Angin dan tenaga solar tidak akan menggantikan minyak

2024 Pengarang: Seth Attwood | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2023-12-16 16:12

Kami menawarkan pembaca ASh terjemahan artikel oleh Gail "The Old Ladies" Tverberg (OurFiniteWorld), yang terkenal dengan pendekatan sistemnya, latar belakang kewangan dan menghormati ekonomi fizikal. Penulis yang baik, ringkasnya:-)

Mengapa RES boleh menggunakan model berbohong?

Keperluan tenaga ekonomi dunia nampaknya mudah untuk dimodelkan. Mari kita hitung penggunaan: walaupun dalam kilowatt-jam, walaupun dalam tong setara minyak, walaupun dalam unit terma British, kilokalori atau joule. Dua jenis tenaga adalah setara jika ia menghasilkan jumlah kerja berguna yang sama, bukan?

Sebagai contoh, pakar ekonomi Randall Munroe menerangkan faedah tenaga boleh diperbaharui dalam kulit videonya. Menurut modelnya, panel solar (jika dibina mengikut citarasa anda) boleh membekalkan tenaga elektrik yang mencukupi untuk diri sendiri dan setengah dozen jiran anda. Penjana angin (juga dibina pada tahap yang tidak masuk akal, tetapi sudah tentu), akan memberikan tenaga kepada anda dan sedozen lagi jiran.

Walau bagaimanapun, terdapat lubang logik dalam analisis ini. Tenaga yang dihasilkan oleh panel angin dan solar bukanlah apa yang diperlukan oleh ekonomi (sekurang-kurangnya tidak buat masa ini). Angin dan matahari menjana elektrik terputus-putus, selalunya tersedia pada masa yang salah dan di tempat yang salah. Ekonomi dunia memerlukan pelbagai jenis tenaga, jenis ini mesti memenuhi spesifikasi kejuruteraan sistem yang paling pelbagai di dunia moden. Tenaga perlu dihantar ke tempat yang betul dan dihantar kepada pengguna pada masa yang sesuai pada hari itu atau pada masa yang sesuai dalam setahun. Malah mungkin perlu untuk menyimpan tenaga yang diperoleh daripada matahari dan angin selama beberapa tahun (contohnya, anda menggunakan loji janakuasa simpanan yang dipam, dan terdapat kemarau di rantau ini).

Saya berpendapat bahawa keadaan ini serupa dengan saintis hipotesis yang memutuskan, untuk meningkatkan kecekapan ekonomi, untuk memindahkan 100% penduduk daripada makanan tradisional kepada rumput dan silaj dalam tempoh 20 tahun. Lembu, kambing, biri-biri makan, bukan? Kenapa orang tak boleh? Herba itu, tidak syak lagi, mengandungi satu tan tenaga yang berguna. Kebanyakan jenis rumput kelihatan tidak toksik kepada manusia - sekurang-kurangnya dalam jumlah yang kecil. Rumput kelihatan tumbuh dengan baik. Rumput boleh disimpan untuk kegunaan masa hadapan. Beralih kepada penggunaan rumput untuk pengeluaran makanan nampaknya berbaloi dari segi pelepasan CO2. Malangnya, rumput dan silaj bukanlah jenis tenaga yang biasa digunakan oleh manusia. Hakikat bahawa kera besar entah bagaimana tidak berkembang sebagai herbivor adalah sama dengan fakta bahawa pengeluaran bahan dan pengangkutan dalam ekonomi moden entah bagaimana tidak sesuai untuk tenaga terputus-putus daripada angin dan matahari.

Memasukkan rumput dalam diet manusia mungkin "berfungsi", tetapi anda memerlukan organisma yang berbeza untuk itu

Jika anda melihat sekeliling, anda boleh menemui spesies herbivor dengan mudah. Haiwan dengan perut empat bilik hidup subur dengan diet herba. Organisma ini selalunya mempunyai gigi yang terus tumbuh kerana silika dalam rumput cenderung untuk melupuskan gigi. Mungkin, melalui kejuruteraan genetik, orang ramai boleh membesarkan perut tambahan dan menambah gigi yang sentiasa diperbaharui. Pelarasan lain yang berguna, tetapi tidak begitu menarik, pada badan kita mungkin diperlukan, sebagai contoh, untuk menjadikan otak lebih kecil (dan rahang lebih besar). Untuk mengekalkan aktiviti otak yang tinggi memerlukan terlalu banyak kalori, anda tidak boleh mengunyah silaj sebanyak itu.

Masalah dengan hampir semua model RES semasa ialah sistem dianggap dalam "rangka kerja sempit". Hanya sebahagian kecil daripada masalah yang dipertimbangkan - biasanya hanya tanda harga jatuh panel dan turbin angin (atau "kos tenaga") - dan diandaikan bahawa ini adalah satu-satunya kos yang dikaitkan dengan perubahan dalam keseluruhan corak penggunaan. Malah, ahli ekonomi perlu mengakui bahawa menggerakkan ekonomi kepada 100% tenaga boleh diperbaharui akan memerlukan perubahan dramatik dalam masyarakat, sama seperti perut berbilang ruang dan gigi yang sentiasa tumbuh untuk beralih kepada diet herba 100%. Analisis anda memerlukan "skop yang lebih luas".

Jika Randall Munroe mengambil kira kos tenaga tidak langsung sistem, termasuk tenaga yang diperlukan untuk membina semula sistem kuasa sedia ada, analisisnya mungkin akan berubah. Keupayaan angin dan tenaga suria untuk menjana kuasa kedua-dua rumah anda sendiri dan lebih daripada sedozen jiran mungkin akan hilang. Terlalu banyak tenaga akan digunakan untuk sistem berfungsi sebagai setara dengan perut berbilang ruang dan gigi yang sentiasa tumbuh. Sektor tenaga dunia akan mengusahakan sumber tenaga boleh diperbaharui, tetapi tidak dengan cara yang sama seperti sebelum ini. Secara kasarnya, otak yang lebih kecil akan memikirkan pemikiran yang sangat berbeza.

Adakah "tenaga yang digunakan oleh sedozen jiran anda" adalah metrik yang betul?

Sebelum saya meneruskan tentang apa yang salah dengan model Munroe, saya perlu memikirkan secara ringkas kaedah pengiraannya. Munroe bercakap tentang "tenaga yang digunakan oleh isi rumah dan sedozen jiran." Kita sering mendengar berita tentang bilangan isi rumah yang boleh digunakan oleh loji janakuasa baharu atau bilangan isi rumah yang ditutup sementara akibat ribut. Metrik yang digunakan oleh Munroe sangat serupa. Tetapi adakah dia mengambil kira segala-galanya?

Selain isi rumah, ekonomi memerlukan pelbagai sumber tenaga di lebih banyak tempat, termasuk: dalam kerajaan untuk pertahanan dan penguatkuasaan undang-undang, dalam pembinaan jalan raya atau sekolah, di ladang untuk menanam makanan yang lazat, dan di kilang untuk membuat makanan yang sihat.. Tidak masuk akal untuk mengehadkan pengiraan kepada penggunaan di rumah rakyat sahaja. (Malah, Munroe begitu lancar dalam pengiraannya sehingga tidak mungkin untuk mengetahui apa sebenarnya yang termasuk dalam analisisnya. Nampaknya dia hanya mengira tenaga yang ada dalam saluran keluar elektrik.) Analisis bebas saya menunjukkan bahawa secara langsung dalam isi rumah hanya kira-kira satu pertiga daripada jumlah keseluruhan semua jenis tenaga di Amerika Syarikat digunakan. Selebihnya digunakan oleh perniagaan swasta dan badan kerajaan …

Nota G. Tverberg:

Anggaran saya "kira-kira satu pertiga" adalah berdasarkan data daripada EIA dan BP. Dari segi tenaga elektrik, data EIA menunjukkan bahawa isi rumah di Amerika Syarikat menggunakan kira-kira 38% daripada jumlah penjanaan elektrik. Bagi bahan api yang tidak digunakan untuk pengangkutan dan penjanaan elektrik, ia adalah kira-kira 19%. Menggabungkan kedua-dua kategori ini, kami mendapati bahawa isi rumah Amerika menggunakan kira-kira 31% bahan api bukan kenderaan. Untuk bahan api pengangkutan, data terbaik yang tersedia ialah statistik produk petroleum BP. Menurut BP, 26% minyak di seluruh dunia dibakar dalam bentuk petrol motor. Di Amerika Syarikat, kira-kira 46%. Sudah tentu, sebahagian daripada petrol ini tidak digunakan untuk keperluan domestik: contohnya, kereta polis biasanya menggunakan petrol, seperti trak kecil yang digunakan oleh perniagaan. Selain itu, Amerika Syarikat merupakan pengimport utama barangan perkilangan dari China dan negara lain. Tenaga bahan api fosil berguna yang terkandung dalam import ini tidak pernah mencapai statistik tenaga AS.

Seseorang hanya perlu melaraskan pengiraan Munro untuk memasukkan tenaga yang digunakan oleh perniagaan dan institusi, dan kami perlu segera membahagikan sedozen bangunan kediaman yang dinyatakan kepada kira-kira tiga. Oleh itu, bukannya "tenaga yang mencukupi untuk anda dan sedozen jiran anda", anda perlu mengatakan: "tenaga untuk anda dan tiga atau empat jiran." Sedozen ("satu susunan magnitud" seperti yang dikatakan jurutera) akan menguap di suatu tempat. Selain itu, kemasukan tenaga sosial dalam pengiraan hanyalah permulaan jalan. Seperti yang akan ditunjukkan di bawah, untuk pelarasan lengkap, anda tidak perlu membahagikan dengan tiga, tetapi dengan nilai yang lebih besar.

Apakah kos tidak langsung daripada tenaga boleh diperbaharui angin dan suria?

Terdapat beberapa kos tidak langsung:

(1) Kos penyampaian tenaga daripada sumber tenaga boleh diperbaharui adalah jauh lebih tinggi daripada jenis elektrik lain, tetapi dalam kebanyakan kajian, ia sama ada dianggap sama atau purata ke atas ekonomi secara keseluruhan.

Kajian 2014 oleh Agensi Tenaga Antarabangsa (IEA) menunjukkan bahawa kos pemindahan kuasa daripada turbin angin adalah kira-kira tiga kali ganda kos kuasa daripada arang batu atau nuklear. Apabila bahagian kapasiti penjanaan angin dan solar dalam jumlah kapasiti terpasang meningkat, lebihan kos menunjukkan arah aliran menaik. Berikut adalah beberapa sebab:

(a) Keperluan untuk membina lebih banyak talian penghantaran, semata-mata kerana talian itu perlu direka bentuk untuk mengendalikan beban puncak yang jauh lebih tinggi. Kuasa dari angin biasanya tersedia (lihat pautan tentang permainan dengan CFR) dari 25% hingga 35% dari masa ke masa; matahari tersedia 10% hingga 25% sepanjang masa. {M. Ya.: Menurut BP, pada 2018 kapasiti angin terpasang yang diisytiharkan digunakan sebanyak 25.7%, solar - sebanyak 13.7%. Keajaiban tidak berlaku.}. Akibatnya, apabila sumber tenaga boleh diperbaharui ini beroperasi pada beban penuh - contohnya, ia menyimpan tenaga dalam loji janakuasa simpanan yang dipam pada hari yang cerah dan berangin - 3-4 kali lebih kapasiti penghantaran talian penghantaran diperlukan berbanding dengan kapasiti penjanaan berterusan.

(b) RES mempunyai, secara purata, jarak yang lebih jauh antara titik penjanaan tenaga dan pengguna. Sebagai contoh, bandingkan turbin angin luar pesisir yang terletak 20-30 batu dari komuniti terdekat dengan loji kuasa haba bandar yang tipikal.

(c) Berbanding dengan kapasiti bahan api fosil, penjanaan kuasa loji tenaga angin dan solar adalah lebih sukar untuk diramal - ingat peribahasa tentang ketepatan luar biasa ramalan cuaca moden. Akibatnya, kos penghantaran tenaga meningkat.

(2) Disebabkan oleh peningkatan dalam jumlah panjang talian penghantaran kuasa, kos buruh untuk mengekalkan talian ini dalam keadaan yang sesuai dan selamat meningkat. Ini amat malang di kawasan gersang dan berangin, di mana kelewatan dalam penyelenggaraan talian sedemikian boleh mengakibatkan kebakaran.

Di California, penyelenggaraan talian kuasa yang tidak mencukupi menyebabkan sistem kuasa PG&E muflis. Pertimbangkan cara PG&E memulakan dua pemadaman "pencegahan", satu daripadanya menjejaskan kira-kira dua juta orang. Pegawai kuasa Texas melaporkan, "talian kuasa negeri kita telah menyebabkan lebih daripada 4,000 kebakaran dalam tempoh tiga setengah tahun yang lalu." Perniagaan tidak terhad kepada turbin angin. Di Venezuela, kebakaran hutan di sepanjang talian penghantaran sepanjang 600 kilometer antara loji kuasa hidro Guri dan Caracas telah mencetuskan satu pemadaman besar-besaran.

Sudah tentu, terdapat kemungkinan teknikal. Cara yang paling boleh dipercayai ialah talian kuasa bawah tanah. Walaupun menggunakan wayar bertebat (hidrolin) dan bukannya wayar kosong boleh meningkatkan keselamatan. Walau bagaimanapun, sebarang penyelesaian teknikal mempunyai tanda harganya sendiri. Kos ini mesti diambil kira apabila memodelkan pembangunan sumber tenaga boleh diperbaharui ke tahap "yang paling diingini".

(3) Menukar pengangkutan darat kepada tenaga boleh diperbaharui akan memerlukan pelaburan besar dalam infrastruktur. Sudah tentu, jika hanya lapisan paling atas "kelas menengah atas" akan menggunakan kenderaan elektrik, maka tidak ada masalah. Maklumlah, golongan kaya mampu membeli kedua-dua kereta elektrik dan (dipanaskan) garaj/tempat letak kereta dengan sambungan elektrik khusus. Jelas sekali bahawa orang kaya akan sentiasa mencari cara untuk mengecas kereta berkuasa bateri mereka tanpa banyak buasir, dan banyak kemudahan ini sudah tersedia.

Tangkapannya ialah mereka yang kurang kaya tidak mempunyai peluang yang sama. Ngomong-ngomong, orang "bukan yang paling miskin" ini juga adalah orang yang sangat sibuk, dan mereka juga tidak mampu menghabiskan masa berjam-jam menunggu kereta dicas. Subset pengguna ini sangat memerlukan stesen pengecasan pantas yang murah di banyak lokasi. Kos infrastruktur pengecasan pantas mungkin perlu termasuk cukai penyelenggaraan jalan, kerana ini adalah salah satu kos yang termasuk dalam harga bahan api motor di AS dan banyak negara lain hari ini.

{Kita tidak bercakap pun tentang golongan miskin dan lapisan masyarakat termiskin. Kenderaan elektrik mereka, paling baik, skuter berkuasa bateri. - M. Ya.}

(4) Dalam keadaan kekurangan kapasiti rizab, bekalan kuasa terputus-putus meningkatkan kos pengeluaran bahan. Secara meluas dipercayai bahawa penjanaan terputus-putus boleh ditangani dengan agak mudah dengan langkah organisasi yang mudah, seperti kadar "terapung" harian / mingguan / bermusim, "grid pintar" dengan mematikan peti sejuk isi rumah dan pemanas air semasa beban puncak, dsb. Model ini lebih kurang wajar jika sistem terutamanya terdiri daripada loji janakuasa haba dan loji kuasa nuklear, dan bahagian sumber tenaga boleh diperbaharui dalam penjanaan diukur dengan peratus pertama.

Keadaan berubah secara radikal jika bahagian sumber tenaga boleh diperbaharui mula melebihi peratusan pertama ini. Kami memerlukan bateri kimia yang boleh melancarkan beban puncak harian, terutamanya pada waktu petang, apabila orang pulang dari kerja dan ingin makan malam, dan matahari - ah-trouble - telah pun terbenam. Keadaan dengan turbin angin adalah lebih teruk: di sana pengeluaran tenaga boleh tenggelam pada bila-bila masa, dan bukan sahaja kerana tenang, tetapi juga kerana ribut.

Bateri boleh membantu dengan masa kitaran harian dan gangguan jangka pendek, tetapi yang boleh diperbaharui juga mengalami gangguan yang lebih lama. Sebagai contoh, ribut yang teruk dengan kerpasan boleh mengganggu kedua-dua kuasa suria dan angin secara serentak selama beberapa hari pada bila-bila masa sepanjang tahun. Oleh itu, jika sistem itu hanya beroperasi pada sumber tenaga boleh diperbaharui, adalah wajar untuk mempunyai rizab tenaga sekurang-kurangnya tiga hari. Dalam video pendek di bawah, Bill Gates pesimis tentang saiz "bateri" sedemikian untuk metropolis seperti Tokyo.

Malah sekarang, dengan bahagian sumber tenaga boleh diperbaharui yang agak rendah dalam penjanaan, kami tidak mempunyai peranti yang mampu menyediakan sandaran penuh tiga hari. Jika ekonomi dunia beralih secara eksklusif kepada sumber tenaga boleh diperbaharui, dan penggunaan elektrik per kapita masih akan berkembang berbanding dengan masa kini (kereta elektrik, dll.), mengapa anda fikir akan menjadi lebih mudah untuk mencipta bekalan kuasa tidak terganggu selama tiga hari?

Tetapi menyimpan tenaga selama tiga hari adalah kecil berbanding kitaran bermusim. Rajah 1 menunjukkan corak penggunaan tenaga bermusim di Amerika Syarikat.

Rajah 1. Penggunaan Tenaga AS Mengikut Bulan Dalam Tahun berdasarkan data Jabatan Tenaga AS. "Rehat" ialah jumlah tenaga, tolak elektrik dan tenaga pengangkutan. Termasuk: gas asli untuk pemanasan, produk petroleum untuk pertanian dan semua jenis bahan api fosil yang digunakan dalam pengeluaran perindustrian (petrokimia, polimer, dll.)

Pengeluaran tenaga suria memuncak di Amerika Syarikat pada bulan Jun, dan terendah dari Disember hingga Februari. Loji kuasa hidroelektrik menghasilkan kapasiti terbesar mereka semasa banjir musim bunga, tetapi pengeluarannya berbeza dari tahun ke tahun. Tenaga angin berubah tanpa diduga.

Ekonomi moden tidak dapat mengatasi gangguan bekalan elektrik. Sebagai contoh, untuk mencairkan logam, suhu mesti sentiasa tinggi. Lif tidak sepatutnya berhenti di antara tingkat hanya kerana ribut telah melanda ladang angin. Peti ais dikehendaki menyejukkan supaya daging segar tidak reput.

Terdapat dua pendekatan yang boleh digunakan untuk menangani masalah tenaga bermusim:

(a) Bina semula industri supaya pada musim sejuk kurang tenaga digunakan untuk pengeluaran perindustrian, dan lebih banyak lagi ditinggalkan untuk keperluan isi rumah. Bau aluminium dan bakar simen hanya pada musim panas!

(b) Membina volum besar kemudahan penyimpanan, contohnya loji janakuasa simpanan yang dipam, menyimpan tenaga selama beberapa bulan atau bahkan tahun.

Mana-mana pendekatan ini sangat mahal. Sesuatu seperti kaedah kejuruteraan genetik untuk mengatur seseorang pada perut kedua. Setahu saya, kos ini tidak dimasukkan dalam mana-mana model sehingga kini {Gail salah. David McKay membuat model sedemikian:

Rajah 2 menggambarkan kos tenaga yang tinggi yang boleh timbul apabila menambah sebahagian besar lebihan kuasa. Dalam contoh ini, "tenaga bersih" yang disediakan oleh sistem pada dasarnya dibelanjakan untuk mengekalkan rizab dalam keadaan berfungsi. Parameter ERoEI membandingkan output tenaga berguna dengan penggunaan tenaga.

Rajah 2. Plot ERoEI Graham Palmer, seperti yang dilaporkan oleh Australia Energy.

Contoh dalam Rajah 2 dikira untuk Melbourne, di mana iklimnya agak sederhana, dan tiada fros keras atau haba melampau. Contohnya menggunakan gabungan panel solar dan bateri kimia "sedia sejuk" dalam bentuk penjana diesel. Panel solar dan bateri kimia menyediakan 95% tenaga elektrik dalam sistem. Penjanaan diesel digunakan semasa gangguan jangka panjang dan kemalangan dan meliputi baki 5% penggunaan. Jika penjana diesel kecemasan dikeluarkan daripada model sama sekali, maka lebih banyak panel solar dan lebih banyak bateri akan diperlukan. Bateri dan panel tambahan ini akan digunakan sangat jarang, tetapi akibatnya ERoEI sistem akan semakin berkurangan.

Hari ini, sebab utama sistem kuasa tidak menyedari kos penjanaan sekejap-sekejap adalah bahagian rendah penjanaan angin dan suria. Menurut BP, pada 2018 dunia menjana 26614.8 TWj tenaga elektrik (398 watt kuasa segera per kapita). Sumbangan angin ialah 1270.0 TWj (4.8%), sumbangan panel solar - 584.6 (2.2%). Jumlah aliran tenaga berjumlah 13,864.4 juta tan setara minyak (1,816 kg setara minyak setiap bangkai setahun), termasuk 611.3 juta kaki daripada bahan api nuklear. Bahagian angin dalam jumlah besar ini ialah 287.4 juta jari kaki (2.1%), bahagian tenaga suria ialah 132.2 (1.0%). Angin dan panel solar bersama-sama memberikan untuk setiap penduduk bumi setara dengan 1.5 tangki gas kereta: kurang sedikit daripada 56 kg minyak bersyarat.

Sebab kedua mengapa sistem kuasa elektrik masih belum menyedari kos sumber tenaga boleh diperbaharui ialah kos tambahan ini diagihkan ke atas kos keseluruhan pakej penggunaan tenaga, termasuk untuk perkhidmatan tempahan berlapis dengan sumber penjanaan tradisional (arang batu, gas asli dan loji kuasa nuklear). Yang terakhir ini terpaksa menyediakan kapasiti rizab, termasuk rizab "panas", tanpa pampasan kos yang mencukupi. Amalan ini menimbulkan masalah besar bagi syarikat penjanaan, dan kapasiti rizab tidak menerima pembiayaan yang mencukupi. Jurutera kuasa tradisional terpaksa membakar gas secara percuma, tanpa menjual satu kilowatt-jam, hanya supaya rakan sekerja hijau malap boleh menjual angin dan solar kilowatt-jam pada harga yang berpatutan dan dengan kebolehpercayaan sistem kuasa keseluruhan yang boleh diterima.

Jika, mengikut rancangan bercita-cita tinggi Greens, penggunaan bahan api fosil tiba-tiba berhenti, semua rizab dan kapasiti asas ini, termasuk loji kuasa nuklear, akan hilang. (Pengeluaran bahan api nuklear, anehnya, juga bergantung kepada fosil.) RES tiba-tiba perlu memikirkan cara untuk menyimpan kapasiti untuk wang mereka sendiri. Ketika itulah masalah ketidaksinambungan menjadi tidak dapat diatasi. Rizab strategik minyak, produk minyak, arang batu, uranium boleh disimpan selama bertahun-tahun, lebih-lebih lagi, dengan kerugian yang tidak ketara dan agak murah; kemudahan penyimpanan gas bawah tanah agak lebih mahal untuk dikendalikan; kos menyimpan tenaga elektrik yang dijana - sama ada dalam loji janakuasa simpanan yang dipam atau dalam bateri kimia - adalah sangat besar. Yang terakhir termasuk bukan sahaja kos sistem itu sendiri, tetapi juga kehilangan elektrik yang tidak dapat dielakkan semasa mengepam loji janakuasa simpanan yang dipam dan mengecas bateri.

Malah, kekurangan pembiayaan kapasiti tradisional yang dikaitkan dengan prerogatif RES untuk pelaburan sudah menjadi masalah yang tidak dapat diatasi di beberapa tempat. Ohio baru-baru ini memutuskan untuk mengurangkan pembiayaan untuk tenaga boleh diperbaharui dan memberikan subsidi kepada loji kuasa nuklear dan loji janakuasa arang batu.

(5) Kos pelupusan turbin angin, panel solar dan bateri kimia hampir tidak pernah ditunjukkan dalam anggaran kos projek.

Nampaknya dalam model tenaga terdapat kepercayaan bahawa pada akhir hayat perkhidmatan mereka, turbin angin, panel dan bateri berbilang tan akan larut dengan sendirinya dalam alam semula jadi. Walaupun kos pelupusan dimasukkan dalam anggaran, selalunya diandaikan bahawa kos pembongkaran akan lebih rendah daripada harga besi buruk. Kami telah pun mendapati bahawa pelupusan bahan buangan terpakai yang cekap adalah keseronokan yang mahal, dan penggunaan tenaga untuk kitar semula (terutamanya logam dan semikonduktor) selalunya lebih tinggi daripada semua tenaga yang dijual kepada pengguna semasa operasi pemasangan.

(6) RES bukanlah pengganti langsung untuk kebanyakan peranti dan proses yang kami gunakan secara aktif hari ini. Senarai perkara yang perlu untuk eksploitasi sumber tenaga boleh diperbaharui adalah panjang, dan kebanyakan senarai ini dihasilkan, sekurang-kurangnya buat masa ini, secara eksklusif menggunakan bahan api fosil. Penyelenggaraan turbin angin helikopter adalah contoh yang baik. Cuma jangan cuba meyakinkan kami bahawa helikopter tugas berat juga boleh terbang menggunakan bateri! Kebanyakan proses atau peranti ini tidak akan berubah untuk sekurang-kurangnya 20 tahun akan datang, yang bermaksud bahan api fosil akan diperlukan untuk memastikan sistem tenaga boleh diperbaharui beroperasi.

Di samping memberi perkhidmatan kepada sumber tenaga boleh diperbaharui, terdapat banyak proses lain di mana tiada pengganti bahan api fosil dan tidak dapat dilihat pada masa hadapan. Keluli, baja, simen dan plastik adalah empat contoh yang disebut oleh Bill Gates dalam videonya. Dan kami juga akan menyebut asfalt dan kebanyakan ubat-ubatan moden. Kita perlu banyak berubah dan belajar bagaimana untuk melakukannya tanpa banyak perkara biasa. Tidak mustahil untuk membina sama ada jalan, - mungkin, dengan batu buntar - mahupun bangunan bertingkat moden menggunakan sumber tenaga boleh diperbaharui sahaja. Mungkin, beberapa bahan boleh digantikan dengan kayu, tetapi adakah kayu yang mencukupi untuk semua orang dan adakah dunia akan menghadapi masalah penebangan hutan secara besar-besaran?

(7) Kemungkinan peralihan kepada tenaga boleh diperbaharui tidak akan mengambil masa 20 tahun, seperti dalam ramalan Hijau Hijau, tetapi 50 tahun atau lebih. Pada masa ini, tenaga angin dan suria akan bertindak sebagai bantuan yang berguna kepada ekonomi bahan api fosil, tetapi tenaga boleh diperbaharui tidak akan dapat menggantikan bahan api fosil. Ini juga meningkatkan kos.

Bagi membolehkan pengeluaran bahan api fosil berterusan untuk masa hadapan, sumber dan wang perlu dibelanjakan pada kadar yang sama seperti hari ini. Penghantaran bahan api fosil masih memerlukan infrastruktur: saluran paip, kilang penapisan - dan profesional terlatih. Pelombong, pekerja minyak, pekerja gas, pengendali loji janakuasa haba dan loji kuasa nuklear, dan ramai lagi pekerja sektor tenaga "berorientasikan tradisional" atas sebab tertentu ingin menerima gaji sepanjang tahun, dan bukan sahaja apabila berlaku secara tiba-tiba. salji dan panel solar buat sementara waktu … Syarikat perlombongan mesti membayar pinjaman, diterima lebih awal untuk pembinaan kemudahan sedia ada. Jika gas asli digunakan sebagai rizab musim sejuk, kemudahan penyimpanan bawah tanah baharu akan diperlukan. Walaupun penggunaan gas asli berkurangan, katakan, dengan kategori 90%, maka kos kakitangan dan infrastruktur - kebanyakannya tetap dan sedikit bergantung kepada jumlah pengepaman - akan dikurangkan dengan peratusan yang jauh lebih kecil, katakan, sebanyak 30%.

Salah satu sebab mengapa peralihan kepada tenaga boleh diperbaharui akan menjadi panjang dan menyakitkan adalah bahawa dalam banyak kes tidak ada sedikit pun cara untuk keluar dari "jarum minyak". Ia adalah perlu untuk membuat perubahan dalam teknologi, dan untuk ini - untuk mencipta sesuatu yang baru. Setelah dicipta, inovasi teknikal perlu diuji pada peranti sebenar. Apabila mereka mencuba, jika semuanya teratur, adalah perlu untuk membina dan mewujudkan barisan teknologi untuk pengeluaran besar-besaran peranti baharu. Berkemungkinan pada masa hadapan adalah perlu untuk memberi pampasan kepada pemilik peranti dan teknologi bahan api fosil sedia ada untuk kehilangan pendapatan atau kos penggantian pramatang peralatan. Sebagai contoh, maafkan petani untuk pinjaman yang dibelanjakan untuk pembelian traktor dan digabungkan dengan enjin pembakaran dalaman. Jika ini tidak dilakukan, ekonomi akan runtuh di bawah beban hutang lapuk. Selepas semua langkah ini berjaya dilaksanakan, barulah kita boleh bercakap tentang peralihan sebenar kepada teknologi baharu. Dan sebagainya - untuk setiap rantaian teknologi tertentu!

Kos tidak langsung ini membuatkan seseorang tertanya-tanya sama ada ada gunanya menggalakkan penggunaan angin dan matahari secara meluas dalam sektor tenaga. Bahan boleh diperbaharui hanya boleh mengurangkan pelepasan CO2 apabila ia benar-benar menggantikan bahan api fosil dalam penjanaan elektrik. Dan jika tenaga boleh diperbaharui hanyalah tambahan yang betul dari segi politik untuk sistem yang terus memakan bahan api fosil, adakah ia berbaloi?

Adakah masa depan tenaga angin dan suria lebih baik daripada masa depan bahan api fosil?

Pada penghujung video, Randall Munroe mengatakan bahawa tenaga angin dan suria tersedia tanpa had dan bahan api fosil sangat terhad.

Dalam kenyataan terakhir, saya cukup bersetuju dengan Munro. Bahan api fosil sangat terhad. Ini kerana hanya sumber tenaga semula jadi dengan kos pengekstrakan yang agak rendah tersedia kepada kami.

Harga produk siap yang dibuat dengan bahan api fosil mesti kekal cukup rendah untuk pengguna arus perdana untuk membelinya. Apabila kita cuba memasukkan sumber edaran dengan kos pengekstrakan yang meningkat, permintaan besar-besaran beralih daripada barangan mengikut budi bicara (seperti kereta atau telefon pintar) kepada barangan harian (seperti makanan, pemanas atau pakaian). Penurunan permintaan untuk barangan mengikut budi bicara menyebabkan lebihan stok dan penurunan dalam pengeluarannya. Memandangkan kereta dan telefon pintar dihasilkan menggunakan barangan lain, termasuk bahan api fosil, permintaan yang berkurangan untuk barangan ini membawa kepada deflasi {MJ: hidden}, termasuk permintaan tenaga (dan harga) yang berkurangan. Oleh itu, harga sumber mengimbangi pada tampalan "sudah terlalu mahal sehingga hanya sedikit orang yang mampu" dan "sudah terlalu murah sehingga anda mengalami kerugian", dan semuanya dikawal oleh kehadiran (atau lebih tepatnya ketiadaan) deposit tenaga baru dengan kos pengekstrakan yang boleh diterima. Nampaknya sejak 2008 kita berada di negeri ini pada kebanyakan masa, mengalami penurunan harga sebenar bagi minyak dan sumber lain.

{(M. Ya.: deflasi terpendam diselindungi oleh pelepasan monetari, seperti "Ekonomi semakin perlahan, mari kita buang Kuytsov secepat mungkin!")}

Rajah 3. Purata harga minyak terpendam mingguan, diselaraskan untuk inflasi, berdasarkan harga minyak spot EIA dan CPI bandar AS.

Memandangkan logik ini, sukar untuk memahami mengapa tenaga boleh diperbaharui harus berprestasi lebih baik atau lebih lama daripada bahan api fosil. Jika kos RES tanpa subsidi lebih tinggi daripada kos bahan api fosil, RES tidak akan berkembang. "Ia sudah terlalu mahal sehingga hanya sedikit orang yang mampu membelinya." Jika kita mensubsidi sumber tenaga boleh diperbaharui, berpisah daripada tenaga tradisional, maka tenaga tradisional akan berhenti berkembang: "ia sudah sangat murah sehingga anda mengekstrak pada kerugian." Seperti yang ditunjukkan di atas, RES pada masa hadapan yang boleh dijangka tidak boleh berkembang tanpa penggunaan bahan api fosil (contohnya, untuk pembuatan alat ganti untuk turbin angin atau pembinaan / pembaikan talian kuasa). Maka kesimpulannya: pembangunan sumber tenaga boleh diperbaharui pasti akan mula perlahan, dengan dan tanpa subsidi.

Adakah kita terlalu percaya pada model?

Idea untuk menggunakan sumber tenaga boleh diperbaharui kelihatan menarik, tetapi namanya menipu. Kebanyakan sumber tenaga boleh diperbaharui - kecuali kayu api, biofuel sekunder (jerami, kek) dan tahi-tanah - tidak boleh diperbaharui dengan sendirinya. Malah, tenaga boleh diperbaharui sangat bergantung kepada bahan api fosil.

{M. Ya.: matahari dan angin, mereka, sudah tentu, boleh dikatakan kekal, tetapi panel, bateri, meja putar dan juga loji kuasa hidroelektrik / loji janakuasa simpanan dipam tidak bermakna kekal. Dua puluh, tiga puluh, baik, seratus tahun - PECAH! Kami membaca daripada Kapitsa Sr.:.}

Menariknya, pemodel iklim IPCC dan orang-orangan sawah perubahan iklim yang lain nampaknya yakin sepenuhnya bahawa sumber bahan api fosil yang boleh diperoleh semula di Bumi, jika tidak tidak habis-habis, sangat besar. Malah, berapa banyak bahan api fosil sebenarnya boleh dianggap "boleh dipulihkan" adalah salah satu masalah utama pemodelan, dan masalah ini perlu dikaji dengan teliti. Jumlah pengeluaran masa hadapan berkemungkinan besar bergantung kepada sejauh mana kestabilan sistem ekonomi sedia ada, termasuk kestabilan model globalisasi ekonomi dunia. Keruntuhan sistem global berkemungkinan membawa kepada penurunan pesat dalam pengeluaran bahan api fosil.

Sebagai kesimpulan, saya ingin menekankan bahawa kos sosial tenaga boleh diperbaharui memerlukan analisis yang teliti. Ciri tersendiri tenaga tradisional (terutamanya pengeluaran minyak) sentiasa mempunyai margin keuntungan yang besar. Daripada kadar setinggi langit ini, melalui percukaian, kerajaan menerima dana yang mencukupi untuk menaja sektor ekonomi yang penting tetapi tidak menguntungkan. Ini adalah salah satu manifestasi fizikal ERoEI.

{M. Ya. ERoEI sosial berbanding ERoEI standard, baca di sini:}

Jika tenaga angin dan suria benar-benar mempunyai ERoEI yang begitu tinggi, seperti yang dikira oleh beberapa penyokong, maka RES ini tidak memerlukan subsidi: bukan sahaja kewangan, tetapi juga organisasi, dalam bentuk pilihan negara. Sementara itu, setakat yang kita tahu, ERoEI sebenar RES adalah sedemikian rupa sehingga tidak ada cakap-cakap untuk mengenakan cukai RES memihak kepada sektor ekonomi yang tidak menguntungkan yang dirancang. Mungkin para penyelidik terlalu percaya pada model simplistik mereka.

Bantuan tentang KIUM:

Dalam komen tergelincir bahawa bukannya frasa "kuasa tersedia" (input kuasa tersedia), adalah perlu untuk menggunakan singkatan ICUF (Faktor penggunaan kapasiti terpasang). Mari kita jelaskan bahawa singkatan KIUM TIDAK BOLEH digunakan. Terdapat sekurang-kurangnya tiga kaedah untuk mengira parameter "kuasa terpasang yang diberi nilai" untuk panel solar dan turbin angin di dunia:

Bersyarat "Cina". Adakah panel di bahagian belakang menyebut "1kW" (kuasa maksimum)? Dipasang 1000 panel, yang bermaksud kuasa terpasang nominal ialah 1 MW. Anda malah tidak boleh menyambung ke rangkaian. Adakah panel (pada jawatan)? Jadi mereka "dipasang"! Benar, jika anda tidak melampirkan, maka ICUM akan menjadi 0, tetapi orang Cina tidak mengambil berat tentang perkara kecil seperti itu.

Bersyarat "Kesatuan Eropah". 1000 panel 1 kW setiap satu disambungkan mengikut projek kepada penukar 550 kW. Ini bermakna kuasa terpasang nominal ialah 0.55 MW. Di atas kepala anda - maaf, kesesakan sistem - anda tidak boleh melompat. Ini adalah teknik pengiraan yang paling betul, tetapi ia tidak digunakan di mana-mana. Nah, talian kuasa salur keluar hendaklah 0.55 MW, walaupun pada hakikatnya secara purata setiap hari penukar akan mengeluarkan kira-kira 0.22 MW dalam cuaca cerah yang sangat baik, dan sifar dalam salji.

Bersyarat "AS". Panel 1000 1kW di California Utara disambungkan kepada penukar 950kW. Purata pekali insolasi tahunan untuk lokasi tertentu ini ialah 0.24. Ini bermakna kuasa terpasang nominal ialah 0.24 MW. Dalam tahun yang sangat berjaya, jika tiada salji turun, adalah mungkin untuk menjana 2.3 GWj, dan ICUM = 108%!