211service.com
Nadal nie mamy pojęcia, jak wyeliminować ponad jedną czwartą emisji energii
David McNowy | Getty
Dyskusje klimatyczne zwykle koncentrują się na potrzebie zastąpienia elektrowni na paliwa kopalne technologiami takimi jak turbiny wiatrowe i panele słoneczne.
Ale… nowy papier w Nauka to wyraźne przypomnienie, że nadal istnieją ogromne części globalnego systemu energetycznego, w których po prostu nie mamy niedrogich sposobów na zatrzymanie emisji gazów cieplarnianych.
Podróże lotnicze, transport i żegluga dalekobieżna, produkcja stali i cementu oraz pozostałe części sektora energetycznego odpowiadają za 27 procent światowych emisji z sektora energetycznego i przemysłowego. A autorzy twierdzą, że potrzebujemy znacznie więcej badań, innowacji i strategicznej koordynacji, aby oczyścić te źródła.
Jeśli jesteśmy naprawdę ambitni, jeśli chodzi o osiągnięcie naszych celów klimatycznych, musimy już teraz zająć się tymi trudnymi sektorami, mówi główny autor artykułu, Steven Davis, naukowiec zajmujący się systemami ziemskimi z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Irvine. (Ponad 30 wybitnych współautorów to Sally Benson z Stanford, Ken Caldeira z Carnegie Institution, Nathan Lewis z California Institute of Technology oraz Jessika Trancik i Yet-Ming Chiang z MIT.)
Lotnictwo, transport i spedycja
Spadające koszty i coraz lepsza wydajność akumulatorów litowo-jonowych i wodorowych ogniw paliwowych umożliwiły rozpoczęcie oczyszczania dużej części branży transportowej, w tym samochodów, lekkich ciężarówek i naczep krótkodystansowych.
~6% globalnej emisji dwutlenku węgla
Składki z lotnictwa oraz dalekobieżnego transportu i żeglugi.
Jednak akumulatory i ogniwa paliwowe są nadal zbyt ciężkie i drogie, aby można je było przewozić na długich dystansach i żeglugę, a także większość podróży lotniczych. W tym przypadku, jak podsumowują autorzy, paliwa płynne prawdopodobnie pozostaną preferowanym źródłem energii, biorąc pod uwagę ilość energii, jaką można upakować w danej masie i objętości.
Naukowcy badają szereg rozwiązań, w tym paliwa wodorowe lub amoniakalne, zaawansowane biopaliwa, paliwa syntetyczne i paliwa słoneczne produkowane przy użyciu tak zwanych sztucznych liści (patrz Wyścig w wynalezieniu sztucznego liścia). Ale żaden z nich nie może być wytworzony w pobliżu tak taniego, jak standardowy galon benzyny lub oleju napędowego.
Naukowcy zauważają, że obszar ten może wymagać szczególnego priorytetu w działaniach badawczo-rozwojowych. Takie technologie mogą również stanowić formę długoterminowego magazynowania energii dla źródeł odnawialnych, takich jak energia słoneczna i wiatrowa, stanowiąc kluczowy brakujący element również w sektorze energii elektrycznej.
Cement i stal
Produkcja dwóch najpopularniejszych materiałów budowlanych na świecie, stali i cementu, generuje również znaczne ilości dwutlenku węgla. Węgiel służy do redukcji rudy żelaza w procesie wytwarzania stali, podczas gdy produkcja cementu polega na rozkładzie węglanu wapnia za pomocą wysokiej temperatury, co również generuje emisje.
~9% globalnej emisji dwutlenku węgla
Wkłady z produkcji cementu i stali.
W obu przypadkach zanieczyszczenie to można zmniejszyć, dodając systemy wychwytujące węgiel, zanim zostanie on uwolniony z roślin, a także całkowicie przestawiając się na inne praktyki. Na przykład oczyszczenie cementu może wymagać przejścia na nowe materiały, które faktycznie mogą wychwytywać i sekwestrować dwutlenek węgla (patrz Co się stało z zielonym betonem? ).
Ale tutaj znowu pytanie brzmi: koszt. Znaczna część światowej produkcji stal oraz cement występuje w biednych częściach świata, gdzie szczególnie trudno jest uzasadnić kosztowne modernizacje lub remonty starszych elektrowni, które mogą normalnie funkcjonować przez dziesięciolecia.
Elektryczność zależna od obciążenia
Odnawialne źródła energii, takie jak wiatr i słońce, dostarczają coraz większą część energii elektrycznej, ale kluczowym wyzwaniem było to, że produkcja energii gwałtownie spada, gdy słońce nie świeci, a wiatr nie wieje. Prowadzenie niezawodnej sieci wymaga zatem oparcia się na innych elektrowniach, które mogą szybko zwiększać i zmniejszać produkcję w celu zaspokojenia popytu, co jest zadaniem związanym z obciążeniem, które w coraz większym stopniu spada na wyrzucające dwutlenek węgla elektrownie na gaz ziemny.
Autorzy stwierdzają, że sprostanie temu wyzwaniu bez dodawania emisji gazów cieplarnianych będzie wymagało lepszych systemów wychwytywania dwutlenku węgla, bardziej elastycznych elektrowni jądrowych, tańszych form magazynowania energii na dużą skalę oraz różnych narzędzi i zachęt, które mogą zachęcić mieszkańców i firmy do zmiany zużycia energii elektrycznej na czas. szczytowej produkcji.
~12% globalnej emisji dwutlenku węgla
Składki z u201cload-po energii elektrycznej u201d
Warto zauważyć, że w artykule zbadano tylko te części systemów energetycznych i przemysłowych, w których obecnie brakuje niedrogich narzędzi do eliminacji zanieczyszczenia gazami cieplarnianymi. Wśród innych wyzwań świat musi również znaleźć sposoby znacznego zmniejszenia emisji pochodzących z rolnictwa i zmian użytkowania gruntów, takich jak wylesianie. I oczywiście musimy zacząć zwiększać skalę dostępnych technologii, aby oczyścić sektor energii elektrycznej w znacznie szybszym tempie (patrz W tym tempie transformacja systemu energetycznego zajmie prawie 400 lat).