Kuantumrun

GÖRÜNTÜ KREDİSİ: Kuantumrun

Güneş enerjisi ve enerji internetinin yükselişi: Enerjinin Geleceği P4

David Tal, Yayıncı, Fütürist
@DavidTalWrites
LinkedIn

Salı, 09/15/2020 - 10:00

düşüşünden bahsetmiştik kirli enerji. hakkında konuştuk petrolün sonu. Ve biz sadece yükselişi hakkında konuştuk elektrikli araçlar. Daha sonra, tüm bu eğilimlerin arkasındaki itici güç hakkında konuşacağız - ve bildiğimiz şekliyle dünyayı sadece iki ila otuz yıl içinde değiştirecek.

Neredeyse ücretsiz, sınırsız, temiz, yenilenebilir enerji.

Önemli bir şey. İşte bu yüzden bu serinin geri kalanı, insanlığı enerji açısından savunmasız bir dünyadan enerji bol bir dünyaya dönüştürecek trendleri ve teknolojileri ele alırken, bunun ekonomimiz, dünya siyasetimiz ve günlük yaşamınız üzerindeki etkilerini de kapsayacak. Bu oldukça kafa karıştırıcı şeyler biliyorum, ama merak etmeyin, size rehberlik ederken çok hızlı yürümeyeceğim.

Neredeyse ücretsiz, sınırsız, temiz, yenilenebilir enerjinin en belirgin biçimiyle başlayalım: güneş enerjisi.

Güneş: neden kayar ve neden kaçınılmazdır

Şimdiye kadar, hepimiz güneş enerjisinin neyle ilgili olduğunu biliyoruz: temel olarak büyük enerji soğuran paneller alıyoruz ve güneş ışığını kullanılabilir elektriğe dönüştürmek amacıyla onları güneş sistemimizin en büyük füzyon reaktörüne (güneş) yönlendiriyoruz. Ücretsiz, sınırsız ve temiz enerji. Kulağa harika geliyor! Öyleyse, teknoloji icat edildikten sonra güneş enerjisi neden onlarca yıl önce başlamadı?

Politika ve ucuz petrolle olan aşk ilişkimiz bir yana, en büyük engel maliyet oldu. Özellikle kömür veya petrol yakmakla karşılaştırıldığında, güneş enerjisi kullanarak büyük miktarda elektrik üretmek aptalca pahalıydı. Ancak her zaman olduğu gibi, işler değişir ve bu durumda daha iyisi için.

Görüyorsunuz, güneş ve karbon bazlı enerji kaynakları (kömür ve petrol gibi) arasındaki temel fark, birinin teknoloji, diğerinin ise fosil yakıt olmasıdır. Bir teknoloji zamanla gelişir, ucuzlar ve daha fazla getiri sağlar; oysa fosil yakıtlarda çoğu durumda değerleri yükselir, durgunlaşır, uçucu hale gelir ve sonunda zamanla azalır.

Bu ilişki 2000'li yılların başından beri çok açık bir şekilde ortaya çıktı. Güneş enerjisi teknolojisi, verimli bir şekilde ürettiği güç miktarını hızla artırırken, maliyetleri düşerken (yalnızca son beş yılda yüzde 75'i) gördü. 2020 yılına kadar güneş enerjisi, sübvansiyonlar olmasa bile fosil yakıtlarla fiyat açısından rekabetçi hale gelecek. 2030 yılına kadar güneş enerjisi, fosil yakıtların yaptıklarının ve daha verimli çalışmasının çok küçük bir kısmına mal olacak. Bu arada, fosil yakıtlı enerji santralleri (kömür gibi) inşa etme ve sürdürme maliyetlerinin (finansal ve çevresel) yanı sıra 2000'li yılların büyük bölümünde petrolün maliyeti patladı.

Güneş trend çizgilerini takip edersek, fütürist Ray Kurzweil, güneş enerjisinin yirmi yıldan kısa bir süre içinde günümüzün enerji ihtiyacının yüzde 100'ünü karşılayabileceğini öngördü. Zaten güneş enerjisi üretimi son 30 yılda her iki yılda bir ikiye katlandı. Aynı şekilde, Uluslararası Enerji Ajansı tahmin 2050 yılına kadar güneş (güneş) dünyanın en büyük elektrik kaynağı haline gelecek ve bu, tüm diğer fosil ve yenilenebilir yakıt türlerinin çok ötesinde.

Ne kadar fosil yakıt enerjisi mevcut olursa olsun, yenilenebilir enerjinin daha ucuz olacağı bir çağa giriyoruz. Peki bu gerçek dünyada ne anlama geliyor?

Kaynama noktasına ulaşan güneş enerjisi yatırımı ve benimsenmesi

Değişim başta yavaş olacak, sonra birdenbire her şey farklı olacak.

Bazı insanlar güneş enerjisi üretimini düşündüklerinde, ülkenin uzak bir bölgesinde yüzlerce, belki de binlerce güneş panelinin devasa bir çöl alanını kapladığı bağımsız güneş enerjisi santrallerini düşünürler. Adil olmak gerekirse, bu tür tesisler, özellikle boru hattından gelecek türde yeniliklerle birlikte, gelecekteki enerji karışımımızda kesinlikle büyük bir rol oynayacaktır.

İki hızlı örnek: Önümüzdeki on yılda, güneş pili teknolojisinin güneş ışığını yüzde 25'ten yüzde 50'ye kadar enerjiye dönüştürmek. Bu arada, IBM gibi daha büyük oyuncular, güneş kollektörleriyle pazara girecek. 2,000 güneşin gücünü büyütmek.

Bu yenilikler umut verici olsa da, enerji sistemimizin neye dönüşeceğinin sadece bir kısmını temsil ediyorlar. Enerjinin geleceği ademi merkeziyetçilikle, demokratikleşmeyle ilgili, halkın gücüyle ilgili. (Evet, kulağa ne kadar sıkıcı geldiğinin farkındayım. Kabul et.)

Bunun anlamı, elektrik üretiminin kamu hizmetleri arasında merkezileştirilmesi yerine, kullanıldığı yerde, yani evde, giderek daha fazla elektrik üretilmeye başlanacağıdır. Gelecekte güneş, insanların kendi elektriğini yerel şebekelerinden elde etmekten daha düşük bir maliyetle üretmelerini sağlayacak. Aslında, bu zaten oluyor.

Avustralya, Queensland'de, elektrik fiyatları neredeyse sıfıra düştü Temmuz 2014'te. Normalde fiyatlar megavat saat başına 40-50$ arasında değişiyor, peki ne oldu?

Güneş oldu. Daha doğrusu çatı güneşi. Queensland'deki 350,000 binanın çatısında güneş panelleri var ve bunlar birlikte 1,100 Megawatt elektrik üretiyor.

Bu arada, Avrupa'nın büyük bölgelerinde (özellikle Almanya, İspanya ve Portekiz), konut ölçeğinde güneş enerjisinin, geleneksel kamu hizmetleri tarafından desteklenen ortalama konut elektrik fiyatları ile “şebeke paritesine” (maliyetleri aynı) ulaştığı yerlerde aynı şey oluyor. Fransa yasa bile çıkardı ticari bölgelerdeki tüm yeni binaların bitki veya güneş çatıları ile inşa edilmesi. Kim bilir, belki bir gün tüm binaların ve gökdelenlerin pencerelerinin şeffaf güneş panelleri ile değiştirildiğini benzer yasalar görebilir - evet, güneş paneli pencereleri!

Ancak tüm bunlardan sonra bile, güneş enerjisi hala bu devrimin sadece üçte biri.

Piller, artık sadece oyuncak arabanız için değil

Nasıl güneş panelleri geliştirme ve geniş ölçekli yatırımda bir rönesans yaşadıysa, piller de öyle. Çeşitli yenilikler (ör. bir, iki, üç) daha ucuz, daha küçük, daha çevre dostu hale getirmek için çevrimiçi hale geliyor ve en önemlisi, büyük miktarlarda gücü çok daha uzun süre depolamalarına izin veriyor. Bu Ar-Ge yatırımlarının arkasındaki neden açıktır: piller, güneş parlamadığında kullanılmak üzere güneş enerjisinin topladığı enerjiyi depolamaya yardımcı olur.

Aslında, Tesla'nın son zamanlarda piyasaya çıktıklarında büyük bir sıçrama yaptığını duymuş olabilirsiniz. Tesla Powerwall, 10 kilovat saate kadar enerji depolayabilen uygun fiyatlı bir ev tipi pil. Bunun gibi piller, hanelere tamamen şebekeden çıkma (çatıdaki güneş enerjisine de yatırım yapmalılarsa) veya şebeke kesintileri sırasında onlara yedek güç sağlama seçeneğine izin verir.

Günlük hane halkı için diğer pil avantajları, yerel elektrik şebekesine bağlı kalmayı tercih eden haneler için, özellikle dinamik elektrik fiyatlandırması olanlar için çok daha düşük bir enerji faturasını içerir. Bunun nedeni, gün boyunca elektrik fiyatlarının düşük olduğu günlerde enerji toplamak ve depolamak için enerji kullanımınızı ayarlayabilir, ardından elektrik fiyatlarının yükseldiği geceleri pilinizden ev elektriğini çekerek şebekeden çıkabilirsiniz. Bunu yapmak aynı zamanda evinizi çok daha yeşil yapar çünkü gece boyunca enerji ayak izinizi azaltmak, normalde kömür gibi kirli yakıtlar tarafından üretilen enerjinin yerini alır.

Ancak piller, ortalama bir ev sahibi için sadece oyunun kurallarını değiştirmeyecek; büyük işletmeler ve kamu hizmetleri de kendi endüstriyel boyutlu pillerini kurmaya başlıyor. Aslında, tüm pil kurulumlarının yüzde 90'ını temsil ediyorlar. Pilleri kullanma nedenleri büyük ölçüde ortalama ev sahibiyle aynıdır: güneş, rüzgar ve gelgit gibi yenilenebilir kaynaklardan enerji toplamalarına, ardından bu enerjiyi akşamları serbest bırakmalarına ve bu süreçte enerji şebekesinin güvenilirliğini artırmalarına olanak tanır.

İşte bu noktada enerji devrimimizin üçüncü parçasına geliyoruz.

Enerji İnternetinin Yükselişi

Yenilenebilir enerjinin (özellikle güneş enerjisinin) 24 gün 7 saat enerji üretemediğinden, büyük ölçekli yatırımlara güvenilemeyeceklerini söyleyen yenilenebilir enerji karşıtları tarafından sürekli itilen bir argüman var. Bu yüzden güneşin parlamadığı zamanlar için kömür, gaz veya nükleer gibi geleneksel “temel yük” enerji kaynaklarına ihtiyacımız var.

Ancak aynı uzmanların ve politikacıların bahsetmediği şey, kömür, gaz veya nükleer santrallerin hatalı parçalar veya planlı bakım nedeniyle her zaman kapatıldığıdır. Ancak bunu yaptıklarında, hizmet ettikleri şehirlerin ışıklarını mutlaka kapatmazlar. Ulusal enerji şebekesi denen bir şey var. Bir tesis kapanırsa, komşu bir tesisten gelen enerji anında boşluğu doldurur ve şehrin enerji ihtiyacını karşılar.

Bazı küçük iyileştirmelerle, aynı şebeke yenilenebilir enerjilerin kullanacağı şeydir, böylece bir bölgede güneş parlamadığında veya rüzgar esmediğinde, yenilenebilir enerjilerin elektrik ürettiği diğer bölgelerdeki güç kaybı telafi edilebilir. Ve yukarıda bahsedilen endüstriyel boyuttaki pilleri kullanarak, akşamları serbest bırakılmak üzere gün boyunca çok miktarda yenilenebilir enerjiyi ucuza depolayabiliyorduk. Bu iki nokta, rüzgar ve güneş enerjisinin, geleneksel temel yük enerji kaynaklarıyla eşit düzeyde güvenilir miktarda güç sağlayabileceği anlamına gelir.

Yenilenebilir enerjinin yerel ve endüstriyel ölçekte ticaretinden oluşan bu yeni ağ, geleceğin “enerji interneti”ni oluşturacak - (İnternet'in kendisi gibi) çoğu doğal afet ve terör saldırısına karşı bağışık olan ve aynı zamanda kontrol edilmeyen dinamik ve kendi kendini düzenleyen bir sistem. herkes tarafından tekel.

Günün sonunda, yenilenebilir enerji gerçekleşecek, ancak bu, kazanılmış menfaatlerin savaşmadan düşmeyeceği anlamına gelmiyor.

Güneş, kamu hizmetlerinin öğle yemeğini yiyor

Yeterince komik, elektrik için kömür yakmak ücretsiz olsa bile (ki bu büyük ölçüde dünyanın en büyük kömür ihracatçılarından biri olan Avustralya'da geçerlidir), elektrik santralinin bakımı ve işletilmesi için hala paraya mal olur, ardından elektriğini yüzlerce kilometre uzağa nakleder. evinize ulaşmak için elektrik hatları. Tüm bu altyapı, elektrik faturanızın büyük bir bölümünü oluşturur. İşte bu yüzden yukarıda okuduğunuz pek çok Queenslandlı, evlerinde kendi elektriğini üreterek bu maliyetlerden kaçınmayı tercih etti.bu sadece daha ucuz bir seçenek.

Bu güneş enerjisi maliyeti avantajı, dünyanın dört bir yanındaki banliyö ve kentsel alanlara hızlandıkça, daha fazla insan yerel enerji şebekelerinden kısmen veya tamamen vazgeçecek. Bu, mevcut altyapı altyapısını sürdürme maliyetlerinin giderek daha az insan tarafından karşılanacağı, potansiyel olarak aylık elektrik faturalarının yükseltileceği ve “geç güneş enerjisi benimseyenler” için nihayet güneş enerjisine yatırım yapmaları için daha da büyük bir mali teşvik yaratacağı anlamına geliyor. Bu, kamu hizmeti şirketlerini geceleri ayakta tutan ölüm sarmalı.

Bu yük treninin yoluna devam etmesini izlerken, daha geri hizmet şirketlerinin bazıları bu eğilimle sonuna kadar savaşmayı seçti. Ev sahiplerinin fazla güneş enerjisini şebekeye geri satmalarına izin veren “net ölçüm” politikalarını değiştirmek veya sona erdirmek için lobi yaptılar. Diğerleri milletvekillerini ikna etmek için çalışıyor güneş enerjisi tesisatlarında ek ücretleri onaylayın, henüz diğerleri çalışırken yenilenebilir ve verimli enerji gereksinimlerini dondurmak veya azaltmak buluşmaları için yasalaştılar.

Temel olarak, kamu hizmeti şirketleri, hükümetlerin faaliyetlerini sübvanse etmelerini sağlamaya ve bazı durumlarda yerel enerji ağları üzerindeki tekellerini yasalaştırmaya çalışıyorlar. Bu kesinlikle kapitalizm değil. Ve hükümetler, endüstrileri, onların yerini alma potansiyeline sahip (ve halkın yararına olan) yıkıcı ve üstün yeni teknolojilerden (yani güneş enerjisi ve diğer yenilenebilir enerjiler) koruma işinde olmamalıdır.

Ancak güneş enerjisi ve diğer yenilenebilir enerjilerin ilerlemesini yavaşlatmak için büyük miktarda lobicilik parası harcanırken, uzun vadeli eğilim çizgileri sabittir: güneş enerjisi ve yenilenebilir enerji, kamu hizmetlerinin öğle yemeğini yemeye ayarlanmıştır. Bu nedenle ileri görüşlü kamu hizmeti şirketleri farklı bir yaklaşım benimsiyor.

Eski dünya hizmetleri, yeni dünya enerji düzenine öncülük etmeye yardımcı oluyor

Çoğu insanın şebekeden bağlantısını tamamen kesmesi pek olası olmasa da - kim bilir, müstakbel oğlunuz sarhoş bir şekilde Tesla'nızı garajınızdaki evin piline sürdüğünde ne olur - çoğu insan yerel enerji şebekelerini her geçen on yılda daha az kullanmaya başlayacak. .

Duvardaki yazıyla birlikte, birkaç kamu kuruluşu, geleceğin yenilenebilir ve dağıtık enerji ağında lider olmaya karar verdi. Örneğin, bir dizi Avrupa kamu hizmeti şirketi mevcut karlarının bir kısmını güneş, rüzgar ve gelgit gibi yeni yenilenebilir enerji altyapısına yatırıyor. Bu kuruluşlar, yatırımlarından zaten yararlanmıştır. Dağıtılmış yenilenebilir kaynaklar, talebin yüksek olduğu sıcak yaz günlerinde elektrik şebekeleri üzerindeki yükün azaltılmasına yardımcı oldu. Yenilenebilir kaynaklar ayrıca kamu hizmetlerinin yeni ve pahalı merkezi enerji santrallerine ve iletim hatlarına yatırım yapma ihtiyacını da azaltır.

Diğer kamu hizmeti şirketleri, tamamen enerji sağlayıcıları olmaktan enerji hizmeti sağlayıcıları olmaya geçiş için daha da ileriye bakıyorlar. Güneş enerjisi sistemleri tasarlayan, finanse eden ve kuran bir girişim olan SolarCity, hizmet tabanlı bir modele geçiş insanların ev pillerine sahip oldukları, bakımlarını yaptıkları ve işlettikleri yer.

Bu sistemde müşteriler, potansiyel olarak hiper yerel topluluk enerji şebekesine (mikro şebekeler) bağlı olan evlerine güneş panelleri ve bir ev pili taktırmak için aylık bir ücret öderler ve ardından ev enerjilerinin kamu hizmeti tarafından yönetilmesini sağlar. Müşteriler yalnızca kullandıkları enerji için ödeme yapacak ve mütevazı enerji kullanıcıları enerji faturalarının kesildiğini görecekler. Evlerinin ürettiği fazla enerjiyi, daha fazla güce aç komşularına güç sağlamak için kullanarak bile kâr edebilirler.

Neredeyse bedava, sınırsız, temiz enerji gerçekten ne anlama geliyor?

2050 yılına kadar dünyanın çoğu, eskiyen enerji şebekesini ve enerji santrallerini tamamen değiştirmek zorunda kalacak. Bu altyapıyı daha ucuz, daha temiz ve enerjiyi en üst düzeye çıkaran yenilenebilir kaynaklarla değiştirmek finansal açıdan mantıklı. Bu altyapıyı yenilenebilir kaynaklarla değiştirmek, geleneksel güç kaynaklarıyla değiştirmekle aynı maliyetli olsa bile, yenilenebilirler yine de kazanıyor. Bir düşünün: geleneksel, merkezileştirilmiş güç kaynaklarının aksine, dağıtılmış yenilenebilir enerji kaynakları, terör saldırılarından kaynaklanan ulusal güvenlik tehditleri, kirli yakıtların kullanımı, yüksek finansal maliyetler, olumsuz iklim ve sağlık etkileri ve geniş ölçekli güvenlik açığı gibi aynı olumsuz yükü taşımaz. elektrik kesintileri

Enerji verimliliğine ve yenilenebilir kaynaklara yapılan yatırımlar, endüstriyel dünyayı kömür ve petrolden uzaklaştırabilir, hükümetlere trilyonlarca dolar tasarruf sağlayabilir, yenilenebilir ve akıllı şebeke kurulumunda yeni işler yoluyla ekonomiyi büyütebilir ve karbon emisyonlarımızı yaklaşık yüzde 80 oranında azaltabilir.

Bu yeni enerji çağına girerken sormamız gereken soru şudur: Sınırsız enerjiye sahip bir dünya gerçekten neye benziyor? Ekonomimizi nasıl etkileyecek? Bizim kültürümüz? Bizim hayat tarzımız? Cevap: düşündüğünüzden daha fazla.

Geleceğin Enerjisi serimizin sonunda bu yeni dünyanın nasıl görüneceğini keşfedeceğiz, ancak önce geleceğimize güç verebilecek diğer yenilenebilir ve yenilenemez enerji türlerinden bahsetmemiz gerekiyor. Sıradaki: Yenilenebilir Enerji, Toryum ve Füzyon Enerjisi Joker Kartlarına Karşı: Enerjinin Geleceği P5.