Homo Electric, 2. osa: Kuidas elektrit taas suurepäraseks muuta

Tuule- ja päikeserevolutsioon

See artikkel on neljas osas seeria teine.

1. osa: triljoni dollari ajaline prooviversioon, siin
3. osa: siin on vaja paremat jalgratast
4. osa: meie valikute summa siin

Mõelgem mõeldamatule, teeme siis teisele. Valmistame end vaevata vääramatuga ja vaatame, kas me ei pruugi seda lõpuks raputada.
Douglas Adams, Dirk Gently holistiline detektiiviagentuur

Mõni kuu tagasi ületas tuule ja päikese koguvõimsus maailmas ajaloolise verstaposti - 1000 GW. Mis kõlab päris põnevalt. Aga mida see täpselt tähendab?

Võib-olla mäletate koolist, et vatt on energiamõõt ja me teame, et 1000 vatti on 1 kilovatti, 1000 kilovatti on 1 megavatt ja 1000 megavatti on 1 gigavatt (aastaid välkketaste ja kõvaketastega tegelemine tähendab, et oleme tuttavad) sellise matemaatikaga). Kuid ükski neist sõnadest ei anna meile mastaapsust. Raske on aru saada, mida 1 gigavatt tegelikult teeb või kuidas see välja näeb, nii et siin on mõni vaatenurk (tänu Mike Muellerile ja Mikayla Rumphile, kes lubasid mul selle jultunult nende käest lahti rebida):

1 GW =

3,125 miljonit päikesepaneeli

431 tuulikut

100 miljonit LED-i

Põhineb tüüpilisel LED A19 lambil 78 luumenit vatti kohta

3 miljonit hobust

Tagasi tulevikku II vajab DeLorean kosmoseaja pidevuse väändumiseks 1,21 GW

Hooveri tamm on võimsusega 2 GW

Kolme kurgu tamm Hiinas on 22 GW

Maailma suurim elektrijaam ja planeedi suurim suurim betoonkonstruktsioon

Samuti on erinevus selle vahel, kui palju energiat saab täis kallutamisel toota, kui palju energiat see tegelikult annab. Ülalolevas videos on Jangtse jõgi täies voolus, kuid seda juhtub vaid mõni päev aastas. Need 3,125 miljonit päikesepaneeli, mis moodustavad 1GW päikesejaama? Need töötavad ainult siis, kui päike paistab, mis tähendab, et isegi kohas, kus päike paistab 12 tundi päevas, aastaringselt, kulutavad nad energiat ainult poole ajast. Selle süsteemi keskmine läbilaskevõime tegur oleks 50%.

Kasulikuma mõõtme saamiseks kasutame seetõttu midagi, mida nimetatakse gigavatt-tunniks, mis näitab, kui palju energiat aja jooksul toodetakse. Näiteks ühe aasta jooksul tooksid meie 3,125 miljonit päikesepaneeli (ärge hõõruge välja, see on selle artikli esimene ja viimane võrrand):

1 GW (võimsus) x 12 (päikesepaiste tund) x 365 (päevad aastas)
= 4 380 GWh (gigavatt-tunnid aastas)

Kaugemale sulandumisel oli kogu maailma energiatarbimine 2017. aastal 157 miljonit GWh, mis tähendab, et kui meil õnnestub kõik elektriks muundada, oleks meil planeedi toiteks vaja 36 000 neist hüpoteetilistest päikesejaamadest. Ma ütlen hüpoteetilist, sest reaalses maailmas on see palju keerulisem. Ühelt poolt võivad tuule ja päikeseenergia läbilaskevõime tegurid olla suuremad või madalamad sõltuvalt nende asukohast, energiavajadus suureneb ja väheneb ning siis on kõik need miljardid inimesed, autod ja kütteseadmed, mis tulevad võrku ka. Teisest küljest, erinevalt fossiilkütustest, on tuule-, päikeseenergia-, maasoojus- ja loodeenergia palju tõhusamad, kuna energia muundatakse otse elektriks, ilma et see tekitaks suures koguses heitsoojust.

Siinkohal pole oluline konkreetne arv. Asi on proovida edastada arusaam sellest, kui ulatuslik on.

Erakordne saavutus on asjaolu, et meil on viimase kümnendi jooksul õnnestunud ehitada 1000 GW puhast energiat. Ja kui me kavatseme kogu globaalse energiasüsteemi puhastada, peame seda tegema uuesti 30–40 korda… ja see on meil alles 2050. aastani.

Kas me suudame seda teha?

Võib olla.

Pildikrediit: Revista Eólica y del Vehículo Eléctrico
Päikese all pole midagi uut, kuid on ka uusi päikesi.
Octavia E. Butler, trikk

Tahad sõita minu (puhta energia) jalgrattaga

Kui meie ajalehed ja ekraanid on täis poliitikute igapäevaseid pükse, siis kohapeal on aset leidnud vaikne revolutsioon, mida veavad mitte keskkonnahoid ega altruism, vaid turu külm veretu loogika.

2017. aastal ületasid ülemaailmsed investeeringud taastuvenergiasse hõlpsalt investeeringud söe, gaasi ja tuumaenergia koostootmisse. Me kulutasime puhtale energiale 280 miljardit dollarit ja kasutasime seda raha ühe aasta jooksul 178 GW taastuvenergia ehitamiseks; ainuüksi päikeseenergia paigaldamine jõudis 98,9 GW-ni. Ja suurem osa sellest juhtus arengumaades, mis lisasid 2017. aastal igat tüüpi süsinikuvaba tootmisvõimsuse rekordtasemel 114GW, millest 94GW oli tuule- ja päikeseenergia - järjekordne rekord.

Vaadates seda perspektiivi, oli kümme aastat tagasi maailmas päikeseenergia võimsus 8 GW, suurem osa sellest hallide ellujäänute ja läätse söövate keskkonnakaitsjate katustel. Sellest ajast alates on paigaldiste arv kasvanud 57-kordselt, päikeseenergia tarbimine on väiksema ulatusega kui 2014. aastal. Kasuliku energiaga päikeseenergiajaamade energia hind on alates 2009. aastast langenud 86%. Päikeseelektri madalaim hind on eelmisel aastal kõrgeim nüüd ja 2020. aastaks on hind seatud jälle pooleks.

Allikas: BNEF (2017)

Täiustame seda tehnoloogiat ka pidevalt. Nutikad insenertehnilised läbimurded, nagu teemanttraadi kasutamine ränivahvlite viilutamiseks aina nahksemateks tahvliteks, annavad suurema saagise vähem toorainet. Lahtrid muutuvad ka väiksemaks ja paindlikumaks, kasutades uusi valmistustehnikaid, mis on vähem ressursimahukad. Kui väike? Proovige vähem kui juustest laius. Lõuna-Korea teadlased lõid 2017. aasta juunis päikeseelementide PV elemendid, mis olid 1 mikromeetri paksused. Rakud toodavad umbes sama palju energiat kui paksemad PV-elemendid, ehkki testimisel võiksid need ümbritseda nii väikese raadiusega kui 1,4 millimeetrit.

Kasutame ka uusi materjale, näiteks perovskite, rikkalikku ja looduslikult esinevat mineraalainet, mis võib päikesepatareid tulevikus veelgi odavamaks muuta. Tänapäeval on enamik kaubandusomandi päikeseelemente valmistatud kristallilisest ränist, mille efektiivsus on suhteliselt kõrge - umbes 22%. Ehkki räni on ohtralt, kipub selle töötlemine olema keeruline ja suurendab tootmiskulusid, muutes valmistoote kalliks. Perovskite pakub soodsamat lahendust. Hiinast Shaanxi normaalülikoolist pärit professor Yabing Qi sõnul on perovskite rakkude uurimine väga paljutõotav. Ainult üheksa aasta jooksul on nende rakkude efektiivsus langenud 3,8% -lt 23,3% -ni. Teiste tehnoloogiate abil on samale tasemele jõudmiseks kulunud üle 30 aasta pikkune uurimistöö. ”Kui veel hiljuti oli perovskite suurim Achilleuse kreen õhu käes kokkupuutel lagunev, siis 2018. aasta alguses teatas USA energeetikaministeeriumi riiklik taastuvenergia laboratoorium sellest, et näputööd tehes. raku sisekülgedega suutsid nad seda kaitseta 1000 tundi õhu käes hoida ja see säilitas oma muundamise efektiivsusest 94%.

Kõik sellised tehnoloogiad on endiselt äärmiselt kallid ja jäävad mõneks ajaks. Enamik neist on arenduses olnud vähem kui kümme aastat. Kuna investeeringud sellesse ruumi on plahvatuslikult kasvanud, leiavad nad lõpuks tee turgudele ja hakkavad muutuma. Ja koos skaalaga kulud langevad. See on oluline punkt - päikeseenergiatööstuse hinnatõus ei toimu mitte ainult paneeltehnoloogia uuenduste tõttu, vaid ka uuenduste tõttu, mis vähendab paneelide valmistamise kulusid, vähendades paigalduskulusid ja õppides läbi teed.

Sellel õppimiskõveral on tegelikult nimi. Seda nimetatakse Swanstoni seaduseks ja see on üks kuulsamaid nähtusi energiamaailmas. Selles öeldakse, et päikeseenergia hind sõltub mastaabist. Iga kord, kui kahekordistada päikeseenergia kogust, langeb hind 28%. Ja iga kord, kui kahekordistate suuremahulise päikeseenergia projekti, vähendab see hindu 15%. See on olnud tõsi kogu aeg tagasi kõigi esimeste päikesepaneelide jaoks, mida kasutati USA kosmoseprogrammis 1970. aastatel. See on eksponentsiaalne funktsioon.

Tuulel on ka õppimiskõver, kulude vähendamisega 10,5% iga kahekordistunud võimsuse korral. Kuigi see pole vähem muljetavaldav kui päikeseenergia, on see vaid osa loost. Samuti muutub tuuleenergia efektiivsemaks. Maismaatuule keskmine läbilaskevõime tegur on tõusnud umbes 20% -lt 2000. aastal 42,5% -ni 2016. aastal ehitatud projektide korral. Kui see trend jätkub, saavutavad parimad leiukohad 2025. aastaks 60% -lise võimsusteguri, lähenedes baaskoormuse usaldusväärsuse tasemele.

Uutel turbiinidel on suuremad ja laiemad terad ning nende tornid on kõrgemad, tõstes need vähem turbulentsesse õhku. Neid kalibreerivad algoritmid on keerukamad, arvutimudelid positsioneerivad neid tõhusamalt kogu maastikul ja need on varustatud rohkemate anduritega, genereerides andmeid, mis parandavad toimivust ja aitavad kaasa järgmise põlvkonna masinate arendamisele. Goldman Sachsi 2017. aasta aruande kohaselt toodavad tuuleturbiinid täna 18 km / h tuulega sama võimsust, mida turbiinid kümme aastat tagasi nõudsid 36 km / h tuulte jaoks.

Kui tuuleturbiinid muutuvad tõeliselt põnevaks, on see, kui liigutate need maismaalt merre. Meretuulel on maismaatuulega võrreldes kolm peamist eelist. Esiteks, enamik inimesi maailmas elab ranniku lähedal, nii et te ei pea seda energiat nii kaugele edastama. Teiseks, kuna ookeani tuuled on ühtlasemad, tarnivad nad energiat, mis on vähem muutlik kui nende maismaatuules. Maismaa tuuleparkide keskmine võimsustegur võib olla umbes 40%, kuid parimate uute avamere turbiinide võimsus on juba 50% ja lõpuks võib see ulatuda 70% -ni või kõrgemale. Kõige tähtsam on see, et ookeanis, vaevalt silmapiiril oleva maaga, on ainsaks suurusepiiranguks inseneriteadus. Järelikult muutuvad avamere turbiinid veelgi suuremaks isegi kiiremini kui viimase kümnendi maismaaturbiinid.

Näiteks Vestas on just välja lasknud 9,5 MW avamere turbiini, mis on “kaks kuni kolm korda suurem kui ainult mõned aastad tagasi kasutatud turbiinid.” Ja 2018. aasta märtsis teatas GE taastuvenergia, et investeerib 400 miljonit dollarit uus 12 MW koletis: Haliade-X, suurim, kõrgeim ja võimsaim tuuleturbiin maailmas. See on sama pikk kui Eiffeli torn ja iga selle tera on pikem kui Vabadussammas. Selle keskmine läbilaskevõime tegur on 63% ja esimesed üksused saadetakse eeldatavalt 2021. aastal.

Võtke see kõik kokku ja saate energiaajaloo ühe kiireima ja hämmastavaima pöörde. Oleme nüüd kaugel sellest ajast, kus uue tuule- ja päikeseenergia rajamine on odavam kui uue söe või gaasi ehitamine. Finantsettevõtte Lazard poolt läbi viidud väga mõjuka võrdlusuuringu värskeima väljaande kohaselt on päikeseenergiast 1 GWh energia tootmiseks kulunud 50 000 dollarit, samal ajal kui söest sama summa maksab 102 000 dollarit.

Allikas: Lazard (2017)

Veelgi hämmastavam on see sama uuring, et taastuvenergiapõhiste projektide ehitamise ja käitamise kogu elutsükli kulud on langenud allapoole tavapäraste tootmistehnoloogiate, näiteks kivisöe või tuumaenergia, tegevuskulusid. See tähendab, et kogu maailmas on kohti, kus turbiinide ja paneelide kleepimine on odavam kui söe maa peal kaevamine.

"Oleme jõudnud pöördepunkti, kus mõnel juhul on uute alternatiivsete energiaallikate projektide ehitamine ja käitamine kuluefektiivsem kui olemasolevate tavapäraste tootmisjaamade hooldamine."
George Bilicic, Lazardi energia-, energeetika- ja infrastruktuurigrupi globaalne juht

Majandus teeb seda, mida poliitikud ei suutnud. Maal pole ühtegi poliitilist jõudu, mis suudaks madalamate hindade survet kaua piirata. Sellepärast ütleb ÜRO kliimamuutuste raamkonventsiooni endine täitevsekretär Christiana Figueres: “Ma ei muretse enam elektrienergia pärast.” Sellepärast ütles BNEF Euroopa juht Sebastian Henbest, et “päike ja tuul on juba võitnud võidujooks odava suuremahulise elektri saamiseks - see pole veel lõppenud. "

Ja maailma neljas suurimas süsinikuheitjas, Euroopas, Indias, USA-s ja Hiinas, hakkab see teaduse arengu, tehnoloogilise võimekuse ja majandusliku reaalsuse tugev kooslus hammustama.

Euroopa

Maailma esimene avalik söeküttel töötav elektrijaam ehitati Londonis 1882. aastal. Praegu on söe maailmas suuruselt viiendas majanduses ja esimese tööstusrevolutsiooni sünnikohas väljasuremine. See tarnis 2018. aasta teises kvartalis vaid 1,3% elektrienergiast ja septembris jõudis Suurbritannia elektrivõrk „suure verstapostini”, kuna taastuvenergia koguvõimsus hüppas esmakordselt fossiilkütuste hulka. Tuule, päikeseenergia, biomassi, hüdroenergia ja muude taastuvate energiaallikate koguvõimsus jõudis juulist septembrini rekordiliselt 42 GW, ületades fossiilkütustest saadavat 40,6 GW. Suurbritannias on energia ülemineku kiirus ja ulatus olnud mõistlik - viimase viie aasta jooksul on puhta energia tootmisvõimsus kolmekordistunud, kolmandik fossiilkütuste tootmisvõimsusest on kadunud. Heitmed on madalaimal tasemel alates 1890. aastast, mil kuninganna Victoria oli endiselt troonil.

Esimene riik maailmas, kus arendati välja söeküttel töötavat elektrienergiat, võib nüüd olla üks esimesi, kes selle lõpetab.

La Manche'is on sarnased jõud. Kogu Euroopas on üle 280 söeküttel töötava elektrijaama, mille võimsus on 160 GW. Halvenev majandus ja tugevam kliimapoliitika pigistavad neid välja. Enam kui 200 neist jaamadest on 30-aastased või vanemad, mistõttu need suletakse, kui nad seisavad silmitsi uute rangete heitkoguste vähendamise eesmärkidega, ning 11 Euroopa riiki on kas söepargi sulgenud või teatanud, et sulgeb need kindlaks kuupäevaks, sealhulgas Prantsusmaa aastaks 2023, Itaalia ja Suurbritannia 2025. aastaks ning Taani ja Holland 2030. aastaks. See tagab umbes viiendiku kogu ELi elektrienergiast. Veel üks kolmandik tuleb Saksamaalt, Euroopa suurimalt söekasutajalt, kui nad määravad söeenergia lõpptähtaja 2019. aastal.

https://www.vox.com/energy-and-environment/2018/6/6/17427030/coal-plants-map-china-india-us-eu

Nende otsuste loogika on üsna lihtne. Nüüd on üle poole Euroopa söeküttel töötavatest elektrijaamadest kahjumis ja peaaegu kõik on aastaks 2030 valmis. Mandri kommunaalteenused on vastavalt reageerinud. 2017. aastal möödusid 28 Euroopa Liidu liikmesriiki taastuvenergiaallikatele üleminekul uue pöördepunkti: esmakordselt tuli nende elektrienergia päikesest, tuulest ja biomassist (20,9%) kui söest (20,6%). või gaas (19,7%). See on uskumatu edusamm, kui arvestada, et viis aastat tagasi oli söetootmine enam kui kaks korda suurem kui taastuvenergia tootmisel.

See ei ole heitkogustele veel suurt mõju avaldanud tänu paljudele tuumaenergiatele ja arvatust madalamale hüdroenergiale vananemisest, kuid see muutub kiiresti, kui kogu Euroopat hõlmav eesmärk aastaks 2030 vähendada heitkoguseid 40% (võrreldes 1990. aastaga) ) hakkab sisse lööma. Mandri suurimas majanduses Saksamaal on mustimad fossiilkütused juba suurte probleemide käes. Pruunsöe ja kivisöe turuosa langes aastaga 10% ning taastuvenergia on neid esimest korda edestanud. Jaanuarist septembrini 2018 moodustas puhas energia 38% kogu Saksamaa elektrienergiast, mis on kommunaalteenuste liidu BDEW andmetel kolm protsendipunkti rohkem kui aasta varem.

Mais toodeti Šotimaa tuuleturbiinidel piisavalt võimsust, et varustada 100 päevaga või enam Šotimaa kodudega 31-st 31-st päevast. Šotimaa süsinikuheide on nüüd alates 1990. aastast poole võrra vähenenud ja selle juhid on teatanud uue eesmärgi kohta vähendada sajandi keskpaigaks 90%. Rootsi on teel 2030 taastuvenergia eesmärgi saavutamiseks 12 aasta pärast tänu tuuleenergia kiirele kasvule. Ja kõige kiiremini on päikesevarustuses kasvanud Türgi - Türgi võimsus on kasvanud 1,79 GW (Saksamaa oli teine ​​1,75 GW ja Ühendkuningriik oli kolmas).

India

India on maailmas suuruselt kolmas süsiniku saastaja ja söeettevõtete viimane suur lootus kogu maailmas. 2010. aastal oli India söetorustik tublisti üle 600 GW - statistika, mille kohaselt kõik söetööstuse juhid maailmas vahutasid. Kui maailma rahvad kogunesid 2015. aastal Pariisi, nõudis India endiselt, et sadade miljonite oma kodanike vaesusest väljatõrjumiseks kavatseb ta seda teed jätkata.

2016. aasta detsembriks on täielik pööre koos uue energiakava väljakuulutamisega, et saada aastaks 2027 taastuvatest energiaallikatest üle poole India elektrienergiast. Valitsuse nägemuse kohaselt on kivisöel töötav elekter praegu riskantne ja kõrge hind. Üldiselt on Indias alates 2010. aastast 695GW kavandatud söeenergiavõimsust riiulisse jäetud või tühistatud, mis on üle kolme korra suurem kui 219 GW. Ainuüksi viimase kuue kuu jooksul on järelejäänud söeküttel töötavate elektrienergiaprojektide kogum ehituseelses etapis vähenenud 25% ehk 24 GW.

Kuna elektrinõudlus on tõusnud arvatust aeglasemalt ja taastuvenergia on võrku jõudnud oodatust kiiremini, töötavad riigi söejaamad praegu ainult umbes poole koguvõimsusest. Kaks kolmandikku India olemasolevast söeenergiatoodangust (94 GW) müüakse nüüd kommunaalteenuste pakkujatele uue päikese ja tuule maksumusest kõrgema hinnaga ning 40 GW riigi söejaamadest on peetud rahalist stressi. Nende käitamise jätkamine maksab Indiale igal aastal miljardeid raisatud dollareid.

Ja see hakkab süsihaldurite jaoks veelgi hullemaks minema. Maailma Terviseorganisatsiooni hiljutisel õhusaastet ja tervist käsitleval ülemaailmsel konverentsil teatas India keskkonna-, metsade ja kliimamuutuste ministeeriumi asekantsler Satyendra Kumar, et India vähendab 2024. aastaks peente osakeste õhusaastet 20–30%. 102 linna, mis rikuvad regulaarselt õhusaaste norme. Kuna neid standardeid järgmise kaheksa aasta jooksul kärbitakse, tõusevad jaamade pidamise kulud jätkuvalt, söötes veelgi nende habemeajamisse kasumimarginaale ja sulgedes suurema osa neist.

See kraam hakkab hammustama. Näiteks enamik Mundra tehase üksusi (riigi suurim söejaam) on välja lülitatud, kuna odavam on elektrienergia ostulepingu rikkumise eest karistada, kui raha nende töös hoidmise korral kaotada. Üha enam muretsetakse selle pärast, et sellised luhtunud söevarad võivad kujutada ohtu India pangandussüsteemile. Bank of America Merrill Lynchi analüütikud näevad India pankasid söeküttel töötavale elektrisektorile halbade laenude kahjumis 38 miljardit USA dollarit. Selle tulemusel on India elektrienergia keskasutus teinud ettepaneku sulgeda 2027. aastaks ligi 50 GW söevõimsus ja valitsus on kuulutanud välja moratooriumi uute söetehase heakskiitmiseks aastani 2027.

Majandusteadus on võrrandit muutnud. Taastuvenergia kulud on kahe aastaga langenud 50% ja prognooside kohaselt langevad need jätkuvalt kiiresti. Uus tuule- ja päikeseenergia on nüüd 20% odavam kui olemasoleva söeküttel töötava põlvkonna keskmine elektri hulgimüügihind. 2017. aasta märtsis lõppenud India eelarveaastal oli taastuvenergiarajatiste esmakordne söeküttel töötav elektrienergia ehitamine kiirem ning järgmisel majandusaastal, 2017. aasta aprillist kuni 2018. aasta märtsini, oli söe netoelektrijaamade netovõimsus 4,2 GW (46% vähem kui aasta varem) aasta) ja rohkem päikeseenergia lisamist kui kõiki teisi tehnoloogiaid kokku, kokku 10,4 GW.

Investeeringud puhtasse energiasse kasvasid Indias 2018. aasta esimesel poolel 22% võrreldes eelmise aasta sama perioodiga. 2018. aasta juunis suurendas India oma niigi ambitsioonikat puhta energia eesmärki 227 GW-ni - jahmatavalt 28% -line madalseis. Energeetikaminister RK Singh on teatanud 100 GW päikeseenergia pakkumisprogrammi võimalusest ja avameretuuleenergia kasutamisest, mille eesmärk on 2030. aastaks seatud koguvõimsus olla 30 GW. Selle kiirusega peaks India eeldama Hiinat ja evitama seda. suurim puhta energia kasvu turg 2020. aastate lõpuks.

Ühendriigid

2008. aastal toodeti pool USA elektrist söe abil. Siis tuli põlevkivibuum, mis tõi kaasa odava ja puhtama maagaasi tulva. Pärast seda on maagaasi osa elektritootmises suurenenud 22% -lt 34% -ni, saades riigi elektrijaamade suurimaks kütuseallikaks. Samal ajal tarbib keskmine ameeriklane tänu energiatõhususe paranemisele täna ligi 8% vähem energiat kui kümmekond aastat tagasi. Tulemus? USA elektrienergiasektori süsinikdioksiidi heitkogused on alates 2005. aastast vähenenud 28%. Elektrienergiasektori heitkogused olid 2017. aastal kokku 1,744 miljonit tonni, mis on madalaim tase alates 1987. aastast. Teisisõnu on Ameerika Ühendriikide energiaüleminek juba toimunud. hästi käimas.

Ehkki gaas on söest puhtam, ei ole see siiski süsinikuvaba. Tuuma ei aita ka. Viimase kümne aasta jooksul on suletud viis riigi tuumajaama. Ülejäänud 99-st võib järgmise kümnendi jooksul sulgeda veel vähemalt kümmekond. Samal ajal on jõupingutused selles riigis uute tuumareaktorite ehitamiseks kas tühistatud või tehtud oluliste viivituste ja kulude ületamise tõttu. Tuumaenergiasse raha ei lähe - see tähendab, et tõenäoliselt ei näe me uusi uuendusi ega poliitilisi muudatusi, mis lähitulevikus võiksid tööstusele kergendust pakkuda.

Seetõttu on hea uudis, et taastuvenergia hiilib selle taga. Aasta pärast seda, kui see, keda ei nimetata, teatasid oma kavatsusest Ameerika Ühendriigid USA Pariisi lepingust välja viia, lähevad tuule- ja päikeseenergiatööstusele gangsterid, iga USA osariik on karmistanud puhta energia ja kliimamuutuste poliitikat, väitis Ernst & Youngi. , on USA puhta energia investeeringute atraktiivsuse poolest teisel kohal Hiinas.

https://www.eia.gov/energyexplained/index.php?page=electricity_in_the_united_states#tab2

2017. aastal toodeti riigis 39 korda rohkem päikeseenergiat kui 2008. aastal. Solar moodustab viies osariigis - Californias, Hawaiil, Nevada, Vermontis ja Massachusettsis enam kui 10% elektrienergiast ning moodustas 2,4% kogu elektrienergiast. 55% värskelt paigaldatud võimsusest 2018. aasta esimesel poolel. Samuti on tulemas rohkem, ainuüksi 2018. aasta esimeses pooles on teada antud, et 8,5GW päikeseenergiat saab. See on rohkem kasulikkuses kasutatavaid PV-sid kui 2014. ja 2015. aastal kokku. Praegu on kommunaalmahutorustik 23.9GW, mis on „kõrgeim USA päikeseenergia tööstuse ajaloos”.

Tuule kasv on samuti dramaatiliselt kasvanud, kasvades alates 2008. aastast viiekordseks. Tuulepargi rajamise kulud on langenud kahe kolmandiku võrra, mis tähendab, et USA-l on maailmas suuruselt teine ​​paigaldatud tuulekogus, 90 GW 41 osariigis. Need tuulevarud asuvad mõnes huvitavas kohas. Näiteks Texas on juhtiv tuuleriik, lähima konkurendi Iowa oma on peaaegu kolm korda suurem. Neli maailma üheteistkümnest suurimast tuulepargist asub Sweetwateri - vana õlijäätmete linna - ümbruses, kus tuulekasvatajatele meeldib öelda, et turbiinide pais on raha kõla.

2017. aastal ei vähenenud kivisöe tarbimine mitte ainult 2,5%, vaid ka maagaasi kasutamine esimest korda 1,4%. Kui arvestada vanade fossiilkütusejaamade pensionile jäämisega, tuli 94,7% USA võrku eelmisel aastal lisatud energiast taastuvatest energiaallikatest. Veel parem, kui USA jõudis 2018. aasta märtsis tohutu verstapostini. Esmakordselt pärast 1960. aastaid annavad taastuvad energiaallikad (biomass, geotermiline energia, hüdroenergia, päikese- ja tuuleenergia) nüüd suurema osa rahva elektritootmisest kui tuumaenergia.

Pildikrediit: Fortune

Üks USA meedia viimaste aastate lemmiktrikke on olnud söemaa külastamine ja reportaaž inimestest, kelle töökoht on käimas. Söödast pole puudust. Eelmisel aastal loobuti söeküttel töötavast 7,3 GW ja tänavu kasvab see arv enam kui kahekordseks. Söe kaevandamise töökohtade arv on vähenenud 60 000-ni ja kogukonnad, nagu näiteks Lääne-Virginia, tunnevad näputööd. Ajakirjaniku nädala pikkune visiit Appalachias asuvatesse endistesse söekaevanduskogukondadesse koos pukseerinud fotograafiga loob suurepärase raske eduloo ja sellise, mis müüb hästi lugejaskondi, kes näivad kõige peale vihased olevat.

Loo teisel poolel on palju vähem reportaaže olnud. Kliimamuutused võivad olla punases ja sinises olekus vaidlustatud küsimus, mis jaguneb partisanide vahel, kuid puhas energia pole sellel ühel lihtsal põhjusel. Töökohad. Tööhõive taastuvenergia sektoris kasvab ülejäänud majanduses 12-kordselt. 2017. aastal ütles USA tööstatistika büroo, et eeldab, et tuuleturbiinitehnikud esindavad Ameerikas kõige kiiremini kasvavat ametit, kahekordistades töötajate koguarvu 2026. aastaks üle 200 000 inimese.

Täna kõige kiiremini kasvav töökoht Ameerika Ühendriikides?

Päikesepaneelide paigaldaja.

USA päikeseenergia tööstuses töötab praegu üle riigi üle 260 000 töötaja. Nagu Päikese fondi tegevdirektor Andrea Luecke osutab, “see on rohkem töötajaid kui Apple, Google, Facebook ja Amazon kokku.” Veelgi enam, neid töökohti leidub ebaproportsionaalselt palju punastes osariikides, nagu Iowa, Kansas, Oklahoma, ja Texas - osariigid, mis saavad kasu ka odavamast elektrist kodudele ja ettevõtetele. Võib-olla sellepärast usub valdav enamus ameeriklasi, et valitsus peaks julgustama puhast energiat, sealhulgas 80% vabariiklastest. Isegi Kentucky söemuuseum on nüüd üle läinud päikeseenergiale. Need lood ei tee peavoolu ajakirjandust, sest nad ei haara tähelepanu samal viisil, kuid need toimuvad ikkagi radari all ja muudavad aeglaselt, kuid vääramatult USA elektrisektori maastikku.

Hiina

21. sajandi suurim majanduslugu ja suurim kliimalugu toimub samas riigis: umbes 2000. aastast alates läks Hiina majandus ballistiliseks, toites seda peaaegu täielikult söeküttel töötavast energiast. 2017. aastaks jõudis selle söevõimsus 935 GW-ni, mis on pool kogu maailma kogumahust. Kui riigi läbirääkijad jõudsid 2015. aastal Pariisi, ootas veel valmis 515GW - sõnasõnaline süsiniku ajapomm. Arusaadavalt, kui Peking lubas, et tema heitkogused saavutavad haripunkti enne 2030. aastat, võtsid väga vähesed vaatlejad neid tõsiselt.

Hiina on aga riik, kus teadust ja inseneritegevust peetakse endiselt kõrgel kohal. Selle juhid mõistavad, et vähese süsihappegaasiheitega majanduse ülesehitamine on ainus mõistlik viis tulevikuks ning riigid, kes sinna kõigepealt jõuavad, teenivad palju raha. Puhas energia on asetatud nende tööstusstrateegia keskmesse. 12. süsinikdioksiidiheite intensiivsus 12. viisaastakava (2011–2015) ajal vähenes 21,8%. Nad peaksid 13. viisaastaku (2016–2020) kohaselt langema veel 18%. Üldised heitkogused langesid esimest korda 2015. aastal, jäid 2016. aastal samaks, tõusid taas pisut 2017. aastal ja prognooside kohaselt vähenevad taas 2018. aastal. See tähendab, et Hiina Pariisi kokkuleppe kohane suur kohustus täidetakse nüüd kümme aastat enne tähtaega .

Nagu India, on ka Hiina hädas söe ülemäärase elektrivõimsusega. Aastatel 2006–2018 tellis Hiina 70% (715GW) maailma uuest söeküttel töötavast võimsusest. See on nüüd vastupidine riigi ambitsioonikatele taastuvenergia eesmärkidele. Termojaamade keskmine kasutusaste langes 2015. aastal alla 50%, kus see on püsinud, mis tähendab, et Hiina energiaettevõtte kasum söeenergiast kahaneb kiiresti. Liigse tootmisvõimsuse kasvu tõkestamiseks alustas Hiina keskvalitsus 2016. aastal uute ettepanekute väljatöötamist, et aeglustada uute söejaamade ehitamist.

Need ettepanekud olid erinevates arenguetappides kokku 430GW - võrreldavad kogu USA ja India laevastikuga kokku. Täna seisab uute söejuhtmete võimsus 76 GW ja see langeb iga päev. 2018. aastal on Hiinas tehtud ettepanek kasutada vähem kui 2 GW uut söevõimsust. Ka söe elektrienergia võimsus ehituseelsetes etappides on vähenenud. 2018. aasta esimesel poolel on kavandatud võimsus vähenenud 20%, 447 GW-lt 364 GW-le. Üldiselt on ehituseelne torujuhe langenud kahe kolmandiku võrra alates 2015. aastast, kui see oli 1 090 GW.

IEA energiaturgude ja -julgeoleku direktor Keisuke Sadamori ütles ajakirjanikele konverentskõnes: “On selge, et söe kuldne kümnend on Hiinas möödas. Näeme, et Hiinas on söenõudlus struktuurses ja aeglases languses. ”Suuresti selle põhjuseks on asjaolu, et Hiina suured linnad on lämmatanud sudu - kasvav tervisekriis, mille tõttu valitsus järgib üha intensiivsemalt kivisütt. Kuid seda ka seetõttu, et Hiina on kasvav jõud, kes on järgmise sajandi jooksul üha kindlam oma geopoliitilises rollis. Hiinlased on kõrgeim nende seas, kelle arvates on täielikult taastuv maailm oluline.

Sellepärast kavatseb valitsus puhta energia pärast nahka põrutada. 2012. aastal oli Hiina tuule- ja päikeseenergia installeeritud võimsus vastavalt 61GW ja 3,4GW ning see tootis 2,1% elektrienergiast. 2017. aastaks oli tuule- ja päikeseenergia kasvanud vastavalt 168,5 GW ja 130,06 GW-ni ning need andsid 5,3% kogu elektrienergiast. Iga USA dollari eest, mida USA eelmisel aastal investeeris, investeeris Hiina kolm. Selle energialiigi puhastamine on peamine poliitiline eesmärk ja kuna umbes kaks kolmandikku elektrist tuleb söe põletamisel, on edasisteks investeeringuteks palju ruumi.

Kui kaua saavad mehed areneda telliskiviseinte vahel, asfaltkattel kõndides, söe ja õli auru hingates, kasvades, töötades, suredes, vaevalt tuule ja taeva ning teraviljapõldude all, nähes ainult masinatega valmistatud ilu , mineraalitaoline elukvaliteet?
Charles Lindbergh

Kivisöe surm

Kivisöe kui meie domineeriva elektrienergia allika ajastu on kestnud enam kui sajandi. See ajastu on lõppemas. Söed pigistatakse välja ja toimub energia üleminek. Kuus maailma riiki on söeenergia täielikult järk-järgult kaotanud ja veel 17 riiki on teatanud järkjärgulise kasutamise lõpetamise kuupäevadest aastaks 2030 või varem, sealhulgas kolmes G7 riikide majanduses. Viis aastat tagasi oli null. Söeenergia tootmine vähenes Ameerika Ühendriikides vahemikus 2010–2017 umbes kolmandiku võrra ja Euroopa Liidus vähenes musta kivisöe tootmine vaid nelja aasta jooksul umbes sama palju.

Suurbritannia ja Kanada valitsuste ülemaailmset jõupingutust pakkuvat jõulist mineviku söeliitu toetavad nüüd enam kui 50 riiki, piirkonda ja ettevõtet. Enam kui neljandik 1675 ettevõttest, kes omandasid või arendasid söeküttel põhinevat elektrienergia võimsust alates 2010. aastast, on täielikult lahkunud söeenergiaärist. IEA hinnangul on ülemaailmsed investeeringud söesse jõudnud haripunkti ja on kiiresti suundunud. CoalSwarmi uusim söe seisundi ülemaailmne aruanne näitab söe kasvu kiiret aeglustumist; selle hinnangul võib ülemaailmne söevõimsus saavutada haripunkti juba 2022. aastal.

Söeettevõtete jaoks oli viimane järelejäänud lootus, et Hiinast ja Indiast tulenev lohakus võib asendada suurenenud nõudlusega mujalt maailmast. Need lootused hakkavad murenema. Uudistes, mis oleksid kogu maailmas söeekskursioonide mustadesse südametesse löönud, tõid arengumaad võrku kõige vähem uut söeküttel töötavat elektritootmisvõimsust alates vähemalt 2006. aastast, uue söekogusega, mis oli 38% väiksem kui 2016. aastal. , 48GW juures. BloombergNEF väidab, et see arv ei tähenda mitte ainult poolt 2015. aastal lisandunud väärtusest, kui turg saavutas tipptasemel 97 GW, vaid peaaegu täpselt 2017. aastal lisatud päikese- ja tuuleenergia võimsuse arengumaade summast. Kuna tuule- ja päikesekulud vähenevad jätkuvalt, Lõpppunkt, kus uued taastuvad energiaallikad lõid olemasolevad söetehased täielikult amortiseerunud, pole kaugel.

Potentsiaalsete klientide arv väheneb. Indoneesia, kes on sellel sajandil India ja Hiina järel ehitanud suuruselt kolm uut söelektrijaama, teatas nüüd, et ei alusta ühtegi uut söeprojekti. See samm pole vaevalt üllatav - sõltumatu finantsrühma Carbon Tracker analüüsis jõuti järeldusele, et Indoneesias, Vietnamis ja Filipiinidel on uue päikeseelektrijaama ja maismaa tuuleenergia võimsuse ehitamine odavam kui olemasolevate söeküttel töötavate elektrijaamade käitamine. Vietnam on söeettevõtetele eriti suur löök - tal on praegu maailmas suuruselt kolmandad söeprojektid, kogumahuga 46GW, millest ainult 11GW ehitatakse. Maailma Ressursside Instituudi energeetika direktori asetäitja Alex Perea sõnul “investeerib valitsus üha enam nende trajektoori muutmisse. Vietnam pakub huvitavat ja olulist tingimuste kombinatsiooni, mis võimaldab sisulist üleminekut puhtale energiale: valitsuse pühendumused taastuvenergiale ja erasektor, kes soovivad täita üha rangemaid puhta energia eesmärke. ”

Kuni viimase ajani olid Türgil ka märkimisväärsed plaanid oma söelaevastiku laiendamiseks, kuid sealne majandus on hakanud hoogustuma - praegu on ehitamisel ainult 1 GW 43GW kogu uue söe torustikust. Samamoodi on Egiptuse kavandatud võimsus 15 GW, kuid ükski neist pole arenduse varasematest etappidest kaugemale jõudnud. Selle asemel otsib valitsus päikeseenergiat, kuna Sahara kõrbe idaosas on planeedi parim päikesevalgus. Saudi Araabia otsib ka kõrbe ja plaanib 2030. aastaks kogu riigi elektrienergia päikeseenergiast saada.

Enamik maailma riike näeb kirjutamist seinal.

Ehk veelgi olulisem kui bilanss, on kivisöe avalik kuvand hävitatud. Riikliku mäetööstuse liidu endine pressiesindaja Luke Popovitši sõnul on söe suurim vastutus arusaam, et tegemist on mineviku, mitte tulevase tööstusega. Maaliline kaevur koos rõngastatud lõunaboksi ja musta näoga võib ülistada tööstuse tööstuslikku minevikku, kuid see tugevdab arusaama, et kivisüsi on ohtlik ja räpane ning et sellel pole digiajastul mingit rolli, juhtides puhast teadmistepõhist majandust. ”

Üha enam näevad seda ka maailma suurimad investorid ja rahastajad. Allianz, maailma suurim kindlustusettevõte varade kaupa, on lõpetanud söeküttel töötavate elektrijaamade ja söekaevanduste kindlustamise ning keelanud oma investeeringute portfellist uued söed. Kuus riiklikku investeerimisfondi, mis esindavad varades kokku enam kui 3 triljonit dollarit, on võtnud endale kohustuse investeerida ainult ettevõtetesse, mis arvestavad oma strateegiates kliimariskiga. Maailma suurim fondihaldur BlackRock, kelle vara väärtus on 5,1 triljonit dollarit, on ähvardanud hääletada nende ettevõtete direktorite poolt, kes ei suuda tegeleda kliimamuutuste tõttu nende ettevõtjatele tekkivate riskidega.

Möödunud aastal on HSBC, Lloyds, JP MorganChase ja Munich Re kõik teatanud, et lõpetavad söe rahastamise. TFFD, ülemaailmne algatus, mille eesmärk on sundida ettevõtteid ilmutama oma kokkupuudet kliimamuutustega, on liikunud akadeemilisest õppusest turu kujundamise püüdlusteni, mille on täielikult toetanud 225 ülemaailmset investorit, kelle hallatavate varade maht on enam kui 26,3 triljonit dollarit ja 237 ettevõtet. turukapitalisatsioon 6,3 triljonit dollarit. Isegi BHP Billiton on öelnud, et ta valmistub nüüd Maailma Söe Assotsiatsioonist loobuma kliimamuutusi käsitleva seisukoha osas, mida kaevandushiiglane peab vähem kui konstruktiivseks. Mõne aasta jooksul saavad kõik planeedil noteeritud ettevõtted aktsionäridelt üleskutse selgitada, kuidas nad kavatsevad kohaneda süsinikuvaba majandusega ja suurendada kliimariske.

Sellest ikka ei piisa

Triljoni dollari ajakatse õigeaegseks lõpetamiseks ja planeedi piiramiseks temperatuurini 2 ° C peame minema kiiremini. Praegu on maailma söevõimsus umbes 2000 GW ja vaatamata rohketele tõenditele, et uue ehitamisega taastuvad energiaallikad võivad osutuda madalama hinnaga uusehitisega söeküttel töötavatele jaamadele, on Coalswarmi andmete kohaselt praegu arengumaades ehitamisel 193 GW söe. Muidugi on uute söeküttel töötavate võimsuste lisamine viimase kümne aasta madalaimal tasemel, kuid tegelik tootmine söeküttel töötavatest taimedest tõusis 2017. aastal 4 protsenti, 6,4 tonnini. Teisisõnu, vähendame söe tarbimist aeglaselt, kuid mitte piisavalt kiiresti.

2020. aastaks ei saa me kuhugi uusi söetehaseid lisada. USA ja Euroopa peavad olema aastaks 2030 söevabad ning Hiina ja India umbes kümmekond aastat hiljem. Peaaegu kõik maailma söetehased peaksid 2040. aastaks sulgema, et jääda läve alla. Energiaanalüütik Matt Gray juhib tähelepanu, et see tähendaks 100GW söevõimsuse sulgemist igal aastal 20 aastaks ehk umbes 2050 söeelektrijaama iga päev.

Ja see kõik on ikkagi võistluse esimene pool. Teises pooles käsitletakse selliste tõeliselt keeruliste asjadega nagu lennundus, pikamaavedu ning tsemendi- ja terasetööstus, mis tekitavad ise tootmisprotsessis süsinikdioksiidi. Nende tohutute majandussektorite puhastamiseks vajame paremaid süsiniku kogumise ja säilitamise vahendeid, samuti odavamaid biokütuseid või energia salvestamist.

Võite hakata aru saama, miks see nii karm on? Nagu ütles Obama endine energianõunik Daniel Schrag, “peame kiirendama kordajaga 20 ja ma ei usu, et inimesed mõistavad, mis see on terase, klaasi ja tsemendi osas.” Puhta energia üleminek see on tõesti suurim tehnoloogiline väljakutse, millega meie liigid on kunagi silmitsi seisnud. Kuulete seda sageli sõja mobilisatsioonina, mis on ülesande ulatust arvestades mõistetav analoogia. Välja arvatud erinevalt sõjast, mis ühendab ühte inimrühma teise vastu, vajame seekord kõiki 195 maailma rahvust, kes koonduvad ühes suunas.

Panused on meie tsivilisatsiooni saatus.

Kui õigesti aru saame, muudame põhimõtteliselt oma füüsilist maailma, asume uuele tööstusajastule, korraldame ümber maailmamajanduse ja viime revolutsiooni geopoliitikas.

Kui saame valesti aru, põleme ära.