Social Climate Tech News

Tue 11 10 2022
Image

Hur gränslös grön energi skulle förändra världen

by bernt & torsten

Gränslös förnybar energi skulle erbjuda lockande fördelar: utsläppsfri uppvärmning, grönare gödningsmedel och elektriska transporter. Men att övervinna hindren kommer inte att bli lätt.

Vad skulle vi göra med ett rikligt, billigt, outtömligt utbud av förnybar energi?

Kanske skulle avsaltning av havsvatten, plötsligt kostnadseffektiv, lindra jordens vattenbrist. Skräpet kan återvinnas i stor skala, vilket möjliggör utvinning av värdefulla spårämnen som sällsynta jordartsmetaller, medan koldioxid (CO2) kan sugas ut ur atmosfären för att bromsa klimatförändringarna. Människor kunde leva bekvämt i jordens polarområden eller resa långt och brett i batteridrivna fordon. Varor och tjänster som kräver el kan bli billigare, till och med gratis. Vårt utsläppsavtryck kan snart vara omöjligt att upptäcka.

Även om den här hållbara världen är spännande att tänka på, skulle den vara otroligt kostsam. Det skulle också vara beroende av en lång rad politiska, ekonomiska och tekniska faktorer för att göra det till verklighet.

Grön energis framgång beror på människors vilja att ta till sig tekniken i första hand – förnybara alternativ måste lova mer bekvämlighet, snabbhet, besparingar och säkerhet än den olja, kol och gas som vi har blivit så beroende av. Lagstiftare skulle också behöva bekämpa lagstiftningsproblem för att säkerställa att hållbar energipolitik kan genomföras. Anläggningarna som förbränner denna gröna energi – vare sig det är sol, vind, geotermisk energi, biomassa eller till och med kärnfusion eller någon oupptäckt teknik – skulle behöva byggas och underhållas när planeten fortsatte att värmas upp och resurserna minskar.

Och om man antar att dessa hinder kan övervinnas, hur skulle gränslös grön energi kunna förändra vår konsumtion, innovation, vår ekonomi, offentliga politik och miljön? Och vilka faktorer kan göra denna hypotetiska planet tillfälligt sämre?

Enligt International Energy Agency (IEA) kommer efterfrågan på el att växa med 40-60 % i vissa regioner under de kommande 10 åren. Forskare förutspår att ökande välstånd i både den utvecklade världen och i utvecklingsländerna kommer att fortsätta att driva på en ökad efterfrågan från konsumenter på nyckelresurser fram till åtminstone 2040. Samtidigt kommer begränsningar i energi, vatten och andra naturresurser att skapa nya och svåra resurser. att hantera instabiliteter.

Den nuvarande elproduktionen – främst med fossila bränslen – är den enskilt största bidragsgivaren till klimatförändringen, ansvarig för 30 % av alla utsläpp av växthusgaser. Grön energi skulle alltså kunna utgöra en radikal avvikelse från “business-as-usual”, som lovar en väg mot nollkoldioxidutsläpp och internationellt energioberoende. Utan samordnade ansträngningar från beslutsfattare, investerare och medborgare skulle dock gränslös grön energi också kunna leda till en värld av ökat slöseri och brist.

Gratis grön energi kommer till ett högt pris från de enorma kapitalutgifter som krävs för att bygga förnybara kraftverk – eller konvertera befintliga – till de marknadsföringsinvesteringar som krävs för att stimulera användningen av den till de utsläppsavgivande utvinningsprocesser som behövs för ny infrastruktur.

Det finns inga perfekta svar. En mångsidig och flexibel blandning av energilösningar kommer att krävas under de kommande åren – en “schweizisk armékniv av energiverktyg.”

Kolfri energi lovar verkligen lockande fördelar: total elektrifiering av transporter, utsläppsfria värme- och kylsystem för att driva våra hem och företag, och grönare gödningsmedel för våra jordbruksmarker. Om vi ​​kan producera det kan vi också behöva använda kompletterande fusionskraftkällor. Att utveckla effektiva och hållbara metoder för förbränning av biomassa och omvandling av metan från grödor och avlopp skulle bidra till att öka vårt gröna bränsletillförsel. Ändå skulle vi också behöva minska vår totala energi och utforska sätt att omvandla klimatpolitik till konkreta, verkställbara åtgärder.

När delar av världen börjar avvänjas från fossila bränslen kommer vår nuvarande bränsleförsörjning att bli billigare. Oljerika länder, ivriga att sälja sina sista fat till utvecklingsländer, skulle driva ned priset ytterligare och sakta eliminera ekonomin med flytande bränsle. Om grön energi är mer konkurrenskraftig än fossila bränslen kommer människor att gå i den riktningen. Men verkliga begränsningar kommer att börja ta över.

Traditionella kraftverk kommer att spela en mindre roll eftersom avkarboniseringsmål och nationella mandat kräver minskad användning. Samtidigt kommer en robust infrastruktur av variabla förnybara anläggningar att bli helt avgörande.

Dessa anläggningar kommer att behöva byggas över ett stort geografiskt område för att säkerställa minimala strömavbrott – om det är en grå, vindstilla dag i Dublin kan el behöva kanaliseras så långt bort som till exempel Oslo. Denna högkonjunktur inom tillverkning kommer sannolikt att leda till ett stabilt, långsiktigt skapande av arbetstillfällen – ett nettopositivt – men kan också innebära tillfälliga förluster av arbetstillfällen i andra sektorer, såsom kol.

En annan formidabel begränsning är att grön energi är notoriskt opålitlig. Vattenkraft kräver tillräckligt med regn för att driva en konstant tillförsel av strömmande vatten och kan orsaka förödelse på inhemska vattenlevande arter och deras ekosystem. Solcellspaneler behöver klar himmel och solsken för att utnyttja fotoner av ljus som krävs för att generera elektricitet.

Variabel förnybar energi är kraftgeneratorer som är beroende av tillgången på intermittenta resurser; de kräver därför kompletterande teknologier för att säkerställa att balansen mellan utbud och efterfrågan upprätthålls hela tiden – även under säsongsförändringar eller värsta scenarier. Gränslös grön energi skulle nästan säkert ge upphov till innovativa metoder för att använda och lagra energi billigt och effektivt, men att skapa ett permanent överskott av kraft kanske inte är ekonomiskt i skala.

Kostnad

Det kommer att finnas tillfällen då vi kommer att ha mer energi än vi behöver på vissa platser. Att hitta sätt att använda den extra energin vid dessa tillfällen är en bra idé, men inte tillräckligt förutsägbart för människor att planera sina liv runt. Som sådan kan traditionella kraftlägen fortfarande behövas i begränsad tillgång, så om vi har ont om grön el finns det en stoppåtgärd.

Ökande andelar av variabel förnybar energi gör att kraftsystemen sannolikt kommer att bli mer flexibla. Självklart måste efterfrågan också vara flexibel. “Antingen betalar folk ett abonnemang – lite som ett telefonabonnemang där du får gratis energi upp till ett visst belopp, eller så är det en pay-as-you-go-modell. Ubers höga prissättning kan se relativt generös ut. Priset måste behövas. gå genom taket en del av året, när det är ont om vind eller solljus.

Företag

Frågan om efterfrågan på grön energi kommer naturligtvis inte att begränsas till hushåll, utan skulle sträcka sig till företag och företag, särskilt teknikföretag – några av de största konsumenterna av el. Datacenter hos ledande teknikjättar som Amazon, Google, Facebook och Microsoft kräver redan dussintals terawattimmar (en enhet lika med en miljard kilowattimmar el) per år för att hålla sina servrar svala. Eftersom ökningen av artificiell intelligens och maskininlärning kräver mer datorkraft kommer den siffran bara att öka. Privata investeringar kan ytterligare accelerera ny teknik och förändra ekonomin för stora företag att använda dem.

Om företag går över till koldioxidneutral energi, kommer de dock också att sätta indirekt press på mark som redan är knapp från konkurrerande användningsområden, urbanisering och industriell utveckling eftersom fler förnybara anläggningar kommer att behöva byggas för att möta efterfrågan. Detta kommer i sin tur att lägga ytterligare stress på planeten: många förnybara energiformer eller deras tillverkningsprocesser släpper ut växthusgaser som CO2 eller metan i luften eftersom de är beroende av mineraler (kobolt, litium och andra sällsynta jordartsmetaller) som kan för närvarande endast utvinnas eller byggas med hjälp av fossila bränslen. Utvinning har också betydande potential att förstöra inhemska djur- och växtlivsmiljöer irreparabelt.

Gränslös grön energi kan med andra ord skada miljön på kort sikt. Ändå har förnybara energikällor i slutändan kraften att minska eller vända vår koldioxidutsläpp och eliminera miljontals dödsfall orsakade av föroreningar varje år, vilket gör beslutet att byta till en av vår tids mest angelägna frågor.

Kärnkraft

Fusionskraft, som genererar elektricitet genom att använda värme från kärnfusionsreaktioner, är en grön teknik med otroligt lovande. Detta energiformat skulle göra det möjligt för kraftkällor som vi kan slå på och av efter behag och eliminera använt bränsle och spridningsproblem med kärnklyvning.

Fusion är en väg till rena energiformer. Men hittills har ingen kunnat skapa en fusionsreaktion som är självförsörjande (en som producerar en energireaktion som genererar mer energi än den förbrukar).

Om kostnaden inte längre är en faktor kan obegränsad grön energi i form av fusion radikalt förändra olika sektorer, inklusive transport, flyg och tillverkning. Bytet skulle också gå långt mot att minska koldioxidutsläppen och totala partiklar. Om vi ​​städar upp försörjningskedjor kan vi kanske flytta bort från eller eliminera energikällor som släpper ut föroreningar i atmosfären.

Ren energi är nödvändigt, men inte tillräckligt, för att uppfylla 1,5C-målet

Det kommer alltid att finnas industrier som kommer att behöva ett fossilbränsleliknande ämne, men vi behöver inte gräva upp dem ur marken: vi kan tillverka syntetiskt bränsle. För operationer som kräver mycket energi i ett begränsat utrymme kan flytande bränslen med kol i sin makeup vara användbara, eftersom de håller systemen stabila.

Flyga

Långdistansflygningar, till exempel, behöver för närvarande ett fossilbränsleliknande ämne. Snarare än flygbränsle kunde flygplan köras på metan som härrör från väte och CO2, eller ammoniak gjord av väte och atmosfäriskt kväve, som båda kan skapas med grön el. Med tanke på sektorns klimatbidrag – flyget står för 2,5 % av de årliga CO2-utsläppen – skulle denna förändring ensam vara betydelsefull.

Andra gröna tekniker som avskiljning och lagring av koldioxid kommer sannolikt att vara nödvändiga för att uppnå totala nettonollutsläpp. Enligt Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) skulle “Elektrifiering, väte, biobaserade råvaror och substitution, och i flera fall, avskiljning, användning och lagring av koldioxid (CCUS), leda till de djupa utsläppsminskningar som krävs i energiintensiv industri för att begränsa uppvärmningen till 1,5C.”

Men IPCC noterar också att dessa alternativ är begränsade av institutionella, ekonomiska och tekniska begränsningar – vilket innebär att en enorm finanspolitisk push från regeringen skulle vara avgörande. För att hålla den globala temperaturökningen under 1,5C måste världen nå netto-noll koldioxidutsläpp mellan 2050 och 2070. Ren energi är nödvändigt, men inte tillräckligt, för att nå det målet.

Nationer som Costa Rica och Norge har redan uppfyllt många ambitiösa klimatmål; andra länder låg långt efter 2050 års nettonollmål för att hålla den globala uppvärmningen under den kritiska 1,5C-tröskeln i Parisavtalet 2015. Även i en värld av gränslösa förnybara energikällor kommer stabilisering av den globala energisektorn att förbli utom räckhåll om inte enskilda länder kan komma överens om omfattande klimatförändringslagstiftning – och gör det snabbt. Skatteavdrag för köp av bilar och apparater med låga utsläpp, stöd till byggande av förnybara bensinstationer och annan infrastruktur och ekonomiska påföljder för användning av fossila bränslen skulle kunna påskynda bytet.

Regeringens roll

Det största hindret för grön energi är inte pengar eller teknik; det är regeringens politik. Energipolitiken kan variera även inom en nations jurisdiktioner, vilket innebär att framstegen ofta går långsamt. Tänk på att orter måste gå med på anläggningar för förnybar kraft till havs och på land innan efterfrågan på grön energi ökar. Europa har redan gått med på att hämta 20 % av sin kraft från havsvind. I USA, med dess många jurisdiktioner, kan dock vilken stat som helst lägga in sitt veto mot en kraftledning. Att få lagstiftare att komma överens om var kraftförsörjning – vattendammar och vindkraftsparker – kommer att byggas är viktigt om vi fullt ut omfamnar en grön ekonomi.

Alla skulle inte ha omedelbar tillgång till grön energi även om den plötsligt skulle vara riklig, medan de som gör det kanske slösar bort den

En oändlig tillgång på förnybar energi skulle inte nödvändigtvis lösa världens aktieproblem på kort sikt. På vissa ställen är lättillgängligheten av belysning, värme, kylning och transport en lyx som få har råd med. Alla skulle inte ha omedelbar tillgång till grön energi, även om den plötsligt skulle vara riklig, medan de med tillgång kanske slösar bort den.

När någon vara blir billigare, finns det en tendens att folk använder den mer. Likaså kan gränslös grön energi leda till liknande dåliga designval som skulle sporra slöseri eller till och med brist under tider av knapphet, även om delar av världen fortsätter att klara sig utan.

Frågan handlar mindre om överkonsumtion, som tenderar att beskriva utmattning av en resurs än konsumtionstillväxt eftersom resursen är riklig i första hand. Det skulle finnas tillräckligt med resurser totalt sett, men detta överflöd kan leda till nya problem. Detta fenomen har historiskt präglat andra resurskostnadsminskningar.

När vi gjorde mat billig och riklig genom att lära oss att bearbeta och tillverka den i stor skala utvecklade vi en fetmakris. När vi utarbetade sätt att tillverka billig plast, kvävdes plötsligt haven av våra engångspåsar och flaskor. Skulle ett liknande mönster kunna uppstå om vi gör grön energi rikligt billig?

Att byta till förnybar energi över hela världen skulle kunna lindra vår klimatförändringskris och skapa nya former av innovation och handel. Det kan frigöra tid och arbete att ägna åt fritid och andra sysselsättningar. Men vi måste förbli realistiska. Detta löser vissa problem, men det är inte Nirvana.

Share: