Social Climate Tech News

Tue 11 10 2022
Image

Hoe grenzeloze groene energie de wereld zou veranderen

by bernt & torsten

Onbeperkte hernieuwbare energie zou verleidelijke voordelen bieden: emissievrije verwarming, groenere meststoffen en elektrisch vervoer. Maar het overwinnen van de obstakels zal niet gemakkelijk zijn.

Wat zouden we doen met een overvloedige, goedkope, onuitputtelijke levering van hernieuwbare energie?

Misschien zou ontzilting van zeewater, plotseling kosteneffectief, het watertekort op aarde verlichten. Het puin kan op grote schaal worden gerecycled, waardoor waardevolle sporenelementen zoals zeldzame aardelementen kunnen worden gewonnen, terwijl koolstofdioxide (CO2) uit de atmosfeer kan worden gezogen om de klimaatverandering te vertragen. Mensen konden comfortabel leven in de poolgebieden van de aarde of ver en breed reizen in voertuigen op batterijen. Goederen en diensten die elektriciteit nodig hebben, kunnen goedkoper worden, zelfs gratis. Onze uitstootvoetafdruk kan binnenkort niet meer op te sporen zijn.

Hoewel deze duurzame wereld opwindend is om over na te denken, zou het ongelooflijk duur zijn. Het zou ook afhangen van een breed scala aan politieke, economische en technologische factoren om het te realiseren.

Het succes van groene energie hangt af van de bereidheid van mensen om eerst technologie te omarmen – hernieuwbare alternatieven moeten meer gemak, snelheid, besparingen en veiligheid beloven dan de olie, kolen en gas waarvan we zo afhankelijk zijn geworden. Wetgevers zouden ook regelgevingsproblemen moeten bestrijden om ervoor te zorgen dat duurzaam energiebeleid kan worden uitgevoerd. De centrales die deze groene energie verbranden – of het nu zonne-, wind-, geothermische energie, biomassa of zelfs kernfusie of een onontdekte technologie is – zouden moeten worden gebouwd en onderhouden terwijl de planeet bleef verwarmen en de hulpbronnen slinken.

En ervan uitgaande dat deze barrières kunnen worden overwonnen, hoe kan grenzeloze groene energie dan onze consumptie, innovatie, onze economie, overheidsbeleid en het milieu veranderen? En welke factoren kunnen deze hypothetische planeet tijdelijk erger maken?

Volgens het Internationaal Energieagentschap (IEA) zal de vraag naar elektriciteit in sommige regio’s de komende 10 jaar met 40-60% groeien. Onderzoekers voorspellen dat de toenemende welvaart in zowel de ontwikkelde wereld als in ontwikkelingslanden de toegenomen vraag van consumenten naar belangrijke hulpbronnen tot ten minste 2040 zal blijven stimuleren. Tegelijkertijd zullen beperkingen in energie, water en andere natuurlijke hulpbronnen nieuwe en moeilijke hulpbronnen creëren. om met instabiliteit om te gaan.

De huidige elektriciteitsproductie – voornamelijk uit fossiele brandstoffen – is de grootste bijdrage aan de klimaatverandering, verantwoordelijk voor 30% van alle broeikasgasemissies. Groene energie zou dus een radicale afwijking kunnen betekenen van “business-as-usual”, die een pad naar nul koolstofemissies en internationale energieonafhankelijkheid belooft. Zonder de gecoördineerde inspanningen van beleidsmakers, investeerders en burgers kan grenzeloze groene energie echter ook leiden tot een wereld van toegenomen verspilling en schaarste.

Gratis groene energie heeft een hoge prijs van de enorme kapitaaluitgaven die nodig zijn om hernieuwbare energiecentrales te bouwen – of bestaande om te zetten – tot de marketinginvesteringen die nodig zijn om het gebruik ervan te stimuleren voor de emissie-uitstotende winningsprocessen die nodig zijn voor nieuwe infrastructuur.

Er zijn geen perfecte antwoorden. Een veelzijdige en flexibele mix van energieoplossingen zal de komende jaren nodig zijn – een ‘Zwitsers zakmes van energiegereedschappen’.

Koolstofvrije energie belooft zeker verleidelijke voordelen: totale elektrificatie van transport, emissievrije verwarmings- en koelsystemen om onze huizen en bedrijven van stroom te voorzien, en groenere kunstmest voor onze landbouwgronden. Als we het kunnen produceren, moeten we misschien ook complementaire fusiekrachtbronnen gebruiken. Het ontwikkelen van efficiënte en duurzame methoden voor het verbranden van biomassa en het omzetten van methaan uit gewassen en rioolwater zou onze groene brandstofvoorraad helpen vergroten. Maar we zouden ook onze totale energie moeten verminderen en manieren moeten onderzoeken om het klimaatbeleid om te zetten in concrete, afdwingbare maatregelen.

Naarmate delen van de wereld beginnen te worden gespeend van fossiele brandstoffen, zal onze huidige brandstofvoorraad goedkoper worden. Olierijke landen, die graag hun laatste vaten aan ontwikkelingslanden willen verkopen, zouden de prijs verder verlagen en langzaam het vloeibare brandstofverbruik elimineren. Als groene energie concurrerender is dan fossiele brandstoffen, zullen mensen in die richting bewegen. Maar echte beperkingen zullen het gaan overnemen.

Traditionele energiecentrales zullen een kleinere rol spelen omdat de doelstellingen voor decarbonisatie en nationale mandaten een verminderd gebruik vereisen. Tegelijkertijd zal een robuuste infrastructuur van variabele hernieuwbare centrales absoluut cruciaal zijn.

Deze centrales moeten over een groot geografisch gebied worden gebouwd om minimale stroomuitval te garanderen – als het een grijze, windstille dag in Dublin is, moet elektriciteit bijvoorbeeld tot in Oslo worden gekanaliseerd. Deze hausse in de verwerkende industrie zal waarschijnlijk leiden tot een stabiele, langdurige banencreatie – een netto positieve – maar kan ook leiden tot tijdelijk banenverlies in andere sectoren, zoals steenkool.

Een andere formidabele beperking is dat groene energie notoir onbetrouwbaar is. Waterkracht vereist voldoende regen om een constante toevoer van stromend water van stroom te voorzien en kan schade aanrichten aan inheemse aquatische soorten en hun ecosystemen. Fotovoltaïsche panelen hebben een heldere hemel en zonneschijn nodig om fotonen van licht te benutten die nodig zijn om elektriciteit op te wekken.

Variabele hernieuwbare energie is stroomgeneratoren die afhankelijk zijn van de beschikbaarheid van intermitterende bronnen; ze vereisen daarom aanvullende technologieën om ervoor te zorgen dat het evenwicht tussen vraag en aanbod te allen tijde wordt gehandhaafd – zelfs tijdens seizoensveranderingen of worstcasescenario’s. Grenzeloze groene energie zou vrijwel zeker aanleiding geven tot innovatieve methoden om energie goedkoop en efficiënt te gebruiken en op te slaan, maar het creëren van een permanent overschot aan stroom is misschien niet economisch van schaal.

Kosten

Er zullen momenten zijn waarop we op bepaalde plaatsen meer energie zullen hebben dan we nodig hebben. Het vinden van manieren om die extra energie op deze momenten te gebruiken is een goed idee, maar niet voorspelbaar genoeg voor mensen om hun leven rond te plannen. Als zodanig kunnen traditionele stroommodi nog steeds nodig zijn in een beperkt aanbod, dus als we een tekort hebben aan groene stroom, is er een noodmaatregel.

Toenemende aandelen van variabele hernieuwbare energie betekenen dat energiesystemen waarschijnlijk flexibeler zullen worden. Natuurlijk moet de vraag ook flexibel zijn. “Of mensen betalen een abonnement – een beetje zoals een telefoonabonnement waarbij je tot een bepaald bedrag gratis energie krijgt, of het is een pay-as-you-go-model. De hoge prijzen van Uber kunnen relatief genereus lijken. De prijs moet nodig zijn. loop een deel van het jaar door het dak, wanneer er een tekort aan wind of zonlicht is.

Onderneming

De kwestie van de vraag naar groene energie zal natuurlijk niet beperkt zijn tot huishoudens, maar zou zich uitstrekken tot bedrijven en bedrijven, met name technologiebedrijven – enkele van de grootste verbruikers van elektriciteit. Datacenters bij toonaangevende techreuzen als Amazon, Google, Facebook en Microsoft hebben al tientallen terawattuur (een apparaat gelijk aan een miljard kilowattuur elektriciteit) per jaar nodig om hun servers koel te houden. Naarmate de opkomst van kunstmatige intelligentie en machine learning meer rekenkracht vereist, zal dat cijfer alleen maar toenemen. Particuliere investeringen kunnen nieuwe technologieën verder versnellen en de economie transformeren voor grote bedrijven om ze te gebruiken.

Als bedrijven echter overstappen op koolstofneutrale energie, zullen ze ook indirecte druk uitoefenen op land dat al schaars is door concurrerend gebruik, verstedelijking en industriële ontwikkeling, omdat er meer hernieuwbare faciliteiten moeten worden gebouwd om aan de vraag te voldoen. Dit zal op zijn beurt extra stress op de planeet leggen: veel hernieuwbare vormen van energie of hun productieprocessen stoten broeikasgassen zoals CO2 of methaan uit in de lucht omdat ze afhankelijk zijn van mineralen (kobalt, lithium en andere zeldzame aardelementen) die momenteel alleen kunnen worden gewonnen of gebouwd met behulp van fossiele brandstoffen. Extractie heeft ook een aanzienlijk potentieel om inheemse dieren- en plantenhabitats onherstelbaar te vernietigen.

Met andere woorden, grenzeloze groene energie kan op korte termijn schadelijk zijn voor het milieu. Toch hebben hernieuwbare energiebronnen uiteindelijk de kracht om onze koolstofemissies te verminderen of om te keren en miljoenen sterfgevallen veroorzaakt door vervuiling per jaar te elimineren, waardoor de beslissing om te schakelen een van de meest dringende kwesties van onze tijd is.

Kernmogendheid

Fusie-energie, die elektriciteit genereert door warmte uit kernfusiereacties te gebruiken, is een groene technologie met een ongelooflijke belofte. Dit energieformaat zou energiebronnen mogelijk maken die we naar believen kunnen in- en uitschakelen, waardoor verbruikte splijtstof en proliferatieproblemen met kernsplijting worden geëlimineerd.

Fusie is een weg naar schone vormen van energie. Maar tot nu toe is niemand in staat geweest om een fusiereactie te creëren die zelfvoorzienend is (een reactie die een energiereactie produceert die meer energie genereert dan het verbruikt).

Als kosten niet langer een factor zijn, kan onbeperkte groene energie in de vorm van fusie verschillende sectoren radicaal veranderen, waaronder transport, luchtvaart en productie. De overstap zou ook een lange weg gaan naar het verminderen van koolstofemissies en totale fijnstof. Als we toeleveringsketens opschonen, kunnen we misschien weggaan van energiebronnen die verontreinigende stoffen in de atmosfeer afgeven of deze elimineren.

Schone energie is noodzakelijk, maar niet genoeg, om de 1.5C-doelstelling te halen

Er zullen altijd industrieën zijn die een fossiele brandstofachtige stof nodig hebben, maar we hoeven ze niet uit de grond te graven: we kunnen synthetische brandstof maken. Voor operaties die veel energie vereisen in een besloten ruimte, kunnen vloeibare brandstoffen met koolstof in hun samenstelling nuttig zijn, omdat ze systemen stabiel houden.

Vliegen

Langeafstandsvluchten hebben bijvoorbeeld momenteel een fossiele brandstofachtige stof nodig. In plaats van vliegtuigbrandstof kunnen vliegtuigen draaien op methaan afkomstig van waterstof en CO2, of ammoniak gemaakt van waterstof en atmosferische stikstof, die beide kunnen worden gemaakt met groene elektriciteit. Gezien de klimaatbijdrage van de sector – de luchtvaart is goed voor 2,5% van de jaarlijkse CO2-uitstoot – zou deze verandering alleen al aanzienlijk zijn.

Andere groene technologieën zoals koolstofafvang en -opslag zullen waarschijnlijk nodig zijn om een totale netto nuluitstoot te bereiken. Volgens het Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), “Elektrificatie, waterstof, biobased grondstoffen en vervanging, en in verschillende gevallen koolstofafvang, -gebruik en -opslag (CCUS), zouden leiden tot de diepe emissiereducties die nodig zijn in de energie-intensieve industrie om de opwarming tot 1,5C te beperken.”

Maar het IPCC merkt ook op dat deze opties worden beperkt door institutionele, economische en technische beperkingen – wat betekent dat een enorme fiscale druk van de overheid cruciaal zou zijn. Om de wereldwijde temperatuurstijging onder de 1,5C te houden, moet de wereld tussen 2050 en 2070 netto nul koolstofemissies bereiken. Schone energie is noodzakelijk, maar niet genoeg, om dat doel te bereiken.

Landen als Costa Rica en Noorwegen hebben al veel ambitieuze klimaatdoelen gehaald; andere landen zaten ver achter bij de netto nuldoelstelling voor 2050 om de opwarming van de aarde onder de kritische drempel van 1,5 °C van de Overeenkomst van Parijs van 2015 te houden. Zelfs in een wereld van grenzeloze hernieuwbare energiebronnen zal het stabiliseren van de wereldwijde energiesector buiten bereik blijven, tenzij individuele landen het eens kunnen worden over uitgebreide wetgeving inzake klimaatverandering – en dit snel doen. Belastingaftrek voor de aankoop van emissiearme auto’s en apparaten, steun voor de bouw van hernieuwbare tankstations en andere infrastructuur, en financiële sancties voor het gebruik van fossiele brandstoffen kunnen de omschakeling versnellen.

De rol van de overheid

Het grootste obstakel voor groene energie is niet geld of technologie; het is overheidsbeleid. Energiebeleid kan variëren, zelfs binnen de rechtsgebieden van een land, wat betekent dat de vooruitgang vaak traag is. Houd er rekening mee dat gemeenten moeten instemmen met offshore en land hernieuwbare energiecentrales voordat de vraag naar groene energie toeneemt. Europa heeft al toegezegd om 20% van zijn stroom uit offshore wind te halen. In de Verenigde Staten, met zijn vele rechtsgebieden, kan elke staat echter een veto uitspreken over een hoogspanningslijn. Het is belangrijk om wetgevers het eens te laten worden over waar energie – waterkrachtdammen en windparken – zal worden gebouwd als we een groene economie volledig omarmen.

Niet iedereen zou onmiddellijk toegang hebben tot groene energie, zelfs als het plotseling overvloedig zou zijn, terwijl degenen die dat wel doen het zouden kunnen verspillen

Een eindeloze voorraad hernieuwbare energie zou de voorraadproblemen van de wereld niet noodzakelijkerwijs op korte termijn oplossen. Op sommige plaatsen is het gemak van toegang tot verlichting, verwarming, koeling en transport een luxe die weinigen zich kunnen veroorloven. Niet iedereen zou onmiddellijk toegang hebben tot groene energie, zelfs als het plotseling overvloedig zou zijn, terwijl degenen met toegang het zouden kunnen verspillen.

Wanneer een item goedkoper wordt, is er een neiging voor mensen om het meer te gebruiken. Evenzo kan grenzeloze groene energie leiden tot vergelijkbare slechte ontwerpkeuzes die verspilling of zelfs schaarste zouden stimuleren in tijden van schaarste, zelfs als delen van de wereld het zonder blijven doen.

Het probleem gaat minder over overconsumptie, die de neiging heeft om uitputting van een hulpbron te beschrijven dan consumptiegroei omdat de bron in de eerste plaats overvloedig is. Er zouden over het algemeen voldoende middelen zijn, maar deze overvloed zou tot nieuwe problemen kunnen leiden. Dit fenomeen heeft in het verleden andere kostenreducties van hulpbronnen gekenmerkt.

Toen we voedsel goedkoop en overvloedig maakten door te leren hoe we het op grote schaal moesten verwerken en produceren, ontwikkelden we een obesitascrisis. Terwijl we manieren bedachten om goedkoop plastic te maken, werden de oceanen plotseling verstikt door onze wegwerpzakken en flessen. Zou een soortgelijk patroon kunnen optreden als we groene energie overvloedig goedkoop maken?

Overschakelen op hernieuwbare energie wereldwijd kan onze klimaatveranderingscrisis verlichten en nieuwe vormen van innovatie en handel creëren. Het kan tijd en werk vrijmaken om te besteden aan vrije tijd en andere bezigheden. Maar we moeten realistisch blijven. Dit lost een aantal problemen op, maar het is geen Nirvana.

Share: