi crucial. "Pentru a menţine creşterea temperaturii globale sub 1,5 C, lumea trebuie să ajungă la zero emisii nete de carbon între 2050 şi 2070", spune Rhodes. "Energia curată este necesară, dar nu suficientă, pentru a atinge acest obiectiv".

Naţiuni precum Costa Rica şi Norvegia şi -au atins deja multe dintre obiectivele lor ambiţioase în materie de climă; alte ţări rămân cu mult în urma obiectivelor de zero net pentru 2050 necesare pentru a menţine încălzirea globală sub pragul critic de 1,5 °C, stabilit în Acordul de la Paris din 2015. Chiar şi într-o lume a surselor regenerabile nelimitate, stabilizarea sectorului energetic global nu va rămâne la îndemână, dacă ţările individuale nu pot conveni asupra unei legislaţii cuprinzătoare privind schimbările climatice - şi nu vor face acest lucru rapid. Creditele fiscale pentru achiziţionarea de maşini şi aparate cu emisii scăzute, sprijinul pentru construcţia de staţii de combustibil din surse regenerabile şi alte infrastructuri şi sancţiuni financiare pentru utilizarea combustibililor fosili ar putea accelera schimbarea, arată sursa citată.

"Cea mai mare barieră în calea energiei verzi nu sunt banii sau chiar tehnologia; este politica guvernamentală", spune Flatt. Politicile energetice pot varia chiar şi în cadrul jurisdicţiilor unei naţiuni, ceea ce înseamnă că progresul este adesea lent. Luaţi în considerare că localităţile trebuie să fie de acord cu site-uri de energie regenerabilă offshore şi onshore înainte ca cererea de energie verde să crească. "Europa a fost deja de acord să obţină 20% din puterea sa din energia eoliană offshore ", spune Flatt. "În Statele Unite, totuşi, cu jurisdicţiile sale multiple, orice stat poate opune veto asupra unei linii electrice. A face ca parlamentarii să cadă de acord asupra locului în care vor fi construite sursele de energie - baraje hidro şi ferme de vânt - este esenţial dacă vrem să îmbrăţişăm pe deplin o soluţie verde. economie."

Nu toată lumea ar avea acces imediat la energia verde, chiar dacă ar fi brusc abundentă, în timp ce cei care o fac ar putea să o risipească

În cele din urmă, o ofertă nesfârşită de surse regenerabile nu ar rezolva neapărat problemele de capitaluri proprii pe termen scurt. În unele locuri, disponibilitatea gata de iluminat, încălzire, refrigerare şi transport este un lux pe care puţini şi-l pot permite. Nu toată lumea ar avea acces imediat la energia verde, chiar dacă ar fi brusc abundentă, în timp ce cei care au acces ar putea să o risipească, scrie BBC.

"Când orice marfă devine mai ieftină, oamenii au tendinţa de a folosi mai mult", spune Green. De asemenea, energia verde nelimitată ar putea duce la alegeri de proiectare la fel de slabe, care ar provoca risipa sau chiar lipsa în perioadele de penurie, chiar dacă anumite părţi ale lumii continuă să se descurce fără. "Oamenii găsesc modalităţi de a face faţă penuriei este ceea ce a determinat progresul de obicei", spune Green.

Problema ţine mai puţin de supraconsum, care tinde să descrie epuizarea unei resurse, decât de creşterea consumului, deoarece resursa este abundentă în primul rând. În general, ar fi suficientă resursă disponibilă, dar acest lucru poate duce la noi probleme. Acest fenomen a caracterizat istoric şi alte scăderi ale costului resurselor: atunci când am făcut alimente ieftine şi abundente, învăţând cum să le procesăm şi să le fabricăm la scară, am dezvoltat o criză de obezitate. Când am conceput modalităţi de a produce plastic ieftin, oceanele s-au sufocat brusc cu pungile şi sticlele noastre de unică folosinţă. Ar putea apărea un model similar dacă facem energia verde abundent de ieftină?

Trecerea la energie regenerabilă la nivel mondial ar putea atenua criza noastră legată de schimbările climatice, aducând în acest proces noi forme de inovare şi comerţ. Acest lucru ar putea elibera timp şi forţă de muncă pentru a le dedica timpului liber şi altor activităţi. Dar trebuie să rămânem realişti. "Acest lucru rezolvă unele probleme", spune Flatt, "dar nu este o Nirvana".