המרת כל תשתית האנרגיה בעולם להפעלת אנרגיה נקייה ומתחדשת עשויה להילחם ביעילות בשינויי אקלים מתמשכים, לחסל מקרי מוות בזיהום אוויר, ליצור מקומות עבודה ולייצב את מחירי האנרגיה.
האתגר הוא מרתיע. אבל מדענים אומרים שזה אפשרי.
החוקרים הם הראשונים המתארים את 50 התוכניות הבודדות במדינה הקוראות שינויים אגרסיביים הן בתשתיות והן בדרכים בהן אנו צורכים אנרגיה, אך מצביעים על כך שההמרה אפשרית מבחינה טכנית וכלכלית באמצעות יישום רחב היקף של טכנולוגיות קיימות.
"המחסומים העיקריים הם תעשיות חברתיות, פוליטיות, וגורמים לשינוי בתעשייה", אומר מרק ז 'יעקובסון, פרופסור להנדסה אזרחית וסביבתית באוניברסיטת סטנפורד. "אחת הדרכים להתגבר על המחסומים היא ליידע אנשים על האפשר. על ידי הצגת כי הדבר אפשרי מבחינה טכנולוגית וכלכלית, מחקר זה יכול לצמצם את המחסומים לשינוי גדול. "
דרישות אנרגיה
חוקרים התחילו לבדוק מקרוב את דרישות האנרגיה הנוכחיות של כל מדינה, וכיצד דרישות אלו ישתנו בתנאים עסקיים כרגיל עד שנת 2050. כדי ליצור תמונה מלאה של השימוש באנרגיה בכל מדינה, הם בדקו את צריכת האנרגיה. בארבעה מגזרים: מגורים, מסחר, תעשייה ותחבורה.
עבור כל מגזר, הם ניתחו את הכמות והמקור הנוכחי של הדלק שנצרך - פחם, נפט, גז, גרעיני, מתחדשים - וחישבו את דרישות הדלק אם כל השימוש בדלק יוחלף בחשמל. זהו צעד מאתגר משמעותית - הוא מניח שכל המכוניות בכביש הופכות לחשמליות, ושבתים ותעשייה הופכים למערכות חימום וקירור מחושמלות לחלוטין. אולם החוקרים טוענים כי החישובים שלהם מבוססים על שילוב טכנולוגיה קיימת, וחיסכון באנרגיה יהיה משמעותי.
"כשעשינו זאת בכל 50 המדינות, ראינו ירידה של 39 אחוז בביקוש הכוח הכולל לשימוש בסוף עד שנת 2050," אומר ג'ייקובסון. "בערך 6 נקודות אחוז מזה מתקבלות באמצעות שיפורי יעילות לתשתיות, אך עיקר התוצאה היא החלפה של מקורות ושימושים באנרגיה בעירה בחשמל."
השלב הבא כלל להבין כיצד להעביר את הרשת החשמלית החדשה. החוקרים התמקדו בעמידה בדרישות הכוח החדשות של כל מדינה תוך שימוש רק באנרגיות המתחדשות - רוח, שמש, גיאותרמית, הידרואלקטרית וכמויות זעירות של גאות ושפל - העומדות לרשות כל מדינה.
הם ניתחו את חשיפת השמש של כל מדינה, וכמה הגגות הפונים דרומה, לא מוצלים, יכולים להכיל פאנלים סולאריים. הם פיתחו והתייעצו במפות רוח וקבעו אם טורבינות רוח מקומיות מהחוף הן אופציה. אנרגיה גיאותרמית הייתה זמינה בעלות סבירה עבור 13 מדינות בלבד. התוכנית מחייבת כמעט שום סכרים הידרואלקטריים חדשים, אך היא מביאה לרווחיות אנרגיות משיפור היעילות של הסכרים הקיימים.
רוח ושמש הם חופשיים
הדו"ח שלהם כולל א המפה אינטראקטיבית המציגה תוכניות אינדיבידואליות עבור כל מדינה להשיג מעבר של 80 אחוזים עד שנת 2030, והמרה מלאה עד 2050.
מספר מדינות כבר בדרך, אומר ג'ייקובסון. מדינת וושינגטון, למשל, תוכל לבצע את המעבר לחידושים מתחדשים מלאים יחסית יחסית, בזכות העובדה שיותר מ -70 אחוז מהחשמל הנוכחי שלה מגיע ממקורות הידרואלקטריים קיימים. זה מתרגם לכ- 35 אחוז מהכוח הכלכלי של המדינה אם וושינגטון הייתה מחשמלת מאה אחוז; רוח ושמש יכלו למלא את רוב שארית.
איווה ודקוטה הדרומית גם הן ממוקמות היטב, מכיוון שכבר מייצרות כמעט 30 אחוז מהחשמל שלהן מכוח הרוח. קליפורניה, שהייתה במוקד מפת הדרכים השנייה של ג'ייקובסון למדינות מתחדשות אחרי ניו יורק, כבר אימצה כמה מההצעות של קבוצתו ויש לה תוכנית לחשמל של 60 אחוזים על ידי מתחדשים עד 2030.
פורסם בכתב העת אנרגיה ומדעי הסביבההתוכנית דורשת לא יותר מחצי אחוז מאדמות המדינה לכסות בפאנלים סולאריים או בטורבינות רוח. עלות השינויים מראש היא משמעותית, אך רוח ואור שמש הם בחינם. כך שהעלות הכוללת המתפשטת לאורך זמן תהיה שווה בערך למחיר של תשתית הדלק המאובנים, התחזוקה והייצור.
"כשאתה אחראי בעלויות הבריאות והאקלים - כמו גם העלייה במחיר של דלקים מאובנים - רוח, מים ושמש הם מחצית העלות של מערכות קונבנציונליות," אומר ג'ייקובסון. "המרה בסדר גודל זה תיצור גם מקומות עבודה, ייצוב מחירי הדלק, תפחת בעיות בריאות הקשורות בזיהום ותבטל פליטות מארה"ב. יש מעט מאוד חסרונות להמרה, לפחות על סמך המדע הזה. "
אם יעבור אחר ההמרה בדיוק כפי שמתווה התוכנית, הפחתת זיהום האוויר בארה"ב עשויה למנוע את מותם של כ -63,000 אמריקנים שמתו מסיבות הקשורות בזיהום אוויר מדי שנה. זה גם יבטל את פליטות גזי החממה האמריקניים המיוצרים מדלקים מאובנים, שאחרת יעלו לעולם 3.3 טריליון דולר בשנה עד שנת 2050.
המרה בסדר גודל זה תיצור גם מקומות עבודה, ייצוב מחירי הדלק, הפחתת בעיות בריאות הקשורות בזיהום ותבטל פליטות מארצות הברית ", אומר מרק ג'ייקובסון." יש מעט מאוד חסרון בהמרה, לפחות על סמך מדע זה. .
מארק דלוצ'י, חוקר מאוניברסיטת קליפורניה, ברקלי, שיתף פעולה במחקר.
מקור: אוניברסיטת סטנפורד
ספרים קשורים:
