Pompy ciepła, które mogą zarówno ogrzewać, jak i chłodzić dom, są czterokrotnie bardziej wydajne niż tradycyjne piece i klimatyzacja. Phyxter.ai, CC BY
Pompy ciepła, które mogą zarówno ogrzewać, jak i chłodzić, są znacznie wydajniejsze niż tradycyjne piece i klimatyzacja. Phyxter.ai/Flickr, CC BY
Panele słoneczne, pompy ciepła i wodór to elementy składowe czystej gospodarki energetycznej. Ale czy naprawdę są „niezbędne dla obrony narodowej”?
Prezydent Joe Biden ogłosił, że są na początku czerwca, kiedy on… autoryzowany na podstawie ustawy o produkcji obronnej zwiększyć produkcję w USA, wraz z komponentami izolacyjnymi i sieciami energetycznymi.
Jako profesor inżynierii środowiska zgadzam się, że technologie te są niezbędne do ograniczenia ryzyka związanego ze zmianami klimatu i nadmiernym poleganiem na paliwach kopalnych. Jednak wysiłkom zmierzającym do rozszerzenia zdolności produkcyjnych muszą towarzyszyć polityki stymulujące popyt, jeśli Biden ma nadzieję na przyspieszenie przejścia z paliw kopalnych na czystą energię.
Ustawa o produkcji energii i obronności
Stany Zjednoczone uchwaliły Ustawa o produkcji obronnej z 1950 r na początku wojny koreańskiej w celu zabezpieczenia materiałów uznanych za niezbędne dla obrony narodowej. Prezydenci wkrótce zrozumieli, że podstawowe materiały wykraczają daleko poza broń i amunicję. Powołały się na ustawę o zabezpieczeniu krajowych dostaw wszystkiego od: sprzęt do komunikacji do zasoby medyczne i mieszanka dla niemowląt.
W przypadku energii byli prezydenci wykorzystali ustawę do zwiększenia dostaw paliw kopalnych, a nie do odejścia od nich. Lyndon Johnson używał go do odnawiać tankowce podczas arabskiego embarga na ropę w 1967 r., a Richarda Nixona w celu zabezpieczenia materiałów do rurociągu naftowego Trans-Alaska w 1974 r. Nawet gdy Jimmy Carter wykorzystał tę ustawę w 1980 r., by szukać substytutów ropy, paliwa syntetyczne z węgla i gazu ziemnego były głównym celem.
Obecnie koncentrujemy się na odejściu od wszystkich paliw kopalnych, co uważa się za niezbędne do stawienia czoła dwóm kluczowym zagrożeniom – zmianom klimatycznym i niestabilnym rynkom energii.
Departament Obrony zidentyfikował wiele zagrożenia bezpieczeństwa narodowego wynikające ze zmian klimatycznych. Należą do nich zagrożenia dla zaopatrzenia w wodę, produkcji żywności i infrastruktury, które mogą wywołać migrację i rywalizację o ograniczone zasoby. Paliwa kopalne to dominujące źródło emisji gazów cieplarnianych które napędzają globalne ocieplenie.
Inwazja Rosji na Ukrainę uwydatnia dodatkowe ryzyko polegania na paliwach kopalnych. Rosja i inni adwersarze należą do czołowych producentów tych paliw. Nadmierne poleganie na paliwach kopalnych opuszcza Stany Zjednoczone i ich sojuszników podatny na zagrożenia oraz szoków cenowych na niestabilnych rynkach.
Nawet jak na świecie najlepszy producent ropy naftowej i gazu ziemnego Stany Zjednoczone zostały wstrząśnięte skokami cen, ponieważ nasi sojusznicy unikają rosyjskich paliw.
Celowanie w 4 filary czystej energii
Przejście z paliw kopalnych na czystszą energię może złagodzić te zagrożenia.
Jak wyjaśniam w mojej książce: „Konfrontacja z blokadą klimatyczną”, budowanie czystej gospodarki energetycznej wymaga czterech wzajemnie wzmacniających się filarów – efektywności, czystej energii elektrycznej, elektryfikacji i czystych paliw.
Efektywność zmniejsza zapotrzebowanie na energię i koszty wraz z obciążeniami pozostałych filarów. Czysta energia elektryczna eliminuje emisje gazów cieplarnianych z elektrowni i umożliwia elektryfikację pojazdów, ogrzewania i przemysłu. Tymczasem, potrzebne będą czyste paliwa dla samolotów, statków i procesów przemysłowych, których nie da się łatwo zelektryfikować.
Technologie będące przedmiotem działań Bidena są dobrze dopasowane do tych filarów.
Izolacja ma kluczowe znaczenie dla efektywności energetycznej. Panele słoneczne zapewniają jedną z najtańsze i najczystszy opcje energii elektrycznej. Potrzebne są komponenty sieci energetycznej, aby zintegrować więcej energii wiatrowej i słonecznej z koszykiem energetycznym.
Pompy ciepła, które mogą zarówno ogrzewać, jak i chłodzić dom, są znacznie wydajniejsze niż tradycyjne piece i zastępują gaz ziemny lub olej opałowy energią elektryczną. Elektrolizery produkują wodór do wykorzystania jako paliwo lub surowiec do chemikaliów.
Generowanie popytu jest niezbędne
Produkcja to tylko jeden krok. Aby ten wysiłek się powiódł, Stany Zjednoczone muszą również zwiększyć popyt.
Stymulowanie popytu pobudza uczenie się przez działanie, co obniża koszty, zwiększając popyt. Może zaistnieć pozytywny cykl rosnącego przyjęcia technologii i spadających kosztów, jak to miało miejsce w przypadku energia wiatrowa i słoneczna, baterie i inne technologie.
Technologie, na które kieruje się Biden, różnią się pod względem gotowości do działania w tym cyklu.
Izolacja jest już tania i obficie produkowana w kraju. W tym przypadku potrzebne są polityki, takie jak kodeksy budowlane i zachęty, które mogą stymulować popyt poprzez zachęcanie większe wykorzystanie izolacji aby pomóc uczynić domy i budynki bardziej energooszczędnymi, a nie większą zdolnością produkcyjną.
Panele słoneczne są obecnie tanie, ale zdecydowana większość produkowana jest w Azji. Nawet jeśli Bidenowi się powiedzie potrojenie krajowych zdolności produkcyjnych, sama produkcja w USA pozostanie niewystarczająca do zaspokojenia wzrostu zapotrzebowanie na nowe projekty fotowoltaiczne. Biden również postawił dwuletnią przerwa na groźbę nowych taryf importu energii słonecznej, aby utrzymać płynność dostaw, podczas gdy produkcja w USA próbuje się zwiększyć, i ogłosiła wsparcie dla projekty wzmacniające siatkę w celu pobudzenia wzrostu instalacji w USA.
Elektrolizery stoją w obliczu trudniejszej drogi. Są drogie i na razie wykorzystują je do produkcji wodoru z elektryczności i wody kosztuje znacznie więcej niż wytwarzanie wodoru z gazu ziemnego – proces, który powoduje emisje gazów cieplarnianych. Departament Energii ma na celu: obniżyć koszty elektrolizera o 80% w ciągu dekady. Dopóki to się nie powiedzie, będzie niewielki popyt na elektrolizery, które Biden ma nadzieję wyprodukować.
Dlaczego pompy ciepła najprawdopodobniej skorzystają
To pozostawia pompy ciepła jako technologię, która najprawdopodobniej skorzysta na deklaracji Bidena.
Pompy ciepła mogą zmniejszyć zużycie energii, ale kosztują również z góry i są nieznane wielu wykonawcom i konsumentom, podczas gdy technologie pozostają w ciągłym ruchu.
Wykorzystanie w parze ustawy o produkcji obronnej Dzięki zachętom dla klientów, zwiększone zakupy rządowe i finansowanie badań i rozwoju mogą stworzyć pozytywny cykl rosnącego popytu, ulepszania technologii i spadających kosztów.
Czysta energia ma rzeczywiście zasadnicze znaczenie dla łagodzenia zagrożeń związanych ze zmianą klimatu i niestabilnymi rynkami. Powołanie się na ustawę o produkcji obronnej może zwiększyć podaż, ale rząd będzie również musiał stymulować popyt i finansować ukierunkowane badania, aby pobudzić pozytywne cykle potrzebne do przyspieszenia transformacji energetycznej.
O autorze
Daniela Cohana, profesor nadzwyczajny inżynierii lądowej i środowiskowej, Rice University
Artykuł został opublikowany ponownie Konwersacje na licencji Creative Commons. Przeczytać oryginalny artykuł.
Powiązane książki:
Przyszłość, którą wybieramy: przetrwanie kryzysu klimatycznego
autorstwa Christiany Figueres i Toma Rivetta-Carnaca
Autorzy, którzy odegrali kluczową rolę w porozumieniu paryskim w sprawie zmian klimatu, przedstawiają spostrzeżenia i strategie radzenia sobie z kryzysem klimatycznym, w tym działania indywidualne i zbiorowe.
Kliknij, aby uzyskać więcej informacji lub zamówić
Ziemia niezamieszkana: życie po ociepleniu
David Wallace-Wells
Ta książka bada potencjalne konsekwencje niekontrolowanych zmian klimatu, w tym masowe wymieranie, niedobór żywności i wody oraz niestabilność polityczną.
Kliknij, aby uzyskać więcej informacji lub zamówić
Ministerstwo dla przyszłości: powieść
autorstwa Kima Stanleya Robinsona
Ta powieść przedstawia świat niedalekiej przyszłości zmagający się ze skutkami zmian klimatu i oferuje wizję tego, jak społeczeństwo może się zmienić, aby stawić czoła kryzysowi.
Kliknij, aby uzyskać więcej informacji lub zamówić
Pod białym niebem: natura przyszłości
Elżbieta Kolbert
Autor bada wpływ człowieka na świat przyrody, w tym zmiany klimatyczne, oraz potencjał rozwiązań technologicznych w odpowiedzi na wyzwania środowiskowe.
Kliknij, aby uzyskać więcej informacji lub zamówić
Awaria: najbardziej kompleksowy plan, jaki kiedykolwiek zaproponowano, aby odwrócić globalne ocieplenie
pod redakcją Paula Hawkena
Ta książka przedstawia kompleksowy plan przeciwdziałania zmianom klimatycznym, w tym rozwiązania z różnych sektorów, takich jak energetyka, rolnictwo i transport.
