Scott Tinker: Energian menneisyys, nykyisyys ja tulevaisuus

Valikoimamme energiavalintoja on nykyään siirtymävaiheessa, halpaan öljyyn ja hiileen perustuvasta järjestelmästä laajempaan energiaspektriin. Tieteellä ja teknologialla on suuri rooli energiatulevaisuudessamme puuttumalla tehottomuuteen energian löytämisessä, prosessoinnissa ja käyttötavoissa sekä etsimällä innovatiivisia tapoja skaalata menestyviä energiajärjestelmiä. Scott Tinker on Jackson Geosciences -yliopiston talousgeologian toimiston johtaja, Texasin yliopisto, Austin. Hän työskenteli öljy- ja kaasuteollisuudessa 17 vuotta tutkimuksessa, etsinnässä ja kehityksessä, ennen kuin hän tuli Texasin yliopistoon vuonna 2000. Hän kertoi ForVM: lle, että tulevat energiavalinnat perustuvat todennäköisesti sekä taloudellisiin tosiasioihin että ympäristönäkökohtiin. Tämän haastattelun mahdollisti osittain Austinin Texasin yliopiston talousgeologian toimisto.

Tiedot EIA, 2012. Kuva: Scott Tinker

Kuvaile nykypäivän energiavalintojen kokonaiskuvaa - fossiilisia polttoaineita, tuulta, aurinkoa, ydinvoimaa - Yhdysvalloissa ja koko maailmassa.

Se on edelleen fossiilisten polttoaineiden hallitsema maailma. Fossiilisten polttoaineiden yhdistelmässä siirtyminen öljystä ja hiilestä on siirtynyt enemmän maakaasuun.

Puhutaanpa ensin Yhdysvaltain sähköstä. Hiili - joka on aiemmin ollut kuningas sähköntuotannossa - on vähentynyt hitaasti. Itse asiassa viime vuosina se on laskenut melkoisesti. Se edustaa nyt noin 35% sähkön valmistukseen käytetystä polttoaineesta. Samaan aikaan maakaasun käyttö on lisääntynyt. Maakaasu muodostaa nyt noin 30 prosenttia sähkön polttoaineesta, ja se on ensimmäistä kertaa historiassa lähellä hiiltä. Toisin kuin hiili, maakaasua käytetään myös suoraan teollisuus-, liike- ja asuinrakennusten lämmitykseen ja jäähdytykseen.

Harkitse nyt Yhdysvaltain kuljetusta. Öljy on ollut perinteinen liikenteen polttoaine. Olemme alkaneet nähdä muutamia muita asioita, kuten biopolttoaineita, CNG- ja sähköajoneuvoja, mutta kuljetuksessa se on edelleen enimmäkseen öljyä. Öljy edustaa noin 35% koko energiaseoksestamme.

Kun otetaan huomioon kaikki energiankäyttötavat, käytämme edelleen noin 82% fossiilisia polttoaineita. Suurin osa lopusta on ydinpolttoainetta, joka tuottaa noin 20% sähköstä yksin. Ydinvoiman osuus kokonaisseoksesta on noin 8 %.

Vesivoimaa, joka otetaan vedestä ja muunnetaan sähköksi, lähinnä padoista, on noin 3%. Biomassa on 4%, ja loput 3% on vaihtoehtoisia tai uusiutuvia luonnonvaroja, kuten tuuli, aurinko, aallot, vuorovesi ja vastaavat.

Olet puhunut muutoksesta sen energian tyypeissä, joita maailma käyttää. Kerro meille siitä.

Tämä siirtymä on ollut hyvin ennustettavissa yli vuosisadan ajan - hyvin lineaarinenhiilidioksidipäästöt, kuten ystäväni Jesse Ausubel sanoo.

Toisin sanoen, kun katsomme historiaa taaksepäin, energiayhdistelmämme oli kokonaan hiilipohjaista. Nykyään ja tulevaisuudessa hiili vähenee ja vety lisääntyy sekoituksessa. Jos palaat esimerkiksi 1800-luvulle, olimme energian suhteen hiilipohjainen maailma. Käytimme heinää kuljetuspolttoaineena, sillä sitä ruokimme eläimille. Käytimme puuta-joka on myös hiilipohjaista-lämmitykseen. Sitten tuli hiili. Kivihiili on vain kasveista ja eläimistä peräisin oleva hiili, joka on kiinteytynyt paineen ja geologisen ajan myötä. Kivihiili poltettiin lämmön vuoksi, ja sitä käytettiin myös kuljetukseen junien ja valtamerien höyrylaivojen höyrypolttomoottorissa.

Vuonna 1909, kun ensimmäinen Model T vieri pois tuotantolinjalta täällä Yhdysvalloissa, siinä oli polttomoottori, joka käytti nestettä: öljyä. Sen jälkeen tuli öljytalouden räjähdys.

Valokuvaluotto:epSos.de

Öljy saavutti huippunsa maailmanlaajuisesti prosentteina sekoituksesta vuonna 1979. Tuona vuonna hieman alle puolet kaikesta energiasta tuli öljystä. Tämä prosenttiosuus on laskenut hitaasti vuodesta 1979. Se on nyt hieman yli 30%.

Viime vuosina maakaasun käyttö on lisääntynyt. Maakaasu on hyvin yksinkertainen hiilivety - yksi hiili, neljä vetyä - CH₄. Sitä verrataan öljyyn, joka on monimutkainen hiilivety, joka koostuu vedyn ja hiilen ketjuista. Tätä tarkoitan, kun sanon, että käyttämämme polttoaineen vetykomponentti kasvaa ja hiilikomponentti vähenee. Se on se ajatushiilenpoistojonka mainitsin aiemmin.

Maakaasu – metaani – on monipuolinen polttoaine. Voit käyttää sitä sähkön tuottamiseen. Voit käyttää sitä laittamaan autoihin polttoaineena. Useimmat meistä käyttävät sitä kodeissamme ruoanlaittoon, lämmitykseen ja muihin asioihin.

Ydinenergia on toinen osa polttoainevalikoimaamme ja energiasiirtymäämme. Ydinvoima ei ole fossiilisten polttoaineiden lähde. Sen lähde on radioaktiivisia alkuaineita – enimmäkseen uraania – mutta myös muita. Tämän radioaktiivisuuden lämpöä käytetään veden keittämiseen ja höyryn valmistukseen, turbiinin kääntämiseen ja sähkön valmistukseen.

Ydinvoima lähti liikkeelle 1970 -luvulla. Yhdysvallat on ydinvoiman tuotannon johtaja. Meillä on 104 reaktoria tässä maassa. Mutta ne ovat kaikki 1970 -luvun tekniikkaa. Olemme lisänneet kapasiteettia, mutta emme ole aloittaneet uutta ydinreaktorin rakentamista useisiin vuosikymmeniin.

Henkilökohtaisesti uskon, että ydinenergian on oltava erittäin tärkeä osa energiatulevaisuuttamme. Se on erittäin tehokas. Vaikka ydinvoimalan rakentaminen on kallista, kilowattitunnit ovat laitoksen rakentamisen jälkeen edullisia. Ja ilmapäästöjä ei ole. Se on puhdas. Ydinvoiman suurin haaste on radioaktiivisen jätteen käsittely ja sen varmistaminen, että laitos on turvassa ihmis- ja luonnonkatastrofeilta. Ja on olemassa joitain mielenkiintoisia tekniikoita, jotka parantavat sitä.

Kuvan luotto:Nrbelex

Mitä tulee vesivoimaan, olemme rakentaneet melkein kaikki patot, joita topografia ja käytettävissä oleva vesi tarjoavat. Uusia rakennetaan muutama. Kolme rotkoa Kiinassa – joka on pääosin valmistunut tänä vuonna – on jättimäinen laitos; maailman suurin voimalaitos. Kolmesta rotkosta huolimatta useimmat joet ovat olleet patoisia. Itse asiassa muutamia patoja puretaan nyt, joten vesienergia muuttuu hitaasti pienemmäksi prosenttiosuudeksi ajan kuluessa.

Tuulivoima kasvaa. Texasissa meillä on yli 10 gigawattia – 10 000 megawattia – asennettua tuulikapasiteettia, mikä on enemmän kuin missään muussa osavaltiossa. Turbiinit ovat yksinkertaisia ​​ja edullisia eivätkä aiheuta päästöjä. Suuri haaste tuulen kanssa on se, että se on ajoittaista: tuuli ei puhalla koko ajan. Se voi pysähtyä ja alkaa hyvin nopeasti. Se ei ole vähäpätöinen ongelma.

Aurinkoenergialla on sama ongelma. Aurinko ei aina paista. Tietysti on yö ja pilvipeite. Joten aurinko on myös ajoittaista.

Kun yrität hallita sähköverkkoa uusiutuvilla lähteillä, kuten aurinko- ja tuulivoimalla, sinun on kyettävä korvaamaan esimerkiksi tuulen kapasiteetti jollekin muulle hyvin nopeasti. Sitä kutsutaanperuutus. Se tarkoittaa, että sinun on kytkettävä jokin muu sähkövirta, kun tuuli hidastuu tai kun aurinko ei paista. Sitten sinun on purettava järjestelmä, kun tuuli nousee jälleen. Uusiutuviin energialähteisiin perustuvalla sähköverkolla on oltava lähes täydellinen tukikapasiteetti nykypäivän yleisön sille asettamaa kysyntäkuormaa varten. Kaukoliikenteen ohella ajoittaisuus on yksi suurimmista haasteista, kun nämä lähteet saadaan nopeammin.

Olet kuvaillut energian, talouden ja ympäristön läheistä yhteyttä tanssiksi, jossa kun toinen liikkuu, toinen seuraa. Miksi on hyödyllistä ajatella näitä kolmea es?

Jos katsot ”kolmea es” - energiaa, taloutta ja ympäristöä - energia tukee kaikkia suuria talouksia. Itse asiassa kuutta viimeisestä seitsemästä maailmanlaajuisesta taantumasta edelsi öljyn hinnan nousu. Kun öljy energian välittäjänä nousee merkittävästi ja nopeasti, talous reagoi. Talouteen vaikuttaa paljon muutakin kuin vain öljyn hinta, joten korrelaatio ei ole syy-yhteyttä, mutta näet johdonmukaisen korrelaation öljyn hinnan ja talouden välillä, koska niin monet asiat riippuvat energiasta. Talous luottaa saatavilla olevaan, edulliseen ja luotettavaan energiaan.

Nyt haluamme ja tarvitsemme myös energiantuotantomme olevan ympäristön kannalta herkkä vedelle, maalle ja ilmakehälle. Kun talous on terve, meillä on varaa investoida ympäristöön. Voimme ottaa käyttöön tehokkaampia asioita, jotka lopulta säästävät rahaa, vaikka ne eivät etukäteen. Yleisö hyväksyy todennäköisemmin päästöjä ja muita asioita koskevat pöytäkirjat.

Kivihiilivoimala. Valokuvaluotto:rehevöityminen ja hypoksia

Kun talous ei ole terve, meillä on tapana ajatella muita asioita - työpaikat ja koulu sekä ruoka ja muut perustarpeet. Ilman tervettä taloutta on vaikeampaa investoida ympäristöön.

Sen näkee kerta toisensa jälkeen. Se on valssi, jonka energia tukee taloutta ja talous auttaa investoimaan ympäristöön. Se on erittäin tyylikäs, kun se toimii hyvin.

Mutta jos menet liian pitkälle kohti jotakin kolmesta, muut jäävät jälkeen ja kärsivät. Liikaa asioita energiapuolella, ja näet joitain ympäristövaikutuksia. Liian paljon kaikkiin uusiutuviin energialähteisiin ja näet taloudellisia vaikutuksia kohtuuhintaisuuteen, saatavuuteen tai luotettavuuteen liittyvistä syistä. Näin ollen investoinnit ympäristöön kärsivät.

'Kolme E' -tanssi, jonka ytimessä on julkinen koulutus.

Miksi joskus sanot nointehokkuutta ja mittakaavaaovat ratkaisevia ihmisten energiavalintojen muokkaamisessa?

Meidän on vaikea käsittää oman energiantarpeemme mittakaavaa. Emme todellakaan tunnista sitä. Ymmärrämme, että meillä on valoja ja että sähköä tulee jostain - että istumme autoon ja kytket virran päälle ja moottori syttyy ja polttaa bensiiniä.

Mutta emme todellakaan tunnista, että kaikkeen maailmassa liittyy energiaa.

Istumme tässä huoneessa huonekalujen ympäröimänä. Se tarvitsi energiaa. Meillä on vaatteet päällä. Jokainen valmistettu sininen farkku kestää noin kolme litraa bensiiniä valmistaa, toimittaa, markkinoida ja pitää puhtaana.

Jokainen valmistettu sininen farkku kestää noin kolme litraa bensiiniä valmistaa, toimittaa, markkinoida ja pitää puhtaana. Kuvan luotto:Kumilohikäärme

Minulla oli juuri lounas. Päivittäistavarakärry täynnä päivittäistavaroita joka viikko vastaa noin 22 gallonaa bensiiniä. Kasvatuksesta, sadonkorjuusta, kuljetuksesta, prosessoinnista, pakkaamisesta ja ruokakauppaan kuljetuksesta, sen ostamisesta ja kotiin tuomisesta, ruoanlaitosta, se on neljä niistä isoista punaisista viiden gallonan bensiinitölkkeistä joka kerta, kun kävelet ostoskärrystäsi. ruokakauppa. Tiet, kaikki riippuu energiasta. Mittakaavaa on vaikea käsittää.

Voin heittää esiin numeroita, jotka eivät merkitse kenellekään mitään. Yhdysvalloissa kulutamme vuosittain noin 90 miljoonaa wattituntia energiaa henkilöä kohti. Kysynnän laajuudesta nykyaikaisissa talouksissa on tullut sellainen, jota kukaan ei todellakaan pysty käsittelemään.

Tämä tarkoittaa sitä, että meillä on oltava valmiudet järjestelmiin, jotka voivat täyttää mittakaavan. Se ei ole vain energian määrä tai määrä. Se on silloin, kun haluamme sitä ja missä haluamme sitä, mutta en halua, että sähkölaskuni on liian korkea.
Joten sinulla on oltava asiat, jotka mahdollistavat oikean tarjonnan maailman ruokkimiseksi. Se vaatii älykkäitä ihmisiä. Se vaatii paljon järjestelmien yhteistoimintaa. Se vaatii suuria investointeja. Hallitukset, teollisuus ja tutkijat tekevät yhteistyötä varmistaakseen, että tämä kaikki tehdään tavalla, joka täyttää nämä vaatimukset.

Rakensimme maailmanlaajuisen energiajärjestelmän vastaamaan ihmisten energian kysyntää; olemme ainoita käyttäjiä. Tehokkuudella ja säästämisellä - älykkäällä energiankäytöllä - on monia etuja. Tehokkuus säästää energiaa, alentaa päästöjä, käyttää vähemmän vettä, vaatii vähemmän infrastruktuuria ja vähemmän maata ja voi jopa säästää rahaa! Suurin haaste tehokkuudelle on kulttuurinen. Kuinka voimme säästää energiaa, jos ajattelemme harvoin energiaa emmekä todella ymmärrä sitä? On aika tehdä tehokkuudesta tapa.

Onko viimeisiä ajatuksia?

Haluaisin ihmisten ymmärtävän - kun katsomme tulevaisuuteen - että se tulee olemaan kunnossa. Tieteen ja teknologian yhdistelmä, harkittu politiikka ja koulutettu yleisö tulevat yhteen ja ratkaisevat osan näistä suurista haasteista. Olen optimisti. Luulen, että tämä tapahtuu.

Mutta sitä ei voi tehdä ilman jonkinlaista ymmärrystä. Meidän on koulutettava ja alettava ajatella ja lukea siitä, mitä tämä vaatii ja miltä tämä siirtymä todella näyttää, kun etenemme.

Tosiasiat, eivät dramaattinen ja usein harhaanjohtava fiktio.

Ja jos maailma alkaa tehdä niin, uskon, että siirrymme energian tulevaisuuteen, joka on erittäin myönteistä lapsillemme, ympäristölle ja taloudelle.

Energiatulevaisuutemme on siis erittäin ratkaistava haaste, jos jokainen osallistuu siihen ja osallistuu siihen.