אנרגיה סולארית ועלייתו של אינטרנט האנרגיה: עתיד האנרגיה P4

דיברנו על הנפילה של אנרגיה מלוכלכת. דיברנו על ה סוף שמן. ורק דיברנו על עלייתו של כלי רכב חשמליים. לאחר מכן, נדבר על הכוח המניע מאחורי כל הטרנדים הללו - והוא עומד לשנות את העולם כפי שאנו מכירים אותו תוך שניים עד שלושה עשורים בלבד.

אנרגיה כמעט חופשית, בלתי מוגבלת, נקייה ומתחדשת.

זה סוג של עניין גדול. וזו הסיבה ששאר הסדרה הזו יכסה את הטרנדים והטכנולוגיות שיעבירו את האנושות מעולם פגיע לאנרגיה לעולם שופע אנרגיה תוך כיסוי ההשפעות שיהיו לכך על הכלכלה שלנו, על הפוליטיקה העולמית ועל חיי היומיום שלכם. זה כמה דברים די סוערים, אני יודע, אבל אל תדאג, אני לא אלך מהר מדי כשאני מנחה אותך דרכו.

בואו נתחיל עם הצורה הברורה ביותר של אנרגיה כמעט חופשית, בלתי מוגבלת, נקייה ומתחדשת: אנרגיה סולארית.

שמש: למה זה מתנדנד ולמה זה בלתי נמנע

עד עכשיו, כולנו מכירים במה מדובר באנרגיה סולארית: אנחנו בעצם לוקחים לוחות סופגי אנרגיה גדולים ומכוונים אותם לעבר כור ההיתוך הגדול ביותר של מערכת השמש שלנו (השמש) במטרה להפוך את אור השמש לחשמל שמיש. אנרגיה חופשית, בלתי מוגבלת ונקייה. נשמע מדהים! אז למה השמש לא המריאה לפני עשרות שנים לאחר המצאת הטכנולוגיה?

ובכן, פוליטיקה ורומן האהבה שלנו עם נפט זול בצד, אבן הנגף העיקרית הייתה העלות. פעם היה יקר להחריד לייצר כמויות גדולות של חשמל באמצעות שמש, במיוחד בהשוואה לשריפת פחם או נפט. אבל כמו שהם עושים תמיד, דברים משתנים, ובמקרה הזה, לטובה.

אתה מבין, ההבדל העיקרי בין מקורות אנרגיה סולארית ופחמן (כמו פחם ונפט) הוא שאחד הוא טכנולוגיה, בעוד השני הוא דלק מאובנים. טכנולוגיה משתפרת, היא הופכת לזולה יותר ומספקת תשואה גדולה יותר לאורך זמן; ואילו בדלקים מאובנים, ברוב המקרים, ערכם עולה, עומד, הופך לתנודתי ולבסוף יורד עם הזמן.

מערכת היחסים הזו הופיעה בצורה ברורה מדי מאז תחילת שנות ה-2000. הטכנולוגיה הסולארית ראתה את כמות הכוח שהיא מייצרת ביעילות מרקיעה שחקים, כל זאת בזמן שעלויותיה התרסקו (75 אחוז בחמש השנים האחרונות בלבד). עד 2020, אנרגיה סולארית תהפוך לתחרותית במחיר עם דלקים מאובנים, גם ללא סובסידיות. עד שנת 2030, אנרגיה סולארית תעלה חלק קטן ממה שדלקים מאובנים עושים ותעבוד בצורה יעילה יותר. בינתיים, מחיר הנפט התפוצץ בחלק גדול משנות ה-2000, לצד העלויות (פיננסיות וסביבתיות) של בנייה ותחזוקה של תחנות כוח של דלק מאובנים (כמו פחם).

אם נעקוב אחר קווי המגמה הסולאריים, העתידן ריי קורצווייל חזה שסולאר יכול לענות על 100 אחוז מצרכי האנרגיה של היום תוך קצת פחות משני עשורים. ייצור החשמל הסולארי כבר הוכפל כל שנתיים ב-30 השנים האחרונות. כמו כן, ה סוכנות האנרגיה הבינלאומית חזה שהשמש (סולרית) תהפוך למקור החשמל הגדול בעולם עד שנת 2050, הרבה לפני כל שאר סוגי הדלקים המאובנים והמתחדשים ביחד.

אנחנו נכנסים לעידן שבו לא משנה כמה זמינה אנרגיית דלק מאובנים, אנרגיה מתחדשת עדיין תהיה זולה יותר. אז מה זה אומר בעולם האמיתי?

השקעה ואימוץ סולארי מגיע לנקודת הרתיחה

השינוי יגיע לאט בהתחלה, ואז פתאום הכל יהיה אחרת.

כאשר אנשים מסוימים חושבים על ייצור חשמל סולארי, הם עדיין חושבים על תחנות כוח סולאריות עצמאיות שבהן מאות, אולי אלפי, פאנלים סולאריים מרבדים רצועת מדבר עצומה באיזה חלק מרוחק של המדינה. למען ההגינות, מתקנים כאלה בהחלט ישחקו חלק גדול בתמהיל האנרגיה העתידי שלנו, במיוחד עם סוג החידושים שיגיעו בצנרת.

שתי דוגמאות מהירות: במהלך העשור הבא, אנו הולכים לראות את הטכנולוגיה של תאים סולאריים מגדילה את יכולתה להמיר אור שמש לאנרגיה מ-25 אחוז לכמעט 50 אחוז. בינתיים, שחקנים גדולים יותר כמו IBM ייכנסו לשוק עם קולטי שמש שיכולים לעשות זאת להגדיל את כוחן של 2,000 שמשות.

בעוד שהחידושים הללו מבטיחים, הם מייצגים רק חלק קטן ממה שמערכת האנרגיה שלנו תתפתח אליה. עתיד האנרגיה הוא על ביזור, על דמוקרטיזציה, זה על כוח לאנשים. (כן, אני מבין כמה עלוב זה נשמע. תתמודד עם זה.)

המשמעות היא שבמקום שייצור החשמל יהיה מרוכז בין השירותים, יתחילו לייצר יותר ויותר חשמל במקום בו הוא משמש: בבית. בעתיד, השמש תאפשר לאנשים לייצר חשמל בעצמם בעלות נמוכה יותר מאשר לקבל את החשמל הזה מהחברה המקומית שלהם. למעשה, זה כבר קורה.

בקווינסלנד, אוסטרליה, מחירי החשמל ירדו כמעט לאפס ביולי 2014. בדרך כלל, המחירים נעים סביב 40-50 דולר למגה וואט שעה, אז מה קרה?

שמש קרה. סולארית על הגג, ליתר דיוק. ל-350,000 בניינים בקווינסלנד יש פאנלים סולאריים על הגג, יחד עם 1,100 מגה וואט של חשמל.

בינתיים, אותו הדבר קורה באזורים גדולים של אירופה (גרמניה, ספרד ופורטוגל, במיוחד), שבהם השמש בקנה מידה למגורים הגיעה ל"שוויון רשת" (עלות אותו הדבר) עם מחירי החשמל הממוצעים למגורים המופעלים על ידי שירותים מסורתיים. צרפת אפילו חוקקה שכל המבנים החדשים באזורים מסחריים ייבנו עם גגות מפעלים או סולאריים. מי יודע, אולי חקיקה דומה תראה יום אחד את החלונות של בניינים שלמים וגורדי שחקים מוחלפים בפאנלים סולאריים שקופים - כן, חלונות פאנלים סולאריים!

אבל גם אחרי כל זה, האנרגיה הסולארית היא עדיין רק שליש מהמהפכה הזו.

סוללות, כבר לא רק לרכב הצעצוע שלך

בדיוק כפי שפאנלים סולאריים חוו רנסנס בפיתוח והשקעה בקנה מידה רחב, כך גם הסוללות. מגוון חידושים (לדוגמה. אחד, שתיים, שְׁלוֹשָׁה) מגיעים לאינטרנט כדי להפוך אותם לזולים יותר, קטנים יותר, ידידותיים יותר לסביבה, והכי חשוב, לאפשר להם לאחסן כמויות עצומות של חשמל להרבה יותר זמן. הסיבה מאחורי השקעות מו"פ אלו ברורה: סוללות מסייעות לאגור את האנרגיה הסולרית אוספת לשימוש כאשר השמש אינה זורחת.

למעשה, אולי שמעתם על טסלה שעשתה רעש גדול לאחרונה כשהופיעו לראשונה ב- טסלה פאוורוול, סוללה ביתית במחיר סביר שיכולה לאחסן עד 10 קילוואט שעות של אנרגיה. סוללות כמו אלה מאפשרות למשקי בית את האפשרות לצאת לחלוטין מהרשת (אם ישקיעו גם בסולארי גג) או פשוט לספק להם כוח גיבוי בזמן הפסקות רשת.

יתרונות סוללה נוספים עבור משק הבית היומיומי כוללים חשבון אנרגיה נמוך בהרבה עבור אותם משקי בית שבוחרים להישאר מחוברים לרשת החשמל המקומית, במיוחד אלה עם תמחור חשמל דינמי. הסיבה לכך היא שאתה יכול להתאים את צריכת האנרגיה שלך כדי לאסוף ולאגור אנרגיה במהלך היום כשמחירי החשמל נמוכים, ואז לצאת מהרשת על ידי הוצאת חשמל ביתי מהסוללה שלך בלילה כשמחירי החשמל עולים. פעולה זו גם הופכת את הבית שלך לירוק הרבה יותר מכיוון שהקטנת טביעת הרגל האנרגטית שלך במהלך הלילה מחליפה אנרגיה הנוצרת בדרך כלל על ידי דלקים מלוכלכים, כמו פחם.

אבל סוללות לא יהיו רק מחליף משחק עבור בעל הבית הממוצע; עסקים ושירותים גדולים מתחילים גם הם להתקין סוללות בגודל תעשייתי משלהם. למעשה, הם מייצגים 90 אחוז מכלל התקנות הסוללה. הסיבה שלהם לשימוש בסוללות זהה במידה רבה לבעל הבית הממוצע: זה מאפשר להם לאסוף אנרגיה ממקורות מתחדשים כמו שמש, רוח וגאות, ואז לשחרר את האנרגיה הזו במהלך הערב, ולשפר את אמינות רשת האנרגיה בתהליך.

זה המקום שבו אנו מגיעים לחלק השלישי של מהפכת האנרגיה שלנו.

עלייתו של האינטרנט האנרגיה

יש את הטיעון הזה שלא מפסיק להידחף על ידי מתנגדי האנרגיה המתחדשת שאומרים שמכיוון שאנרגיה מתחדשת (במיוחד סולרית) לא יכולה לייצר אנרגיה 24/7, אי אפשר לסמוך עליהם בהשקעה בקנה מידה גדול. זו הסיבה שאנו זקוקים למקורות אנרגיה מסורתיים מסוג "עומס בסיס" כמו פחם, גז או גרעין, כאשר השמש לא זורחת.

עם זאת, מה שאותם מומחים ופוליטיקאים לא מצליחים להזכיר הוא שמפעלי פחם, גז או גרעין נסגרו כל הזמן עקב חלקים פגומים או תחזוקה מתוכננת. אבל כשהם עושים זאת, הם לא בהכרח מכבים את האורות בערים שהם משרתים. יש לנו משהו שנקרא רשת אנרגיה לאומית. אם מפעל אחד נסגר, האנרגיה ממפעל סמוך תופסת את הרפיון באופן מיידי, ומגבת את צרכי החשמל של העיר.

עם כמה שדרוגים קלים, אותה רשת היא מה שאנרגיה מתחדשת תשתמש, כך שכאשר השמש לא זורחת או שהרוח לא נושבת באזור אחד, ניתן לפצות על אובדן החשמל מאזורים אחרים שבהם מתחדשים מייצרים חשמל. ועל ידי שימוש בסוללות בגודל תעשייתי שהוזכר לעיל, נוכל לאחסן בזול כמויות עצומות של אנרגיה מתחדשת במהלך היום לשחרור במהלך הערב. שתי הנקודות הללו אומרות שרוח ושמש יכולות לספק כמויות חשמל אמינות בשוויון למקורות אנרגיה בסיסיים מסורתיים.

רשת חדשה זו של מסחר בקנה מידה ביתי ותעשייתי באנרגיה מתחדשת תהווה "אינטרנט אנרגיה" עתידי - מערכת דינמית ומווסתת עצמית, אשר (כמו האינטרנט עצמו) חסינה בפני רוב אסונות הטבע והתקפות טרור, אך גם אינה נשלטת על ידי כל אחד מונופול.

בסופו של יום, כוח מתחדש הולך לקרות, אבל זה לא אומר שאינטרסים לא יירדו ללא קרב.

סולאר אוכל ארוחת צהריים של שירותים

די מצחיק, גם אם שריפת פחם לחשמל הייתה בחינם (מה שקורה במידה רבה באוסטרליה, אחת מיצואניות הפחם הגדולות בעולם), זה עדיין עולה כסף לתחזק ולתפעל את תחנת הכוח, ואז להעביר את החשמל שלה על פני מאות קילומטרים של קווי חשמל כדי להגיע לביתך. כל התשתית הזו מהווה נתח גדול מחשבון החשמל שלך. וזו הסיבה שכל כך הרבה מתושבי קווינסלנד שקראתם עליהם לעיל בחרו לעקוף את העלויות הללו על ידי הפקת חשמל משלהם בבית -זו פשוט האפשרות הזולה יותר.

ככל שהיתרון הסולארי הזה מואץ לאזורים פרבריים ועירוניים ברחבי העולם, יותר אנשים יבחרו לבטל את הסכמתם לרשתות האנרגיה המקומיות שלהם באופן חלקי או מלא. המשמעות היא שעלויות התחזוקה של תשתית השירות הקיימת תישאו על ידי פחות ופחות אנשים, מה שעלול להעלות את חשבונות החשמל החודשיים וליצור תמריץ כספי גדול עוד יותר עבור "מאמצים סולאריים מאוחרים" להשקיע סוף סוף בסולארי. זוהי ספירלת המוות הקרובה שמחזיקה את חברות השירות ערות בלילה.

כשצפו ברכבת המשא הזו מסתערת בדרכה, כמה מחברות השירות הנחשלות יותר בחרו להילחם במגמה הזו עד הסוף. הם לחצו לשנות או להפסיק את מדיניות "מדידה נטו" המאפשרת לבעלי בתים למכור עודפי אנרגיה סולארית בחזרה לרשת. אחרים פועלים כדי לגרום למחוקקים לעשות זאת לאשר תוספות על מתקנים סולאריים, בעוד שאחרים עובדים כדי להקפיא או להפחית את דרישות האנרגיה המתחדשת והיעילות נחקק בחוק להיפגש.

בעיקרון, חברות החשמל מנסות לגרום לממשלות לסבסד את פעילותן, ובמקרים מסוימים לחוקק את המונופולים שלהן על רשתות אנרגיה מקומיות. זה בהחלט לא קפיטליזם. וממשלות לא צריכות להיות בעניין של הגנה על תעשיות מפני טכנולוגיות חדשות משבשות ומעולות (כלומר סולאריות ומתחדשות אחרות) שיש להן פוטנציאל להחליף אותן (ולהועיל לציבור כדי להתחיל).

אבל בעוד סכומי עתק של כספי לובינג מושקעים בניסיון להאט את התקדמותם של אנרגיה סולרית ואנרגיה מתחדשת אחרים, קווי המגמה לטווח ארוך קבועים: אנרגיה סולארית וחדשים מתחדשים אמורים לאכול ארוחת צהריים של חברות שירות. זו הסיבה שחברות שירות שחושבות קדימה נוקטות בגישה אחרת.

כלי עזר מהעולם הישן עוזרים להוביל את סדר האנרגיה העולמי החדש

אמנם לא סביר שרוב האנשים יתנתקו לחלוטין מהרשת - מי יודע, מה קורה כשהבן לעתיד שלך מסיע בשכרות את הטסלה שלך לתוך הסוללה הביתית במוסך שלך - רוב האנשים יתחילו להשתמש ברשתות האנרגיה המקומיות פחות ופחות עם כל עשור שעובר .

עם הכתובת על הקיר, כמה חברות שירות החליטו להיות מובילות ברשת האנרגיה המתחדשת והמבוזרת העתידית. לדוגמה, מספר חברות שירות אירופיות משקיעות חלק מהרווחים הנוכחיים שלהן בתשתית אנרגיה מתחדשת חדשה, כגון שמש, רוח וגאות. שירותים אלה כבר נהנו מהשקעתם. מקורות מתחדשים מבוזרים עזרו להפחית את העומס על רשתות החשמל בימי הקיץ החמים כשהביקוש היה גבוה. אנרגיה מתחדשת גם מפחיתה את הצורך של חברות רשות להשקיע בתחנות כוח מרכזיות וקווי תמסורת חדשות ויקרות.

חברות שירות אחרות מסתכלות עוד יותר בהמשך הקו למעבר מלהיות ספקי אנרגיה גרידא להיות ספקי שירותי אנרגיה. SolarCity, סטארט-אפ שמתכנן, מממן ומתקין מערכות אנרגיה סולארית, החל מעבר למודל מבוסס שירות היכן שהם הבעלים, מתחזקים ומתפעלים סוללות ביתיות של אנשים.

במערכת זו, לקוחות משלמים תשלום חודשי כדי שיותקנו בביתם פאנלים סולאריים וסוללת בית - פוטנציאלית מחוברת לרשת אנרגיה קהילתית היפר-מקומית (מיקרוגרידים) - ולאחר מכן האנרגיה הביתית שלהם מנוהלת על ידי חברת החשמל. לקוחות ישלמו רק עבור האנרגיה שהם משתמשים בהם, ומשתמשי אנרגיה צנועים יראו את חשבונות האנרגיה שלהם קוצצים. הם עשויים אפילו להרוויח על ידי שימוש באנרגיה העודפת שהבתים שלהם מייצרים כדי להפעיל את שכניהם היותר צורבים כוח.

מה המשמעות של אנרגיה כמעט חופשית, בלתי מוגבלת, נקייה באמת

עד שנת 2050, חלק גדול מהעולם יצטרך להחליף לחלוטין את רשת האנרגיה ותחנות הכוח המזדקנות שלו. החלפת תשתית זו במקורות מתחדשים זולים יותר, נקיים יותר וממקסמים את האנרגיה פשוט הגיונית כלכלית. גם אם החלפת תשתית זו במקורות מתחדשים עולה כמו החלפתה במקורות חשמל מסורתיים, המתחדשים עדיין מנצחים. תחשוב על זה: בניגוד למקורות חשמל מסורתיים וריכוזיים, מקורות אנרגיה מתחדשים מבוזרים אינם נושאים את אותו מטען שלילי כמו איומי ביטחון לאומי מהתקפות טרור, שימוש בדלקים מלוכלכים, עלויות כספיות גבוהות, השפעות אקלים ובריאות שליליות ופגיעות להיקף רחב. הפסקות חשמל

השקעות ביעילות אנרגטית ובאנרגיות מתחדשות יכולות לגמול את העולם התעשייתי מפחם ונפט, לחסוך לממשלות טריליוני דולרים, להצמיח את הכלכלה באמצעות מקומות עבודה חדשים בהתקנת רשתות מתחדשות וחכמות, ולהפחית את פליטת הפחמן שלנו בכ-80 אחוזים.

כשאנחנו נכנסים לעידן האנרגיה החדש הזה, השאלה שעלינו לשאול היא: איך באמת נראה עולם עם אנרגיה בלתי מוגבלת? איך זה ישפיע על הכלכלה שלנו? התרבות שלנו? דרך החיים שלנו? התשובה היא: יותר ממה שאתה חושב.

נחקור איך ייראה העולם החדש הזה בסוף סדרת "עתיד האנרגיה" שלנו, אבל ראשית, עלינו להזכיר את הצורות האחרות של אנרגיה מתחדשת ולא מתחדשת שעשויות להניע את עתידנו. הבא בתור: אנרגיה מתחדשת לעומת תווים כלליים של תוריום ו- Fusion Energy: Future of Energy P5.

קישורים לסדרת FUTURE OF ENERGY

המוות האיטי של עידן אנרגיית הפחמן: עתיד האנרגיה P1

שמן! הטריגר לעידן המתחדש: Future of Energy P2

עליית המכונית החשמלית: Future of Energy P3

מקורות אנרגיה מתחדשים לעומת תווים כלליים של אנרגיית תוריום ו- Fusion: Future of Energy P5

העתיד שלנו בעולם שופע אנרגיה: עתיד האנרגיה P6