Wyraziłem już zdrową dawkę krytycyzmu na temat dróg, którymi podążamy w naszą energetyczną przyszłość. Nadszedł więc już chyba czas, abym zaoferował kilka własnych pomysłów. Przedstawię je tak krótko i prosto, jak tylko potrafię, bo stojące za nimi dane i argumenty mogłyby zająć całą książkę.
Po pierwsze musimy wiedzieć, dokąd zdążamy.
Wiarygodne modele pokazują, że przed końcem obecnego stulecia, właściwie wszystkie paliwa kopalne na planecie zostaną zużyte. Można założyć, że cokolwiek jeszcze zostanie, będzie zarezerwowane do najważniejszych i najcenniejszych celów, jak przetwarzanie ropy w plastiki czy lekarstwa, a nie spalane w silnikach samochodów z 1 procentową efektywnością.
Rozważmy następujący światowy model zużycia paliw kopalnych:
Źródła: „Olduvai Revisited 2008,” [http://europe.theoildrum.com/node/3565], Luís de Sousa i Euan Mearns. Skumulowany szczyt energii pozyskiwanej z paliw kopalnych przypada na rok 2018. Źródła danych: Jean Laherrère dla gazu, Energy Watch Group dla węgla i The Oil Drum dla ropy.
Do końca obecnego wieku – już za 90 lat, będziemy musieli posiadać infrastrukturę działającą W CAŁOŚCI na energii odnawialnej, biopaliwach i energii jądrowej.
Na nasze szczęście, ilość dostępnej energii odnawialnej jest zupełnie wystarczająca na zaspokojenie naszych potrzeb – o ile będziemy umieli ją wykorzystać. Problemem jest to, że zaczynamy z bardzo niskiego poziomu – niecałe 2 procent wykorzystywanej przez nas energii pochodzi ze źródeł odnawialnych, takich jak wiatr, słońce, czy geotermia.
Energia wodna dostarcza około 6 procent, jądrowa również 6 procent, jednak z wielu licznych powodów, znaczące zwiększenie mocy któregoś z tych źródeł uważam za mało prawdopodobne – właściwie to oba mogą maleć.
Stojące przed nami wyzwanie to zwiększenie tych 2 procent tak, aby w przeciągu najbliższych dekad zastąpiły obecne 86 procent zużycia energii z paliw kopalnych. Skumulowany szczyt energii pozyskiwanej z paliw kopalnych przypada na rok 2018 – mniej, niż za 10 lat od teraz. Pamiętajmy też, że świat jest nastawiony na zużywanie coraz większych ilości energii – i jest to wzrost wykładniczy.
Wszystkie strategie dostosowania się do spadku ilości dostępnej energii z paliw kopalnych potrzebują dziesięcioleci na przyniesienie znaczącego efektu.
Raport na temat Oil Peak wykonany w 2005 roku przez dr Roberta Hirscha na zlecenie Ministerstwa Energii USA (US Department of Energy), tzw. Raport Hirscha pokazuje, że będziemy potrzebować przynajmniej 20 lat intensywnych działań, aby skutecznie zmierzyć się z tym wyzwaniem.
Inny raport „Modele Substytucji Głównych Źródeł Energii: Interakcje Między Energią i Społeczeństwem” (C. Marchetti, 1977) pokazał, że wymiana jednego głównego źródła energii na inne zajmuje dziesięciolecia, a na osiągnięcie poziomu 50 procentowej penetracji rynku przez nowe źródło energii potrzeba 100 lat.
Większą część rewolucji energetycznej będziemy musieli przeprowadzić w świecie, w którym dostępne zasoby energetyczne wciąż spadają. Za około 50 lat będziemy mieli do dyspozycji jedynie około połowy budżetu energetycznego, którym obecnie dysponujemy. Tak więc, mamy tylko około 50 lat na zbudowanie większości nowej infrastruktury odnawialnej energetyki i poprawy efektywności, której będziemy potrzebować na przejście obecnego stulecia.
Kolejną ważną kwestią jest fakt, że ilość dostępnej na rynku ropy będzie spadać znacznie szybciej od wydobycia. Foucher i Brown (2008) pokazali, że do roku 2031 ilość ropy eksportowanej przez 5 największych światowych eksporterów może spaść do ZERA. Importerzy energii, jak USA czy Unia Europejska, gdy dostawy paliw zaczną coraz szybciej spadać mogą stanąć w obliczu „głodu energetycznego”, a eksporterzy energii będą brać na siebie coraz większą cześć światowej produkcji, zwiększając zużycie energii na miejscu i tym bardziej ograniczając eksport paliw do innych krajów. Oznacza to, że powinniśmy dokonywać inwestycji w nową infrastrukturę energetyczną tak szybko, jak to tylko możliwe.
Kluczowym czynnikiem w równaniu jest liczebność populacji. Według modeli populacji, które biorą pod uwagę wyczerpywanie się paliw kopalnych, liczba ludności świata wzrasta mniej więcej do momentu szczytu produkcji energii, a potem stabilizuje się lub zaczyna spadać, gdyż warunki ekonomiczne promują niską dzietność. W tym samym czasie odnawialne źródła energii i efektywność energetyczna wypełniają lukę pozostawioną przez wyczerpującą się energię z paliw kopalnych.
Rozumiem, czemu modele idą w tą stronę i dlaczego czynione są takie założenia odnośnie dalszego rozwoju sytuacji – ponieważ alternatywy są zbyt upiorne, aby je analizować.
Dla celów obecnego artykułu przyjmę właśnie te założenia: stabilizacja populacji, rozwój odnawialnych źródeł energii i poprawiająca się efektywność energetyczna. Zauważę jedynie, że dotychczasowe doświadczenia historyczne i badania naukowe wskazują, że bardziej prawdopodobne jest gwałtowne załamanie się populacji.
Jak więc w przeciągu najbliższych 50 lat możemy zastąpić odnawialnymi źródłami energii lub zofsetować z pomocą efektywności przynajmniej 40 procent obecnie zużywanej energii, w świecie rosnących cen paliw i ogarniętej stagnacją (w najlepszym razie) lub kurczącej się (prawdopodobnie) gospodarki duszonej brakiem paliw?
Właściwe przygotowanie modelu i planu osiągnięcia tego celu to olbrzymie przedsięwzięcie, zadanie, którym powinna zająć się grupa ekspertów dysponujących pokaźnym budżetem (Halo, czy ktoś z Ministerstwa Energetyki słucha?).
Jednak mogę wskazać kilka, według mnie oczywistych, kierunków działania. Ponieważ konieczne do zastosowania rozwiązania będą różne dla różnych krajów, przedstawię swoje rekomendacje dla Stanów Zjednoczonych.
Siedem Dróg Do Przyszłości Energetycznej dla USA:
1: Kolej. Rozwój sieci kolei powinien być priorytetem numer 1, powinny na to pójść poważne środki z funduszy publicznych.
2: Dachowe ogniwa fotowoltaiczne. Projekty o skali przemysłowej, jak gigantyczne elektrownie słoneczne na pustyniach i olbrzymie farmy wiatrowe doświadczają szeregu trudności: doboru lokalizacji, konieczności uzyskania pozwoleń i zanalizowania wpływu na środowisko, braku odpowiednich linii transmisyjnych i braku możliwości magazynowania energii. Dachowe ogniwa fotowoltaiczne nie natykają się na te problemy i można je instalować już teraz, stopniowo rozbudowując te instalacje.
3: Pojazdy alternatywne. Rekonfiguracja naszych „rozpełźniętych przedmieść” pod kątem transportu zbiorowego i budowa linii tramwajowych zajmie dekady, potrzebujemy więc rozwiązań przejściowych, które pozwolą na przemieszczanie się pojazdami o alternatywnym napędzie.
4: Efektywność. Największe zyski efektywnościowe możemy uzyskać w obszarze ogrzewania i chłodzenia budynków.
5: Przemysłowa skala odnawialnych źródeł energii. Będziemy potrzebować dużych elektrowni słonecznych na pustyniach i farm wiatrowych na lądzie i morzu.
6: Sprytna Sieć (Smart Grid) przesyłowa. Dysponujemy już wszystkimi potrzebnymi technologiami. Jedyne czego brakuje, to wola działania i wyłożenie środków.
7: Wierćmy dalej. Jeśli wydobycie ropy i gazu spadnie zbyt szybko, nie będziemy w stanie przeprowadzić potrzebnej transformacji. Nie traktujmy tego jednak jak sposobu na opóźnianie działań – na to nie mamy już czasu.
Dla Polski i Europy zbiór punktów, choć zasadniczo podobny, byłby odrobinę inny:
1. Efektywność – możemy tu najszybciej uzyskać olbrzymie oszczędności, sięgające kilkudziesięciu procent – od ogrzewania budynków, przez zużycie prądu po efektywność przemysłową i zużycie energii w transporcie.
2. Infrastruktura (szczególnie transportowa) – Europa jest w lepszej sytuacji pod tym względem, niż USA. Transport publiczny jest dobrze rozbudowany (lub może być rozbudowany), wliczając w to linie tramwajowe i koleje lokalne.
3: Przemysłowa skala odnawialnych źródeł energii – jak dla USA.
4: Sprytna Sieć (Smart Grid) przesyłowa – jak dla USA.
5. Kolej – transport osobisty może być w większości przypadków realizowany z użyciem komunikacji publicznej i rowerów, jednak ciężki transport drogowy należy przenieść na linie kolejowe. Sieć szybkiej kolei łączącej centra regionów może skutecznie zastąpić połączenia lotnicze na skalę państw i kontynentu.
6. Pojazdy alternatywne – pomimo rozbudowy komunikacji publicznej są miejsca, w które trudno doprowadzić transport publiczny lub zbyt odległe, by dało się tam dojeżdżać rowerem. Mieszkańcy takich miejsc powinni mieć do dyspozycji pojazdy krótkiego zasięgu, umożliwiające dojazd do komunikacji zbiorowej. Najbardziej obiecujące są tu obecnie samochody elektryczne. Alternatywne sposoby zasilania dotyczą też innych maszyn, w tym np. rolniczych i budowlanych.
7. A jaki byłby według Was punkt 7? A może powinien być wyżej na liście?
więcej w The Business Insider
