Новости

May 14, 2023

Сколько будет стоить решение проблемы изменения климата? И как мы будем за это платить?

8 июня 2023 г. Автор: Palmer Owyoung Оставить комментарий Мы знаем, что нам нужно заменить

8 июня 2023 автор Палмер Оуёнг Оставить комментарий

Мы знаем, что нам необходимо заменить ископаемое топливо возобновляемыми источниками энергии. Но по состоянию на 2023 год мы по-прежнему получаем около 78% нашей энергии из ископаемого топлива, при этом уголь будет крупнейшим источником электроэнергии (36%). Так как же нам перейти от сегодняшнего состояния к 100% возобновляемой энергии до 2050 года? Существует ли решение проблемы изменения климата? Самое главное, сколько это будет стоить и кто за это заплатит?

Чтобы ответить на первый вопрос, мы обратимся к Марку Джейкобсону, профессору гражданской и экологической инженерии и директору программы «Атмосфера/Энергия» в Стэнфордском университете. В своей книге 2023 года «Чуда не нужно» он составляет комплексный план, основанный на реальных данных, который показывает, как мир может отказаться от ископаемого топлива, используя существующие технологии в виде ветровой, солнечной, геотермальной, гидроэлектрической и аккумуляторной энергии. .

По словам Джейкобсона, у нас уже есть 95% того, что нам нужно, а оставшиеся 5% будут получены из водородных топливных элементов, которые могут приводить в действие самолеты и грузовые суда дальнего следования.

Данные для его книги взяты из подробного исследования, которое он опубликовал в 2015 году, о том, что необходимо каждому из 50 штатов США для перехода их электросетей, транспорта, отопления/охлаждения и промышленного сектора на возобновляемую энергию, основанную на энергии ветра, воды и солнца.

Целью плана является замена от 80 до 85% ископаемого топлива к 2030 году и 100% к 2050 году. Эти временные рамки значительно более агрессивны, чем Парижское климатическое соглашение, и Джейкобсон не только рассматривает необходимость сокращения выбросов парниковых газов и загрязнения воздуха, но и делает это, сохраняя при этом низкие затраты на электроэнергию, создавая новые рабочие места и поддерживая стабильную энергосистему.

Одной из самых больших проблем, связанных с солнечной энергией и ветром, является проблема прерывистости, которая означает, что солнце не всегда светит и не всегда дует ветер. Отчет Джейкобсона за 2015 год подвергся критике за предположения о том, как можно хранить энергию, и был отклонен как использующий нереалистичные предположения.

Его ответом было написатьисследование 2018 года который разделил мир на 143 страны и 20 регионов по всему миру. Используя данные и симулятор, он и его команда проверяли стабильность сети в каждом из регионов каждые 30 секунд в течение последних пяти лет, чтобы определить стоимость энергии на единицу энергии.

Они обнаружили, что ветра, воды и солнечной энергии достаточно, чтобы поддерживать стабильность и бесперебойность энергосистемы, вопреки утверждениям его критиков. Фактически, он обнаружил, что на Земле вырабатывается достаточно ветра, чтобы обеспечить наши потребности в 6 или 7 раз, и хотя это правда, что эта энергия является прерывистой, он говорит, что для решения проблемы потребуется не более 4 часов хранения энергии. проблема.

Более того, исследование 2023 года, опубликованное в журнале Nature, показывает, что одни только аккумуляторы электромобилей могут обеспечить краткосрочное хранение энергии, необходимое глобальным сетям уже к 2030 году.

В странах, где имеется большое количество гидроэлектроэнергии, вырабатываемой плотинами, решить проблему прерывистости относительно легко. В других странах, говорит Джейкобсон, проблему можно решить за счет более эффективного хранения энергии, лучшего управления спросом и увеличения мощности возобновляемых источников энергии путем подключения их к более обширным территориям.

Кроме того, для хранения данных не обязательно использовать только литий-ионные батареи, которые могут быть дорогими. Другие альтернативы включают в себя гидроэлектростанции, аккумулирование тепла в скважинах и гравитационные батареи, требующие подъема и опускания грузов, причем все они намного дешевле, чем литий-ионные батареи.

Итак, как будет выглядеть реализация? Если бы вы хотели обеспечить весь мир электроэнергией с помощью ветра, воды и солнца, один из способов сделать это — выделить 50 процентов энергии ветра, 40 процентов солнечной энергии и 10 процентов гидроэлектроэнергии. Это составит примерно 4 миллиона ветряных турбин мощностью 5 мегаватт; 90 000 солнечных фотоэлектрических установок мощностью 300 МВт, некоторые концентрированные солнечные электростанции и 1,9 миллиарда систем солнечных батарей на крыше мощностью 3 КВт. Остальные 10 процентов будут состоять из геотермальной и гидроэлектрической энергии, приливных турбин и волновой энергии.