Sabuntawa vs. da thorium da fusion makamashi wildcards: Future of Energy P5

 Kamar yadda hasken rana ba ya samar da makamashi 24/7, shi ma ba ya aiki sosai a wasu wurare a duniya idan aka kwatanta da wasu. Ku amince da ni, daga Kanada, akwai wasu watanni da ba ku ga rana ba. Wataƙila ya fi muni a cikin ƙasashen Nordic da Rasha-watakila hakan ma ya bayyana adadin ƙarfe mai nauyi da vodka da ke jin daɗi a can.

Amma kamar yadda aka ambata a cikin bangaren da ya gabata na wannan jerin Makomar Makamashi, ikon hasken rana ba shine kawai wasan da za'a iya sabuntawa ba a garin. A haƙiƙa, akwai nau'ikan zaɓuɓɓukan makamashi da ake sabunta su waɗanda fasaharsu ke bunƙasa cikin sauri kamar hasken rana, kuma farashinsu da ƙarfin wutar lantarki (a wasu lokuta) suna bugun hasken rana.

A gefe guda, za mu kuma yi magana game da abin da nake so in kira "masu sabunta katin daji." Waɗannan sabbin hanyoyin samar da makamashi ne masu ƙarfi waɗanda ke haifar da hayaƙin sifiri, amma waɗanda har yanzu ba a yi nazarin halin da ake ciki na biyu akan muhalli da al'umma ba (kuma suna iya tabbatar da cutarwa).

Gabaɗaya, abin da za mu bincika a nan shi ne, yayin da hasken rana zai zama tushen makamashi mai ƙarfi a tsakiyar ƙarni, nan gaba kuma za ta kasance ta ƙunshi hadaddiyar giyar makamashi na abubuwan sabuntawa da katuna. Don haka bari mu fara da sabuntawar cewa NIMBYs a duniya kiyayya da sha'awa.

Ikon iska, abin da Don Quixote bai sani ba

Lokacin da masana kimiyya ke magana game da makamashi mai sabuntawa, yawancin dunƙule a cikin gonakin iska tare da hasken rana. Dalili? To, a cikin duk abubuwan da ake sabunta su a kasuwa, manyan injinan iskar iska ne aka fi gani-suna tsayawa kamar ciwon yatsa a cikin gonakin manoma da keɓe (kuma ba ware) ra'ayoyin teku a yawancin sassan duniya.

Amma lokacin a mazabar murya yana ƙin su, a wasu sassan duniya, suna yin juyin juya hali a hadewar makamashi. Domin yayin da wasu ƙasashe ke da albarkar rana, wasu kuma suna da iska da yawa. Me ya kasance sau ɗaya laima-lalata, rufe taga, da kuma lalata gashi an noma shi (musamman a cikin shekaru biyar zuwa bakwai da suka gabata) ya zama cibiyar samar da makamashi mai sabuntawa.

Dauki ƙasashen Nordic misali. Ƙarfin iska yana ƙaruwa a irin wannan shirin mai sauri a cikin Finland da Denmark cewa suna cin ribar ribar da ake amfani da su na makamashin kwal. Waɗannan su ne tashoshin wutar lantarki, ta hanya, waɗanda ya kamata su kare waɗannan ƙasashe daga makamashin da ba za a iya dogaro da su ba. Yanzu, Denmark da Finland suna shirin yin wasan asu na waɗannan tashoshin wutar lantarki, megawatts 2,000 na ƙazanta makamashi, daga tsarin. by 2030.

Amma wannan ba duka mutane ba ne! Kasar Denmark ta yi amfani da karfin iska sosai wanda hakan ya sa suke shirin kawar da kwal gaba daya nan da shekarar 2030 da kuma mika dukkan tattalin arzikinsu zuwa wutar lantarki mai sabuntawa (mafi yawa daga iska) by 2050. A halin yanzu, sabbin ƙirar injin niƙa (misali. daya, biyu) suna fitowa a duk lokacin da zai iya kawo sauyi a masana'antu da kuma yiwuwar samar da makamashin iska ya zama abin sha'awa ga kasashe masu arziki na rana kamar yadda suke ga masu arzikin iska.

Noma raƙuman ruwa

Alaka da injin niƙa, amma binne a ƙarƙashin teku, shine nau'i na uku mafi girma na makamashi mai sabuntawa: tidal. Tide nika yayi kama da injin niƙa, amma maimakon tara kuzari daga iskar, suna tattara kuzarin su daga magudanar ruwa.

Gonakin tidal ba su kusan shahara ba, kuma ba sa jawo jari mai yawa, kamar hasken rana da iska. Don wannan dalili, tidal ba zai taɓa zama babban ɗan wasa a cikin abubuwan sabuntawa a wajen wasu ƙasashe, kamar Burtaniya. Wannan abin kunya ne domin, a cewar Hukumar Kula da Hasashen Ruwa ta Burtaniya, idan muka kama kashi 0.1 cikin XNUMX na makamashin motsin motsin duniya, zai isa ya mallaki duniya.

Har ila yau, makamashin tidal yana da wasu fa'idodi na musamman akan hasken rana da iska. Misali, ba kamar hasken rana da iska ba, tidal da gaske yana gudana 24/7. Tides ɗin suna kusa-kwankwasa, don haka koyaushe kuna san yawan ƙarfin da zaku samar a kowace rana-mai girma don tsinkaya da tsarawa. Kuma mafi mahimmanci ga NIMBYs a can, tun da yake gonaki na ruwa suna zaune a kasan teku, suna da tasiri sosai daga gani, ba a hankali.

Tsohuwar makaranta sabuntawa: ruwa da geothermal

Kuna iya tsammanin yana da ban mamaki cewa lokacin da ake magana game da sabuntawa, ba mu ba da lokacin iska mai yawa ga wasu tsofaffin nau'ikan abubuwan sabuntawa da aka karɓa ba: hydro da geothermal. To, akwai dalili mai kyau game da hakan: Canjin yanayi nan ba da jimawa ba zai lalata wutar lantarkin da ake fitarwa daga ruwa, yayin da geothermal zai yi ƙasa da tattalin arziki idan aka kwatanta da hasken rana da iska. Amma bari mu zurfafa zurfafa.

Galibin madatsun ruwa masu amfani da wutar lantarki na duniya ana ciyar da su ne ta manyan koguna da tafkuna wadanda su kansu ke ciyar da su sakamakon narkar da dusar kankara daga tsaunukan da ke kusa da kuma, a takaice dai, ruwan karkashin kasa daga yankunan damina mai tsayi sama da matakin teku. A cikin shekaru masu zuwa, an saita canjin yanayi don rage (narke ko bushewa) adadin ruwan da ke fitowa daga waɗannan hanyoyin ruwa guda biyu.

Ana iya ganin misalin hakan a kasar Brazil, kasar da take daya daga cikin kasashen da ke da makamashi mafi kore a duniya, inda take samar da sama da kashi 75 na makamashin ta daga wutar lantarki. A cikin 'yan shekarun nan, an sami raguwar ruwan sama da karuwar fari ya haifar da rushewar wutar lantarki akai-akai (brownouts da blackouts) a cikin mafi yawan shekara. Irin wannan lalurar makamashi za ta zama ruwan dare a kowace shekara goma masu zuwa, wanda zai tilasta wa kasashen da suka dogara da ruwa zuba jarin dala da za a sabunta su a wasu wurare.

A halin yanzu, ra'ayi na geothermal shine ainihin asali: a ƙarƙashin wani zurfin zurfi, Duniya tana zafi kullum; a yi rami mai zurfi, a zubar da wasu bututun, a zuba ruwa a ciki, a tattara tururi mai zafi da ke tashi, sannan a yi amfani da wannan tururin wajen kunna injin turbin da samar da makamashi.

A wasu ƙasashe kamar Iceland, inda suke "albarka" tare da adadi mai yawa na volcanoes, geothermal shine babban janareta na makamashi mai 'yanci da kore - yana samar da kusan kashi 30 na ikon Iceland. Kuma a cikin zaɓaɓɓun yankuna na duniya waɗanda ke da halaye iri ɗaya na tectonic, yana da kyakkyawan nau'in makamashi don saka hannun jari a ciki. Amma galibi a ko'ina, tsire-tsire na geothermal suna da tsada don ginawa kuma hasken rana da iska suna raguwa a farashin kowace shekara, geothermal kawai ba zai yiwu ba. iya yin gasa a yawancin ƙasashe.

The wildcard sabunta

Masu adawa da abubuwan sabuntawa sau da yawa suna cewa saboda rashin dogaronsu, muna buƙatar saka hannun jari a manyan hanyoyin samar da makamashi da datti—kamar kwal, mai, da iskar gas mai ƙarfi—don samar da daidaiton adadin kuzari don biyan bukatunmu. Ana kiran waɗannan hanyoyin samar da makamashi a matsayin tushen wutar lantarki na “baseload” saboda a al’adance sun kasance ƙashin bayan tsarin makamashinmu. Amma a wasu sassan duniya, musamman kasashe kamar Faransa, makaman nukiliya sun kasance tushen samar da wutar lantarki.

Nukiliya wani yanki ne na haɗakar makamashin duniya tun ƙarshen WWII. Yayin da a fasaha ta ke samar da adadin kuzarin sifiri-carbon, illolin da ke tattare da sharar guba, hadurran nukiliya, da yaduwar makaman nukiliya sun sanya hannun jari na zamani a cikin nukiliya kusa da ba zai yiwu ba.

Wannan ya ce, ba makaman nukiliya ba ne kawai wasa a garin. Akwai sabbin nau'ikan hanyoyin samar da wutar lantarki waɗanda ba za a iya sabuntawa ba waɗanda suka cancanci magana akai: Thorium da Fusion makamashi. Yi la'akari da waɗannan a matsayin ƙarfin nukiliya na gaba, amma mafi tsabta, mafi aminci, kuma mafi ƙarfi.

Thorium da fusion a kusa da kusurwa?

Maƙallan thorium suna gudana akan thorium nitrate, albarkatun da ke da yawa sau huɗu fiye da uranium. Har ila yau, suna samar da makamashi fiye da na'urori masu amfani da uranium, suna samar da ƙarancin sharar gida, ba za a iya juya su zuwa bama-bamai masu daraja ba, kuma suna da kusan narkewa. (Kalli bayani na mintuna biyar na masu sarrafa Thorium nan.)

A halin yanzu, fusion reactors m gudu a kan ruwan teku-ko don zama daidai, hade da hydrogen isotopes tritium da deuterium. Inda ma'aikatan makamashin nukiliya ke samar da wutar lantarki ta hanyar rarraba kwayoyin halitta, masu samar da wutar lantarki suna fitar da wani shafi daga littafin wasanmu na rana suna kokarin hada kwayoyin halitta tare. (Kalli bayani na mintuna takwas na fusion reactors nan.)

Duka waɗannan fasahohin da ke samar da makamashi ya kamata su zo kasuwa nan da ƙarshen 2040s—ta yi latti don kawo sauyi a kasuwannin makamashi na duniya, balle yaƙinmu da sauyin yanayi. Alhamdu lillahi, hakan ba zai dade ba.

Fasahar da ke kusa da thorium reactors ta riga ta wanzu kuma tana ci gaba da aiki China ta bi shi. A zahiri, sun sanar da shirye-shiryensu na gina ingantacciyar isar da wutar lantarki ta Thorium a cikin shekaru 10 masu zuwa (tsakiyar 2020s). A halin yanzu, ikon fusion ya kasance mai ƙarancin kuɗi na shekaru da yawa, amma kwanan nan labarai daga Lockheed Martin yana nuna cewa sabon fusion reactor na iya zama kusan shekaru goma kuma.

Idan daya daga cikin wadannan hanyoyin samar da makamashi ya zo kan layi a cikin shekaru goma masu zuwa, zai aika da girgiza a kasuwannin makamashi. Ƙarfin Thorium da fusion suna da yuwuwar gabatar da ɗimbin tsaftataccen makamashi a cikin grid ɗin makamashin mu cikin sauri fiye da abubuwan sabuntawa tun da ba za su buƙaci mu sake gyara grid ɗin wutar da ke akwai ba. Kuma tun da waɗannan nau'ikan makamashi ne masu ƙarfi da ƙarfi, za su kasance masu ban sha'awa ga waɗannan kamfanoni masu amfani na gargajiya waɗanda ke neman yaƙi da haɓakar hasken rana.

A k'arshen yini, abin yi ne. Idan thorium da fusion sun shiga kasuwannin kasuwanci a cikin shekaru 10 masu zuwa, za su iya wuce abubuwan sabuntawa a matsayin makomar makamashi. Duk wanda ya fi haka kuma abubuwan sabuntawa sun ci nasara. Ko ta yaya, arha da wadataccen makamashi yana nan gaba.

To menene ainihin duniyar da makamashi mara iyaka? A karshe mun amsa wannan tambayar a ciki kashi na shida na shirinmu na Makomar Makamashi.

MAKOMAR HANYOYIN MAGANAR KARFI

Mutuwar jinkirin lokacin makamashin carbon: Makomar Makamashi P1

Mai! Matsala don zamanin sabuntawa: Makomar Makamashi P2

Tashi na motar lantarki: Makomar makamashi P3

Hasken rana da haɓakar intanet ɗin makamashi: Makomar Makamashi P4

Makomar mu a cikin duniyar makamashi mai yawa: Makomar Makamashi P6