As renovables vs os comodíns de torio e enerxía de fusión: o futuro da enerxía P5

 Do mesmo xeito que a enerxía solar non xera enerxía 24/7, tampouco funciona demasiado ben nalgúns lugares do mundo en comparación con outros. Confía en min, vindo de Canadá, hai uns meses nos que apenas se ve o sol. É probable que sexa moito peor nos países nórdicos e en Rusia; quizais iso tamén explique a cantidade considerable de heavy metal e vodka que se goza alí.

Pero como se menciona no parte anterior desta serie Future of Energy, a enerxía solar non é o único xogo renovable da cidade. De feito, hai unha variedade de opcións de enerxía renovable cuxa tecnoloxía se está a desenvolver tan rápido como a solar, e cuxos custos e produción de electricidade están (nalgúns casos) superando a solar.

Por outra banda, tamén imos falar do que me gusta chamar "renovables comodín". Trátase de fontes de enerxía novas e incriblemente poderosas que producen cero emisións de carbono, pero cuxos custos secundarios sobre o medio ambiente e a sociedade aínda non se estudaron (e poden resultar prexudiciais).

En total, o punto que exploraremos aquí é que, aínda que a solar converterase na fonte de enerxía dominante a mediados de século, o futuro tamén estará composto por un cóctel enerxético de renovables e comodíns. Entón, imos comezar coa renovable que NIMBYs en todo o mundo odia con paixón.

A enerxía eólica, o que don Quixote non sabía

Cando os expertos falan de enerxías renovables, a maioría atópase en parques eólicos xunto coa solar. O motivo? Pois ben, entre todas as enerxías renovables do mercado, os muíños de vento xigantes son os máis visibles: sobresaen coma os polgares doridos ao longo dos campos dos agricultores e as vistas illadas (e non tan illadas) á beira do mar en moitas partes do mundo.

Pero mentres a circunscrición vocal odiaos, nalgunhas partes do mundo, están a revolucionar o mix enerxético. Isto é porque mentres algúns países teñen o sol, outros teñen vento e moito. O que antes foi un destruír paraugas, pechar fiestras e arruinar o peiteado cultivouse (especialmente nos últimos cinco a sete anos) nunha potencia de xeración de enerxía renovable.

Tomemos os países nórdicos, por exemplo. A enerxía eólica creceu a un ritmo tan rápido en Finlandia e Dinamarca que están consumindo as marxes de beneficio das súas centrais eléctricas de carbón. Estas son centrais de carbón, por certo, que debían protexer estes países de enerxías renovables "non fiables". Agora, Dinamarca e Finlandia planean eliminar estas centrais eléctricas, 2,000 megavatios de enerxía sucia, fóra do sistema por 2030.

Pero iso non é todo! Dinamarca está tan abusando da enerxía eólica que planean eliminar o carbón por completo para 2030 e facer unha transición de toda a súa economía a enerxía renovable (principalmente a partir da eólica). por 2050. Mentres tanto, novos deseños de muíños de vento (ex. un, dous) están saíndo todo o tempo que poderían revolucionar a industria e potencialmente facer que a enerxía eólica sexa tan atractiva para os países ricos en sol como para os ricos en vento.

Cultivando as ondas

Relacionada cos muíños de vento, pero soterrada no fondo do mar, é a terceira forma de enerxía renovable máis popular: as mareas. Os muíños de marea semellan aos muíños de vento, pero en lugar de recoller enerxía do vento, recollen a súa enerxía das mareas do océano.

As granxas de mareas non son tan populares, nin atraen tanto investimento, como a solar e a eólica. Por ese motivo, Tidal nunca será un actor importante na mestura de renovables fóra duns poucos países, como o Reino Unido. É unha mágoa porque, segundo o Panel de previsión marítima do Reino Unido, se captamos só o 0.1 por cento da enerxía das mareas cinéticas da Terra, sería suficiente para alimentar o mundo.

A enerxía mareomotriz tamén ten algunhas vantaxes únicas sobre a solar e a eólica. Por exemplo, a diferenza do solar e do vento, as mareas realmente funcionan 24 horas ao día. As mareas son case constantes, polo que sempre sabes a cantidade de enerxía que xerarás durante un día determinado, ideal para previsibilidade e planificación. E o máis importante para os NIMBY que hai, xa que as granxas de mareas están no fondo do océano, efectivamente están fóra da vista, fóra da mente.

Renovables da antiga escola: hidroeléctrica e xeotérmica

Podes pensar que é estraño que cando falamos de renovables, non lle demos moito tempo ao aire a algunhas das formas de renovables máis antigas e adoptadas: a hidrotermia e a xeotérmica. Ben, hai unha boa razón para iso: o cambio climático pronto erosionará a produción de enerxía hidráulica, mentres que a xeotérmica será menos económica en comparación coa solar e a eólica. Pero imos afondar un pouco máis.

A maioría das presas hidroeléctricas do mundo son alimentadas por grandes ríos e lagos que se alimentan polo derretimento estacional dos glaciares das cordilleiras próximas e, en menor medida, das augas subterráneas das rexións chuviosas que se atopan sobre o nivel do mar. Durante as próximas décadas, o cambio climático reducirá (derreter ou secar) a cantidade de auga que procede de ambas as dúas fontes de auga.

Un exemplo diso pódese ver en Brasil, un país cunha das mesturas enerxéticas máis ecolóxicas do mundo, que xera máis do 75 por cento da súa enerxía a partir da enerxía hidroeléctrica. Nos últimos anos, a redución das precipitacións e o aumento das secas causou interrupcións de enerxía regulares (apagados e apagóns) durante gran parte do ano. Tales vulnerabilidades enerxéticas serán moito máis comúns con cada década que pasa, obrigando aos países que dependen da hidroeléctrica a investir os seus dólares renovables noutro lugar.

Mentres tanto, o concepto de xeotérmica é o suficientemente básico: por debaixo dunha certa profundidade, a Terra sempre está quente; perforar un burato profundo, botar unha tubaxe, verter auga, recoller o vapor quente que sobe e utilizar ese vapor para alimentar unha turbina e xerar enerxía.

Nalgúns países como Islandia, onde son "bendecidos" cunha gran cantidade de volcáns, a xeotérmica é un xerador masivo de enerxía libre e verde: produce case o 30 por cento da enerxía de Islandia. E en determinadas zonas do mundo que teñen características tectónicas similares, é unha forma de enerxía que paga a pena investir. Pero na maioría dos outros lugares, as plantas xeotérmicas son caras de construír e coa solar e o vento que baixan de prezo cada ano, a xeotérmica simplemente non o fará. poder competir na maioría dos países.

As renovables comodín

Os opositores das renovables adoitan dicir que debido á súa falta de fiabilidade, necesitamos investir en fontes de enerxía grandes, establecidas e sucias, como o carbón, o petróleo e o gas natural licuado, para proporcionar cantidades consistentes de enerxía para satisfacer as nosas necesidades. Estas fontes de enerxía denomínanse fontes de enerxía de "carga base" porque tradicionalmente serviron como a columna vertebral do noso sistema enerxético. Pero nalgunhas partes do mundo, especialmente países como Francia, a nuclear foi a fonte de enerxía de carga base preferida.

A nuclear forma parte do mix enerxético mundial desde o final da Segunda Guerra Mundial. Aínda que tecnicamente produce unha cantidade substancial de enerxía sen carbono, os efectos secundarios en termos de residuos tóxicos, accidentes nucleares e proliferación de armas nucleares fixeron que os investimentos modernos en nuclear sexan case imposibles.

Dito isto, o nuclear non é o único xogo da cidade. Hai dous novos tipos de fontes de enerxía non renovables dos que vale a pena falar: o torio e a enerxía de fusión. Pense nestas como enerxía nuclear de próxima xeración, pero máis limpa, segura e moito máis potente.

Torio e fusión á volta da esquina?

Os reactores de torio funcionan con nitrato de torio, un recurso que é catro veces máis abundante que o uranio. Tamén xeran moita máis enerxía que os reactores alimentados con uranio, producen menos residuos, non se poden converter en bombas de tipo armamento e son practicamente resistentes á fusión. (Mira unha explicación de cinco minutos dos reactores de torio aquí.)

Mentres tanto, os reactores de fusión funcionan basicamente con auga de mar, ou para ser exactos, unha combinación dos isótopos de hidróxeno tritio e deuterio. Onde os reactores nucleares xeran electricidade dividindo átomos, os reactores de fusión sacan unha páxina do libro de xogos do noso sol e tentan fundir átomos. (Mira unha explicación de oito minutos dos reactores de fusión aquí.)

Estas dúas tecnoloxías de xeración de enerxía debían saír ao mercado a finais da década de 2040, demasiado tarde para marcar realmente a diferenza nos mercados enerxéticos do mundo, e moito menos na nosa loita contra o cambio climático. Afortunadamente, ese pode non ser o caso durante moito tempo.

A tecnoloxía en torno aos reactores de torio xa existe en gran parte e está sendo activa perseguido por China. De feito, anunciaron os seus plans para construír un reactor de torio en pleno funcionamento nos próximos 10 anos (mediados da década de 2020). Mentres tanto, a enerxía de fusión estivo crónicamente subfinanciada durante décadas, pero recente noticias de Lockheed Martin indica que un novo reactor de fusión podería estar a só unha década de distancia.

Se algunha destas fontes de enerxía entra en liña na próxima década, enviará ondas de choque nos mercados enerxéticos. O torio e a enerxía de fusión teñen o potencial de introducir cantidades masivas de enerxía limpa na nosa rede enerxética máis rápido que as renovables, xa que non necesitarán que reconectemos a rede eléctrica existente. E dado que estas son formas de enerxía centralizadas e intensivas en capital, serán moi atractivas para aquelas empresas de servizos públicos tradicionais que buscan loitar contra o crecemento da solar.

Ao final do día, é un sorteo. Se o torio e a fusión entran nos mercados comerciais nos próximos 10 anos, poderían superar as renovables como o futuro da enerxía. Por máis tempo e as renovables gañan. De calquera xeito, a enerxía barata e abundante está no noso futuro.

Entón, como é realmente un mundo con enerxía ilimitada? Finalmente respondemos a esa pregunta en sexta parte da nosa serie Future of Energy.

FUTURO DAS ENLACES DA SERIE ENERXÉTICA

A morte lenta da era da enerxía do carbono: o futuro da enerxía P1

Aceite! O detonante da era renovable: o futuro da enerxía P2

Auge do coche eléctrico: Futuro da Enerxía P3

A enerxía solar e o auxe da enerxía en internet: o futuro da enerxía P4

O noso futuro nun mundo enerxético abundante: Futuro da Enerxía P6