Przekształcenie całej światowej infrastruktury energetycznej na czystą, odnawialną energię może skutecznie walczyć z ciągłymi zmianami klimatu, eliminować śmierć spowodowaną zanieczyszczeniem powietrza, tworzyć miejsca pracy i stabilizować ceny energii.
Wyzwanie jest trudne. Ale naukowcy twierdzą, że to możliwe.
Naukowcy jako pierwsi nakreślili 50 indywidualnych planów państwowych, które wymagają agresywnych zmian zarówno w infrastrukturze, jak i w sposobie, w jaki obecnie zużywamy energię, ale wskazują, że konwersja jest możliwa technicznie i ekonomicznie poprzez wdrożenie istniejących technologii na szeroką skalę.
„Głównymi barierami są społeczne, polityczne i powodujące zmiany w branżach”, mówi Mark Z. Jacobson, profesor inżynierii lądowej i środowiska na Uniwersytecie Stanforda. „Jednym ze sposobów pokonania barier jest informowanie ludzi o tym, co jest możliwe. Wykazując, że jest to technologicznie i ekonomicznie możliwe, badanie to może zmniejszyć bariery w transformacji na dużą skalę. ”
Wymagania energetyczne
Naukowcy rozpoczęli od dokładnego przyjrzenia się aktualnemu zapotrzebowaniu energetycznemu każdego stanu oraz temu, jak zmieniłyby się one w normalnych warunkach do roku 2050. Aby stworzyć pełny obraz zużycia energii w każdym stanie, zbadali zużycie energii w czterech sektorach: mieszkaniowym, handlowym, przemysłowym i transportowym.
Następnie dla każdego sektora przeanalizowali bieżącą ilość i źródło zużytego paliwa - węgiel, ropę, gaz, energię jądrową, odnawialne źródła energii - i obliczyli zapotrzebowanie na paliwo, gdyby całe zużycie paliwa zostało zastąpione energią elektryczną. Jest to bardzo trudny krok - zakłada się, że wszystkie samochody na drodze stają się elektryczne, a domy i przemysł przechodzą na w pełni zelektryfikowane systemy ogrzewania i chłodzenia. Ale naukowcy twierdzą, że ich obliczenia opierają się na integracji istniejącej technologii, a oszczędności energii byłyby znaczące.
„Gdy dokonaliśmy tego we wszystkich 50 stanach, do 39 r. Zaobserwowaliśmy 2050-procentowy spadek całkowitego zapotrzebowania na energię końcową”, mówi Jacobson. „Około 6 punktów procentowych uzyskuje się dzięki poprawie wydajności infrastruktury, ale większość jest wynikiem zastąpienia obecnych źródeł i wykorzystania energii spalania energią elektryczną”.
Kolejny krok polegał na ustaleniu sposobu zasilania nowej sieci elektrycznej. Badacze skupili się na zaspokojeniu nowych potrzeb energetycznych każdego stanu, wykorzystując jedynie odnawialne źródła energii - wiatr, słońce, energię geotermalną, hydroelektryczność oraz niewielkie ilości pływów i fal - dostępnych dla każdego stanu.
Przeanalizowali ekspozycję słoneczną każdego stanu i liczbę dachów niecieniowanych od strony południowej, które mogłyby pomieścić panele słoneczne. Opracowali i sprawdzili mapy wiatrowe i ustalili, czy lokalne morskie turbiny wiatrowe są opcją. Energia geotermalna była dostępna za rozsądną cenę tylko w 13 stanach. Plan nie wymaga praktycznie żadnych nowych zapór hydroelektrycznych, ale uwzględnia korzyści energetyczne wynikające z poprawy wydajności istniejących tam.
Wiatr i słońce są wolne
Ich raport zawiera mapa interaktywna który określa indywidualne plany dla każdego stanu na osiągnięcie 80% przejścia do 2030 r. i pełną konwersję do 2050 r.
Jacobson mówi, że kilka stanów jest już w drodze. Na przykład stan Waszyngton może stosunkowo szybko przestawić się na pełne źródła energii odnawialnej, ponieważ ponad 70 procent bieżącej energii elektrycznej pochodzi z istniejących źródeł hydroelektrycznych. Przekłada się to na około 35 procent wszechstronnej władzy państwa, gdyby Waszyngton był w 100 procentach zelektryfikowany; wiatr i słońce mogą wypełnić większość reszty.
Iowa i Południowa Dakota mają również dobrą pozycję, ponieważ już teraz wytwarzają prawie 30 procent energii elektrycznej z wiatru. Kalifornia, która była celem drugiego jednoizbowego planu Jacobsona dotyczącego odnawialnych źródeł energii po Nowym Jorku, przyjęła już niektóre sugestie swojej grupy i ma plan, aby do 60 r. Na 2030% zelektryfikować odnawialne źródła energii.
Opublikowano w czasopiśmie Nauki o energii i środowisku, plan wzywa do objęcia nie więcej niż 0.5 procent gruntów dowolnego stanu w panele słoneczne lub turbiny wiatrowe. Koszt początkowy zmian byłby znaczny, ale wiatr i światło słoneczne są bezpłatne. Zatem całkowity rozkład kosztów w czasie byłby mniej więcej równy cenie infrastruktury, konserwacji i produkcji paliw kopalnych.
„Gdy weźmie się pod uwagę koszty zdrowotne i klimatyczne - a także rosnącą cenę paliw kopalnych - wiatr, woda i energia słoneczna stanowią połowę kosztów konwencjonalnych systemów”, mówi Jacobson. „Przekształcenie tej skali stworzyłoby również miejsca pracy, ustabilizowało ceny paliw, zmniejszyło problemy zdrowotne związane z zanieczyszczeniem i wyeliminowało emisje ze Stanów Zjednoczonych. Nawrócenie ma bardzo niewielką wadę, przynajmniej w oparciu o tę naukę. ”
Jeśli konwersja zostanie przeprowadzona dokładnie zgodnie z planem, ograniczenie zanieczyszczenia powietrza w USA może zapobiec śmierci około 63,000 3.3 Amerykanów, którzy co roku umierają z przyczyn związanych z zanieczyszczeniem powietrza. Wyeliminowałby również emisje gazów cieplarnianych w USA wytwarzane z paliw kopalnych, które do 2050 r. Kosztowałyby świat XNUMX bln USD.
Konwersja na taką skalę stworzyłaby również miejsca pracy, ustabilizowała ceny paliw, zmniejszyła problemy zdrowotne związane z zanieczyszczeniem i wyeliminowała emisje ze Stanów Zjednoczonych ”- mówi Mark Jacobson.„ Konwersja jest bardzo niewielka, przynajmniej na podstawie tej wiedzy .
Mark Delucchi, badacz z University of California, Berkeley, współpracował przy badaniu.
Źródło: Stanford University
Powiązane książki:
