طاقة الرياح والطاقة الشمسية لن تحل محل النفط

2024 مؤلف: Seth Attwood | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-16 15:57

نقدم لقراء آش ترجمة لمقال بقلم جيل "ذي أولد ليديز" تفيربيرج (OurFiniteWorld) ، المعروف بنهج أنظمتها وخلفيتها المالية واحترامها للاقتصاد المادي. مؤلف جيد ، باختصار:-)

لماذا يمكن استخدام نماذج RES الكذب؟

يبدو أن من السهل نمذجة احتياجات الطاقة في الاقتصاد العالمي. لنحسب الاستهلاك: حتى بالكيلوواط / ساعة ، حتى في براميل المكافئ النفطي ، حتى في الوحدات الحرارية البريطانية أو السعرات الحرارية أو الجول. نوعان من الطاقة متكافئان إذا كانا ينتجان نفس القدر من العمل المفيد ، أليس كذلك؟

على سبيل المثال ، يشرح الخبير الاقتصادي راندال مونرو فوائد الطاقة المتجددة في غلاف الفيديو الخاص به. وفقًا لنموذجه ، يمكن أن توفر الألواح الشمسية (إذا تم بناؤها حسب رغبتك) ما يكفي من الكهرباء لنفسك ونصف دزينة من جيرانك. مولدات الرياح (المصممة أيضًا على مستوى العبث ، ولكن بالطبع) ، ستوفر الطاقة لك ولعشرات الجيران الآخرين.

ومع ذلك ، هناك فجوة منطقية في هذا التحليل. الطاقة التي تنتجها الرياح والألواح الشمسية ليست بالضبط ما يحتاجه الاقتصاد (على الأقل ليس في الوقت الحالي). تولد الرياح والشمس كهرباء متقطعة ، وغالبًا ما تكون متوفرة في الوقت الخطأ وفي المكان الخطأ. يحتاج الاقتصاد العالمي إلى مجموعة متنوعة من أنواع الطاقة ، ويجب أن تلبي هذه الأنواع المواصفات الهندسية لأكثر الأنظمة تنوعًا في العالم الحديث. يجب توصيل الطاقة إلى المكان المناسب وتسليمها للمستخدمين في الوقت المناسب من اليوم أو في الوقت المناسب من العام. قد يكون من الضروري أيضًا تخزين الطاقة التي يتم الحصول عليها من الشمس والرياح لعدة سنوات (على سبيل المثال ، إذا كنت تستخدم محطة طاقة للتخزين بالضخ ، وهناك جفاف في المنطقة).

أعتقد أن الوضع مشابه للعلماء الافتراضيين الذين قرروا ، من أجل زيادة كفاءة الاقتصاد ، نقل 100٪ من السكان من الغذاء التقليدي إلى العشب والسيلاج في غضون 20 عامًا. الأبقار والماعز والخراف تأكل ، أليس كذلك؟ لماذا لا يستطيع الناس؟ العشب ، بلا شك ، يحتوي على الكثير من الطاقة المفيدة. يبدو أن معظم أنواع العشب غير سامة للإنسان - على الأقل بكميات صغيرة. يبدو أن العشب ينمو بشكل جيد. يمكن تخزين العشب للاستخدام في المستقبل. يبدو أن التحول إلى استخدام العشب لإنتاج الغذاء مفيد من حيث انبعاثات ثاني أكسيد الكربون. لسوء الحظ ، فإن العشب والسيلاج ليسا نوع الطاقة التي يستهلكها الإنسان عادة. حقيقة أن القردة العليا بطريقة ما لم تتطور لتصبح آكلات أعشاب تشبه حقيقة أن إنتاج المواد ونقلها في الاقتصاد الحديث غير مناسبين إلى حد ما للطاقة المتقطعة من الرياح والشمس.

إن وضع العشب في النظام الغذائي للإنسان قد "ينجح" بشكل جيد ، لكنك تحتاج إلى كائن حي مختلف لذلك

إذا نظرت حولك ، يمكنك بسهولة العثور على الأنواع العاشبة. تتغذى الحيوانات ذات المعدة المكونة من أربع غرف على نظام غذائي عشبي. غالبًا ما يكون لهذه الكائنات أسنان تنمو باستمرار لأن السيليكا الموجودة في العشب تميل إلى تآكل الأسنان. ربما ، من خلال الهندسة الوراثية ، يمكن للناس زراعة معدة إضافية وإضافة أسنان متجددة باستمرار. قد تكون هناك حاجة إلى تعديلات أخرى مفيدة ، ولكنها ليست جذابة للغاية ، لجسمنا ، على سبيل المثال ، لجعل الدماغ أصغر (والفك أكبر). للحفاظ على نشاط الدماغ المرتفع يتطلب الكثير من السعرات الحرارية ، لا يمكنك مضغ هذا القدر من السيلاج.

مشكلة معظم نماذج RES الحالية هي أن النظام يعتبر في "إطار ضيق". يتم أخذ جزء صغير فقط من المشكلة في الاعتبار - عادةً فقط انخفاض أسعار الألواح وتوربينات الرياح (أو "تكاليف الطاقة") - ومن المفترض أن هذه هي التكلفة الوحيدة المرتبطة بتغيير نمط الاستهلاك بأكمله.في الواقع ، يتعين على الاقتصاديين أن يعترفوا بأن نقل الاقتصاد إلى طاقة متجددة بنسبة 100٪ سيتطلب تغييرات جذرية في المجتمع ، على غرار المعدة متعددة الغرف والأسنان المتنامية باستمرار للتحول إلى نظام غذائي عشبي بنسبة 100٪. يحتاج تحليلك إلى "نطاق أوسع".

إذا قام راندال مونرو بحساب تكاليف الطاقة غير المباشرة للنظام ، بما في ذلك الطاقة المطلوبة لإعادة بناء أنظمة الطاقة الحالية ، فمن المرجح أن يتغير تحليله. من المحتمل أن تختفي قدرة الرياح والطاقة الشمسية على تزويد منزلك ومنازل عشرات الجيران أو نحو ذلك بالطاقة. سيتم استخدام الكثير من الطاقة حتى يعمل النظام كمكافئ للمعدة متعددة الغرف والأسنان المتنامية باستمرار. سيعمل قطاع الطاقة العالمي على مصادر الطاقة المتجددة ، ولكن ليس بنفس الطريقة السابقة. بشكل تقريبي ، فإن الدماغ الأصغر سوف يفكر في أفكار مختلفة جدًا.

هل "الطاقة التي يستخدمها عشرات من جيرانك" مقياس صحيح؟

قبل أن أتطرق إلى الخطأ الذي حدث في نموذج مونرو ، أحتاج إلى الإسهاب بإيجاز في طريقة العد الخاصة به. يتحدث مونرو عن "الطاقة التي تستهلكها الأسرة ودزينة من الجيران". كثيرًا ما نسمع أخبارًا عن عدد المنازل التي يمكن أن تخدمها محطة طاقة جديدة أو عدد الأسر التي تم إغلاقها مؤقتًا بسبب العاصفة. المقياس المستخدم من قبل مونرو مشابه جدًا. لكن هل أخذ كل شيء في الحسبان؟

بالإضافة إلى المنازل ، يتطلب الاقتصاد مجموعة متنوعة من مصادر الطاقة في العديد من الأماكن ، بما في ذلك: في الحكومة للدفاع وإنفاذ القانون ، وفي بناء الطرق أو المدارس ، وفي المزارع لزراعة الأطعمة اللذيذة ، وفي المصانع لصنع سلع صحية. ليس من المنطقي قصر الحساب على الاستهلاك في منازل المواطنين فقط. (في الواقع ، كان مونرو مبسطًا للغاية في حساباته بحيث لا يمكن معرفة ما هو مدرج بالضبط في تحليله. يبدو أنه يحسب فقط الطاقة الموجودة في المنافذ الكهربائية.) يُظهر تحليلي المستقل ذلك مباشرة في المنازل يتم استهلاك حوالي ثلث الكمية الإجمالية لجميع أنواع الطاقة في الولايات المتحدة فقط. الباقي تستهلكه الشركات الخاصة والهيئات الحكومية …

ملاحظة G. Tverberg:

يعتمد تقديري لـ "حوالي الثلث" على بيانات من EIA و BP. فيما يتعلق بالكهرباء ، تظهر بيانات تقييم التأثير البيئي أن الأسر في الولايات المتحدة تستخدم حوالي 38٪ من إجمالي توليد الكهرباء. أما الوقود الذي لا يستخدم في النقل وتوليد الكهرباء فهو حوالي 19٪. بدمج هاتين الفئتين ، نجد أن الأسر الأمريكية تستخدم حوالي 31٪ من أنواع الوقود غير المستخدمة في المركبات. بالنسبة لوقود النقل ، فإن أفضل البيانات المتاحة هي إحصاءات المنتجات البترولية لشركة BP. وفقًا لشركة BP ، يتم حرق 26 ٪ من النفط عالميًا على شكل بنزين محرك. في الولايات المتحدة حوالي 46٪. بالطبع ، بعض هذا البنزين لا يستخدم للاحتياجات المنزلية: على سبيل المثال ، عادة ما تكون سيارات الشرطة تعمل بالبنزين ، مثل الشاحنات الصغيرة التي تستخدمها الشركات. بالإضافة إلى ذلك ، تعد الولايات المتحدة مستوردًا رئيسيًا للسلع المصنعة من الصين ودول أخرى. إن طاقة الوقود الأحفوري المفيدة المتجسدة في هذه الواردات لا تصل أبدًا إلى إحصاءات الطاقة الأمريكية.

يتعين على المرء فقط تعديل حسابات مونرو لتشمل الطاقة التي تستهلكها الشركات والمؤسسات ، وسيتعين علينا على الفور تقسيم عشرات المباني السكنية المحددة إلى حوالي ثلاثة. وهكذا ، بدلاً من "الطاقة الكافية لك ولعشرات من جيرانك" ، عليك أن تقول: "الطاقة لك ولثلاثة أو أربعة جيران". دزينة ("مرتبة واحدة من حيث الحجم" كما يقول المهندسون) سوف تتبخر في مكان ما. علاوة على ذلك ، فإن إدراج الطاقة الاجتماعية في الحسابات ليس سوى بداية المسار. كما هو موضح أدناه ، لإجراء تعديل كامل ، لا تحتاج إلى القسمة على ثلاثة ، ولكن بقيمة أكبر بكثير.

ما هي التكاليف غير المباشرة من طاقة الرياح والطاقة الشمسية المتجددة؟

هناك عدد من التكاليف غير المباشرة:

(1) تكاليف إيصال الطاقة من مصادر الطاقة المتجددة أعلى بكثير من تلك الخاصة بأنواع الكهرباء الأخرى ، ولكن في معظم الدراسات إما أنها تعتبر متساوية أو متوسّطة على مستوى الاقتصاد ككل.

أظهرت دراسة أجرتها وكالة الطاقة الدولية (IEA) عام 2014 أن تكلفة نقل الطاقة من توربينات الرياح تبلغ حوالي ثلاثة أضعاف تكلفة الطاقة من الفحم أو الطاقة النووية. مع زيادة حصة طاقة الرياح والطاقة الشمسية من إجمالي السعة المركبة ، تظهر التكاليف الزائدة اتجاهاً تصاعدياً. فيما يلي بعض الأسباب:

(أ) الحاجة إلى بناء المزيد من خطوط النقل ، وذلك ببساطة لأن الخطوط يجب أن تكون مصممة للتعامل مع أحمال ذروة أعلى بكثير. عادة ما تكون الطاقة من الرياح متاحة (انظر الرابط الخاص بالألعاب مع CFR) من 25٪ إلى 35٪ من الوقت ؛ الشمس متاحة بنسبة 10٪ إلى 25٪ من الوقت. {M. Ya: وفقًا لشركة BP ، في عام 2018 ، تم استخدام سعة الرياح المُعلنة بنسبة 25.7٪ ، والطاقة الشمسية - بنسبة 13.7٪. المعجزات لا تحدث.}. وبالتالي ، عندما تعمل مصادر الطاقة المتجددة هذه بأحمال كاملة - على سبيل المثال ، تخزن الطاقة في محطة طاقة تخزين بالضخ في يوم مشمس وعاصف - هناك حاجة إلى سعة نقل أكبر بمقدار 3-4 مرات مقارنة بقدرات التوليد المستمرة.

(ب) RES لها ، في المتوسط ، مسافة أكبر بين نقطة توليد الطاقة والمستهلك. كمثال ، قارن توربينات الرياح البحرية الواقعة على بعد 20 إلى 30 ميلاً من أقرب مجتمع مع محطة طاقة حرارية حضرية نموذجية.

(ج) مقارنةً بقدرة الوقود الأحفوري ، يصعب التنبؤ بتوليد الطاقة من الرياح والطاقة الشمسية - تذكر الأمثال حول الدقة المذهلة لتنبؤات الطقس الحديثة. وبالتالي ، تزداد تكلفة إرسال الطاقة.

(2) بسبب الزيادة في الطول الإجمالي لخطوط نقل الطاقة ، تزداد تكاليف العمالة لصيانة هذه الخطوط في حالة مناسبة وآمنة. هذا أمر مؤسف بشكل خاص في المناطق القاحلة والرياح ، حيث يمكن أن يؤدي التأخير في صيانة هذه الخطوط إلى نشوب حريق.

في ولاية كاليفورنيا ، أدت الصيانة غير الكافية لخطوط الطاقة إلى إفلاس نظام الطاقة PG&E. ضع في اعتبارك كيف أطلقت شركة PG&E عمليتي تعتيم "وقائيين" ، أثر أحدهما على حوالي مليوني شخص. أفاد مسؤولو الكهرباء في ولاية تكساس أن "خطوط الكهرباء في ولايتنا تسببت في أكثر من 4000 حريق في السنوات الثلاث والنصف الماضية." لا يقتصر العمل على توربينات الرياح. في فنزويلا ، تسببت حرائق الغابات على طول خط نقل بطول 600 كيلومتر بين محطة جوري للطاقة الكهرومائية وكاراكاس في انقطاع التيار الكهربائي الهائل.

بالطبع ، هناك إمكانيات فنية. الطريقة الأكثر موثوقية هي خطوط الكهرباء تحت الأرض. حتى استخدام سلك معزول (هيدرولين) بدلاً من الأسلاك العارية يمكن أن يحسن السلامة. ومع ذلك ، فإن أي حل تقني له ثمنه الخاص. يجب أن تؤخذ هذه التكاليف في الاعتبار عند نمذجة تطوير مصادر الطاقة المتجددة إلى مستوى "أكثر من المرغوب فيه".

(3) سيتطلب تحويل النقل البري إلى طاقة متجددة استثمارات ضخمة في البنية التحتية. بالطبع ، إذا كانت الطبقة العليا من "الطبقة الوسطى العليا" فقط ستستخدم السيارات الكهربائية ، فلا توجد مشكلة. من المفهوم أن الأثرياء يستطيعون شراء السيارات الكهربائية والمرائب (المدفأة) / مواقف السيارات المزودة بتوصيلات كهربائية مخصصة. من الواضح أن الأثرياء سيجدون دائمًا طريقة ما لشحن سيارتهم التي تعمل بالبطارية بدون الكثير من البواسير ، والعديد من هذه المرافق متوفرة بالفعل.

المهم هو أن الأقل ثراءً لا تتاح له نفس الفرص. بالمناسبة ، هؤلاء الأشخاص "ليسوا الأفقر" هم أيضًا أشخاص مشغولون جدًا ، ولا يمكنهم أيضًا قضاء ساعات في انتظار شحن السيارة. هذه المجموعة الفرعية من المستهلكين بحاجة ماسة إلى محطات شحن سريع غير مكلفة في العديد من المواقع.من المحتمل أن تتضمن تكلفة البنية التحتية للشحن السريع ضرائب صيانة الطرق ، حيث أن هذه إحدى التكاليف التي يتم تضمينها في أسعار وقود السيارات في الولايات المتحدة والعديد من البلدان الأخرى اليوم.

{نحن لا نتحدث حتى عن الفقراء وأفقر طبقات المجتمع. سيارتهم الكهربائية ، في أحسن الأحوال ، دراجة بخارية تعمل بالبطارية. - م.

(4) في ظروف نقص القدرة الاحتياطية ، يزيد الإمداد المتقطع للطاقة من تكلفة إنتاج المواد. من المعتقد على نطاق واسع أن التوليد المتقطع يمكن التعامل معه بسهولة نسبيًا من خلال تدابير تنظيمية بسيطة ، مثل المعدلات "العائمة" اليومية / الأسبوعية / الموسمية ، "الشبكات الذكية" مع إيقاف تشغيل الثلاجات المنزلية وسخانات المياه أثناء ذروة الأحمال ، إلخ. تكون هذه النماذج مبررة إلى حد ما إذا كان النظام يتكون بشكل أساسي من محطات طاقة حرارية ومحطات طاقة نووية ، وتقاس حصة مصادر الطاقة المتجددة في التوليد بالنسب المئوية الأولى.

يتغير الوضع بشكل جذري إذا بدأت حصة مصادر الطاقة المتجددة في تجاوز هذه النسب المئوية الأولى. نحتاج إلى بطاريات كيميائية يمكنها تخفيف أحمال الذروة اليومية ، خاصة في المساء ، عندما يعود الناس إلى المنزل من العمل ويريدون تناول العشاء ، وقد غابت الشمس بالفعل. الوضع مع توربينات الرياح أسوأ: يمكن أن يغرق إنتاج الطاقة في أي وقت ، ليس فقط بسبب الهدوء ، ولكن أيضًا بسبب العاصفة.

يمكن أن تساعد البطاريات في أوقات الدورات اليومية والانقطاعات القصيرة الأجل ، لكن مصادر الطاقة المتجددة أيضًا لها فترات انقطاع أطول. على سبيل المثال ، يمكن أن تؤدي عاصفة شديدة مع هطول الأمطار إلى تعطيل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح في نفس الوقت لعدة أيام في أي وقت من السنة. لذلك ، إذا كان النظام سيعمل فقط على مصادر الطاقة المتجددة ، فمن المستحسن أن يكون لديك احتياطي من الطاقة لمدة ثلاثة أيام على الأقل. في الفيديو القصير أدناه ، بيل جيتس متشائم بشأن حجم مثل هذه "البطارية" لمدينة مثل طوكيو.

حتى الآن ، مع وجود حصة منخفضة نسبيًا من مصادر الطاقة المتجددة في التوليد ، ليس لدينا أجهزة قادرة على توفير نسخة احتياطية كاملة لمدة ثلاثة أيام. إذا كان الاقتصاد العالمي يتحول حصريًا إلى مصادر الطاقة المتجددة ، وسيستمر استهلاك الكهرباء للفرد في النمو مقارنةً بالحاضر (السيارات الكهربائية ، إلخ) ، فلماذا تعتقد أنه سيكون من الأسهل إنشاء إمدادات طاقة غير منقطعة لمدة ثلاثة أيام؟

لكن تخزين الطاقة لمدة ثلاثة أيام صغير مقارنة بالدورة الموسمية. يوضح الشكل 1 النمط الموسمي لاستهلاك الطاقة في الولايات المتحدة.

الشكل 1. استهلاك الطاقة في الولايات المتحدة حسب الشهر من العام استنادًا إلى بيانات وزارة الطاقة الأمريكية. "الراحة" هي الطاقة الإجمالية مطروحًا منها الكهرباء وطاقة النقل. تشمل: الغاز الطبيعي للتدفئة ، المنتجات البترولية للزراعة وجميع أنواع الوقود الأحفوري المستخدم في الإنتاج الصناعي (البتروكيماويات ، البوليمرات ، إلخ).

يبلغ إنتاج الطاقة الشمسية ذروته في الولايات المتحدة في يونيو ، وينخفض من ديسمبر إلى فبراير. تنتج محطات الطاقة الكهرومائية أكبر طاقتها خلال فيضان الربيع ، لكن إنتاجها يختلف من سنة إلى أخرى. تتغير طاقة الرياح بشكل غير متوقع.

لا يستطيع الاقتصاد الحديث التعامل مع انقطاع التيار الكهربائي. على سبيل المثال ، لصهر المعادن ، يجب أن تظل درجة الحرارة مرتفعة باستمرار. لا ينبغي أن تتوقف المصاعد بين الطوابق لمجرد أن عاصفة ضربت مزرعة الرياح. مطلوب ثلاجات لتبرد حتى لا تتعفن اللحوم الطازجة.

هناك طريقتان يمكن استخدامهما لمعالجة مشاكل الطاقة الموسمية:

(أ) إعادة بناء الصناعة بحيث يتم في الشتاء استهلاك قدر أقل من الطاقة للإنتاج الصناعي ، ويترك المزيد لتلبية الاحتياجات المنزلية. صهر الألمنيوم وحرق الأسمنت فقط في الصيف!

(ب) بناء كميات ضخمة من مرافق التخزين ، على سبيل المثال محطة توليد طاقة للتخزين بالضخ ، وتخزين الطاقة لعدة أشهر أو حتى سنوات.

أي من هذه الأساليب مكلفة للغاية. شيء مثل أساليب الهندسة الوراثية لترتيب الشخص على معدة ثانية. على حد علمي ، لم يتم تضمين هذه التكاليف في أي نموذج حتى الآن {غيل مخطئ.صنع David McKay مثل هذا النموذج:

يوضح الشكل 2 تكاليف الطاقة المرتفعة التي يمكن أن تنشأ عند إضافة نسبة كبيرة من فائض الطاقة. في هذا المثال ، يتم إنفاق "الطاقة النظيفة" التي يوفرها النظام بشكل أساسي على الحفاظ على الاحتياطي في حالة عمل. تقارن معلمة ERoEI بين مخرجات الطاقة المفيدة واستهلاك الطاقة.

الشكل 2. مخطط غراهام بالمر ERoEI ، كما ورد في تقرير أستراليا للطاقة.

تم حساب المثال في الشكل 2 لملبورن ، حيث المناخ معتدل نسبيًا ، ولا يوجد صقيع قاسي أو حرارة شديدة. يستخدم المثال مجموعة من الألواح الشمسية والبطاريات الكيميائية "الاحتياطية الباردة" في شكل مولدات ديزل. توفر الألواح الشمسية والبطاريات الكيميائية 95٪ من الكهرباء في النظام. يستخدم توليد الديزل أثناء الانقطاعات طويلة الأجل والحوادث ويغطي نسبة 5٪ المتبقية من الاستهلاك. إذا تمت إزالة مولدات الديزل للطوارئ من النموذج تمامًا ، فستكون هناك حاجة إلى المزيد من الألواح الشمسية والمزيد من البطاريات. نادرًا ما يتم استخدام هذه البطاريات والألواح الإضافية ، ولكن نتيجة لذلك ، سينخفض ERoEI الخاص بالنظام بدرجة أكبر.

اليوم ، السبب الرئيسي الذي يجعل نظام الطاقة لا يلاحظ تكاليف التوليد المتقطع هو الحصة المنخفضة من توليد الطاقة الشمسية وطاقة الرياح. وفقًا لشركة BP ، في عام 2018 ، أنتج العالم 26614.8 تيراواط ساعة من الكهرباء (398 واط من الطاقة اللحظية للفرد). بلغت مساهمة الرياح 1270.0 تيراواط ساعة (4.8٪) ، مساهمة الألواح الشمسية - 584.6 (2.2٪). بلغ إجمالي تدفق الطاقة 13864.4 مليون طن من المكافئ النفطي (1،816 كجم من المكافئ النفطي لكل ذبيحة سنويًا) ، بما في ذلك 611.3 مليون طن مكافئ من الوقود النووي. حصة الرياح في هذا الحجم الضخم 287.4 مليون طن مكافئ (2.1٪) ، حصة الكهرباء الشمسية 132.2 (1.0٪). أعطت الألواح الشمسية والرياح معًا لكل أرضي ما يعادل 1.5 خزان غاز للسيارة: أقل بقليل من 56 كجم من الزيت المشروط.

السبب الثاني لعدم ملاحظة نظام الطاقة الكهربائية بعد تكاليف مصادر الطاقة المتجددة هو أن هذه التكاليف الإضافية موزعة على تكلفة الحزمة الكاملة لاستهلاك الطاقة ، بما في ذلك خدمات الحجز الطبقي مع المصادر التقليدية للتوليد (الفحم ، محطات الغاز الطبيعي والطاقة النووية). يضطر هؤلاء الأخيرون إلى توفير سعات احتياطية ، بما في ذلك احتياطي "ساخن" ، دون تعويض كافٍ عن التكلفة. هذه الممارسة تخلق مشاكل كبيرة لشركات التوليد ، والقدرات الاحتياطية لا تتلقى التمويل الكافي. يضطر مهندسو الطاقة التقليديون إلى حرق الغاز مجانًا ، دون بيع كيلو واط واحد في الساعة ، فقط حتى يتمكن الزملاء ذوو اللون الأخضر الخافت من بيع كيلوواط ساعي للرياح والطاقة الشمسية بسعر معقول ومع موثوقية عامة مقبولة لنظام الطاقة.

إذا توقف استخدام الوقود الأحفوري فجأة ، وفقًا للخطط الطموحة للخضر ، فستختفي كل هذه القدرات الاحتياطية والأساسية ، بما في ذلك محطات الطاقة النووية. (يعتمد استخراج الوقود النووي ، بشكل غريب بما فيه الكفاية ، أيضًا على الحفرية.) سيتعين على RES فجأة معرفة كيفية الاحتفاظ بالقدرة لأموالهم الخاصة. وذلك عندما تصبح مشكلة عدم الاستمرارية مستعصية على الحل. يمكن تخزين الاحتياطيات الاستراتيجية من النفط والمنتجات النفطية والفحم واليورانيوم لسنوات ، بالإضافة إلى خسائر طفيفة وغير مكلفة نسبيًا ؛ تعتبر مرافق تخزين الغاز تحت الأرض أكثر تكلفة إلى حد ما ؛ إن تكاليف تخزين الكهرباء المولدة - سواء في محطات توليد الطاقة التي يتم ضخها أو في البطاريات الكيميائية - ضخمة للغاية. لا يشمل هذا الأخير تكلفة النظام نفسه فحسب ، بل يشمل أيضًا الخسائر الحتمية في الكهرباء أثناء ضخ محطة طاقة التخزين التي يتم ضخها وشحن البطاريات.

في الواقع ، أصبح الافتقار إلى تمويل القدرات التقليدية المرتبطة بامتياز الطاقة المتجددة للاستثمار مشكلة لا يمكن التغلب عليها في بعض الأماكن. قررت أوهايو مؤخرًا قطع التمويل عن مصادر الطاقة المتجددة وتقديم إعانات لمحطات الطاقة النووية ومحطات الطاقة التي تعمل بالفحم.

(5) لا تنعكس تكلفة التخلص من توربينات الرياح والألواح الشمسية والبطاريات الكيميائية في تقديرات تكلفة المشاريع.

يبدو أنه في نماذج الطاقة هناك اعتقاد بأنه في نهاية عمرها التشغيلي ، سوف تذوب توربينات الرياح والألواح والبطاريات متعددة الأطنان من تلقاء نفسها في الطبيعة. حتى إذا تم تضمين تكاليف التخلص في التقديرات ، فغالبًا ما يُفترض أن تكلفة التفكيك ستكون أقل من سعر الخردة المعدنية. لقد اكتشفنا بالفعل أن التخلص الكفء من النفايات المستعملة يعد متعة باهظة الثمن ، وأن استهلاك الطاقة لإعادة التدوير (خاصة المعادن وأشباه الموصلات) غالبًا ما يكون أعلى من كل الطاقة المباعة للمستهلكين أثناء عملية التثبيت.

(6) RES ليست بديلاً مباشرًا للعديد من الأجهزة والعمليات التي نستخدمها بنشاط اليوم. قائمة الأشياء الضرورية لاستغلال مصادر الطاقة المتجددة طويلة ، ويتم إنتاج الكثير من هذه القائمة ، على الأقل في الوقت الحالي ، باستخدام الوقود الأحفوري حصريًا. تعتبر صيانة توربينات الرياح بطائرات الهليكوبتر مثالاً جيدًا على ذلك. فقط لا تحاول إقناعنا بأن طائرات الهليكوبتر شديدة التحمل يمكنها أيضًا الطيران على البطاريات! لن تتغير العديد من هذه العمليات أو الأجهزة خلال العشرين عامًا القادمة على الأقل ، مما يعني أن الوقود الأحفوري سيكون ضروريًا للحفاظ على تشغيل أنظمة الطاقة المتجددة.

بالإضافة إلى خدمة مصادر الطاقة المتجددة ، هناك العديد من العمليات الأخرى التي لا يوجد فيها بديل للوقود الأحفوري ولا يمكن رؤيتها في المستقبل. الصلب والأسمدة والأسمنت والبلاستيك هي أربعة أمثلة ذكرها بيل جيتس في مقطع الفيديو الخاص به. وسنذكر كذلك الأسفلت وأحدث الأدوية. سيتعين علينا تغيير الكثير وتعلم كيفية الاستغناء عن العديد من الأشياء الجيدة المعتادة. من المستحيل إنشاء طريق - ربما باستخدام أحجار مرصوفة - ولا مبنى حديث متعدد الطوابق باستخدام مصادر الطاقة المتجددة وحدها. ربما يمكن استبدال بعض المواد بالخشب ، ولكن هل سيكون هناك ما يكفي من الخشب للجميع وهل سيواجه العالم مشكلة إزالة الغابات على نطاق واسع؟

(7) من المحتمل ألا يستغرق الانتقال إلى الطاقة المتجددة 20 عامًا ، كما هو الحال في التوقعات الوردية للخضر ، ولكن 50 عامًا أو أكثر. خلال هذا الوقت ، ستعمل طاقة الرياح والطاقة الشمسية كمساعدات مفيدة لاقتصاد الوقود الأحفوري ، لكن مصادر الطاقة المتجددة لن تكون قادرة على استبدال الوقود الأحفوري. هذا أيضا يزيد التكاليف.

من أجل استمرار إنتاج الوقود الأحفوري في المستقبل المنظور ، يجب إنفاق الموارد والأموال بنفس المعدل الحالي تقريبًا. لا يزال تسليم الوقود الأحفوري يتطلب بنية تحتية: خطوط الأنابيب ، والمصافي - والمهنيين المدربين. عمال المناجم وعمال النفط وعمال الغاز ومشغلو محطات الطاقة الحرارية ومحطات الطاقة النووية والعديد من العمال الآخرين في قطاع الطاقة "الموجه تقليديًا" لسبب ما يريدون الحصول على راتب على مدار السنة ، وليس فقط عندما يكون هناك مفاجأة تساقط الثلوج والألواح الشمسية مؤقتًا … يجب على شركات التعدين سداد القروض التي تم الحصول عليها مسبقًا لبناء المرافق القائمة. إذا تم استخدام الغاز الطبيعي كاحتياطي شتوي ، فستكون هناك حاجة إلى مرافق تخزين جديدة تحت الأرض. حتى إذا انخفض استخدام الغاز الطبيعي ، على سبيل المثال ، بنسبة فئوية 90٪ ، فإن تكاليف الموظفين والبنية التحتية - معظمها ثابتة وتعتمد قليلاً على حجم الضخ - ستنخفض بنسبة أقل بكثير ، على سبيل المثال ، بنسبة 30٪.

أحد الأسباب التي تجعل الانتقال إلى الطاقة المتجددة سيكون طويلاً ومؤلماً هو أنه في كثير من الحالات لا يوجد حتى تلميح لكيفية التخلص من "إبرة الزيت". من الضروري إجراء تغييرات في التكنولوجيا ، ولهذا - لابتكار شيء جديد. بمجرد اختراع الابتكارات التقنية ، يجب اختبارها على أجهزة حقيقية. عندما حاولوا ، إذا كان كل شيء على ما يرام ، فمن الضروري بناء وإنشاء خطوط تكنولوجية للإنتاج الضخم للأجهزة الجديدة. من المحتمل أنه سيكون من الضروري في المستقبل تعويض مالكي الأجهزة والتقنيات الحالية التي تعمل بالوقود الأحفوري بطريقة أو بأخرى عن فقدان الدخل أو تكلفة الاستبدال المبكر للمعدات.على سبيل المثال ، اغفر للمزارعين عن القروض التي يتم إنفاقها على شراء الجرارات والجمع بين محركات الاحتراق الداخلي. إذا لم يتم ذلك ، فسوف ينهار الاقتصاد تحت وطأة الديون المعدومة. فقط بعد تنفيذ كل هذه الخطوات بنجاح يمكننا التحدث عن انتقال حقيقي إلى تقنية جديدة. وهكذا - لكل سلسلة تكنولوجية محددة!

هذه التكاليف غير المباشرة تجعل المرء يتساءل عما إذا كان هناك أي فائدة من تشجيع الاستخدام الواسع النطاق للرياح والشمس في قطاع الطاقة. يمكن للطاقة المتجددة أن تقلل من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون فقط عندما تحل محل الوقود الأحفوري في توليد الكهرباء. وإذا كانت الطاقة المتجددة مجرد إضافة صحيحة سياسياً لنظام يستمر في التهام الوقود الأحفوري ، فهل يستحق هذا الجهد المبذول؟

هل مستقبل طاقة الرياح والطاقة الشمسية أفضل من مستقبل الوقود الأحفوري؟

في نهاية الفيديو ، يقول راندال مونرو إن طاقة الرياح والطاقة الشمسية متوفرة بشكل لا نهائي وأن الوقود الأحفوري محدود للغاية.

في البيان الأخير ، أتفق تمامًا مع مونرو. الوقود الأحفوري محدود للغاية. هذا لأن مصادر الطاقة الطبيعية فقط بتكلفة استخراج منخفضة نسبيًا متاحة لنا.

يجب أن تظل أسعار المنتجات النهائية المصنوعة من الوقود الأحفوري منخفضة بما يكفي للمستهلك العادي لتحملها. عندما نحاول استخدام موارد متداولة بتكلفة استخراج متزايدة ، يتحول الطلب الجماعي من السلع التقديرية (مثل السيارات أو الهواتف الذكية) إلى السلع اليومية (مثل الطعام أو التدفئة أو الملابس). يؤدي انخفاض الطلب على السلع التقديرية إلى زيادة المخزون وانخفاض إنتاجها. نظرًا لتصنيع السيارات والهواتف الذكية باستخدام سلع أخرى ، بما في ذلك الوقود الأحفوري ، يؤدي انخفاض الطلب على هذه السلع إلى انكماش {MJ: hidden} ، بما في ذلك انخفاض الطلب على الطاقة (والأسعار). لذلك ، فإن أرصدة أسعار الموارد على رقعة "باهظة الثمن بالفعل لدرجة أن قلة من الناس يستطيعون تحملها" و "رخيصة جدًا بالفعل لدرجة أنك تعدينني في حيرة" ، ويتم التحكم في كل شيء من خلال وجود (أو بالأحرى عدم وجود) رواسب طاقة جديدة مع تكلفة استخراج مقبولة. يبدو أنه منذ عام 2008 كنا في هذه الحالة معظم الوقت ، نشهد انخفاضًا في الأسعار الحقيقية للنفط والموارد الأخرى.

{(M. Ya.: الانكماش الكامن محجوب بالانبعاثات النقدية ، مثل "الاقتصاد يتباطأ ، فلنرمي Kuytsov في أسرع وقت ممكن!")}

الشكل 3. متوسط السعر الأسبوعي للنفط المكبوت ، معدلاً للتضخم ، بناءً على أسعار النفط الفورية في تقييم الأثر البيئي ومؤشر أسعار المستهلكين في المناطق الحضرية في الولايات المتحدة.

بالنظر إلى هذا المنطق ، من الصعب فهم لماذا يجب أن تعمل مصادر الطاقة المتجددة بشكل أفضل أو أطول من الوقود الأحفوري. إذا كانت تكلفة RES بدون دعم أعلى من تكلفة الوقود الأحفوري ، فلن يتم تطوير RES. "إنه مكلف للغاية بالفعل لدرجة أن قلة من الناس يستطيعون تحمله". إذا قمنا بدعم مصادر الطاقة المتجددة ، بعيدًا عن الطاقة التقليدية ، فإن الطاقة التقليدية ستتوقف عن التطور: "إنها رخيصة جدًا بالفعل بحيث يمكنك استخراجها بخسارة." كما هو موضح أعلاه ، لا يمكن تطوير RES في المستقبل المنظور دون استخدام الوقود الأحفوري (على سبيل المثال ، لتصنيع قطع غيار لتوربينات الرياح أو بناء / إصلاح خطوط الكهرباء). ومن هنا الاستنتاج: تطوير مصادر الطاقة المتجددة سيبدأ حتما في التباطؤ ، سواء مع أو بدون دعم.

هل نؤمن بالنماذج أكثر من اللازم؟

تبدو فكرة استخدام مصادر الطاقة المتجددة جذابة ، لكن الاسم مخادع. معظم مصادر الطاقة المتجددة - باستثناء الحطب والوقود الحيوي الثانوي (القش والكعك) وروث الروث - ليست متجددة في حد ذاتها. في الواقع ، تعتمد مصادر الطاقة المتجددة بشكل كبير على الوقود الأحفوري.

{M. Ya.: الشمس والريح ، هما ، بالطبع ، أزليان عمليًا ، لكن الألواح والبطاريات والأقراص الدوارة وحتى محطات الطاقة الكهرومائية / محطات توليد الطاقة التي يتم ضخها ليست أبدية بأي حال من الأحوال. عشرين ، ثلاثين ، حسنًا ، مائة عام - كسر! نقرأ من كابيتسا الأب:.}

ومن المثير للاهتمام ، أن صانعي نماذج المناخ التابعين للهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ وغيرهم من فزاعات تغير المناخ يبدو أنهم مقتنعون تمامًا بأن موارد الوقود الأحفوري القابلة للاسترداد على الأرض كبيرة جدًا ، إن لم تكن لا تنضب. في الواقع ، كمية الوقود الأحفوري التي يمكن اعتبارها "قابلة للاسترداد" هي إحدى المشاكل الرئيسية للنمذجة ، وتحتاج هذه المشكلة إلى دراسة متأنية. من المرجح أن يعتمد حجم الإنتاج المستقبلي بشدة على مدى استقرار النظام الاقتصادي الحالي ، بما في ذلك مدى استقرار نموذج عولمة الاقتصاد العالمي. من المرجح أن يؤدي انهيار النظام العالمي إلى انخفاض سريع في إنتاج الوقود الأحفوري.

في الختام ، أود أن أؤكد أن التكلفة الاجتماعية للطاقة المتجددة تتطلب تحليلًا دقيقًا. لطالما كانت السمة المميزة للطاقة التقليدية (خاصة إنتاج النفط) هي هوامش الربح الضخمة. من هذه المعدلات المرتفعة للغاية ، من خلال الضرائب ، تلقت الحكومات أموالًا كافية لرعاية قطاعات الاقتصاد الحيوية ولكن غير المربحة. هذا هو أحد المظاهر المادية لـ ERoEI.

{م. يا. ERoEI Social مقابل ERoEI القياسي ، اقرأ هنا:}

إذا كانت طاقة الرياح والطاقة الشمسية تتمتعان بالفعل بمستوى عالٍ من ERoEI ، كما حسب بعض المؤيدين ، فلن تتطلب موارد RES هذه إعانات: ليس فقط نقديًا ، ولكن تنظيميًا أيضًا ، في شكل تفضيلات الدولة. في غضون ذلك ، وبقدر ما نعلم ، فإن ERoEI الحقيقي لـ RES لا يوجد حديث عن فرض ضرائب على RES لصالح قطاعات الاقتصاد غير المربحة المخطط لها. ربما يعتقد الباحثون كثيرًا في نماذجهم المبسطة.

تعليمات حول KIUM:

في التعليقات المنسدلة أنه بدلاً من عبارة "الطاقة متوفرة" (مدخلات الطاقة متوفرة) ، من الضروري استخدام اختصار ICUF (عامل استغلال السعة المثبتة). دعونا نوضح أنه لا يمكن استخدام الاختصار KIUM. هناك ثلاث طرق على الأقل لحساب معامل "القدرة المركبة المقدرة" للألواح الشمسية وتوربينات الرياح في العالم:

بشروط "الصينية". هل تقول اللوحة الموجودة على الظهر "1 كيلو واط" (أقصى طاقة)؟ تم تركيب 1000 لوحة ، مما يعني أن الطاقة المثبتة الاسمية هي 1 ميغاواط. لا يمكنك حتى الاتصال بالشبكة. هل اللوحات (على المشاركات)؟ لذلك هم "مثبتون"! صحيح ، إذا لم تقم بالإرفاق ، فسيكون ICUM 0 ، لكن الصينيين لا يهتمون بمثل هذه التفاهات.

مشروط "الاتحاد الأوروبي". تم توصيل 1000 لوحة كل منها 1 كيلو وات وفقًا للمشروع إلى محول 550 كيلو وات. هذا يعني أن الطاقة المثبتة الاسمية هي 0.55 ميجاوات. فوق رأسك - آسف ، عنق الزجاجة للنظام - لا يمكنك القفز. هذه هي الطريقة الصحيحة للعد ، لكنها لا تستخدم في كل مكان. حسنًا ، يجب أن يكون خط طاقة المخرج 0.55 ميجاوات ، على الرغم من حقيقة أن المحول في المتوسط سينتج حوالي 0.22 ميجاوات يوميًا في الطقس المشمس الممتاز ، والثلج صفر.

مشروط "الولايات المتحدة الأمريكية". تم توصيل 1000 1kW من الألواح في شمال كاليفورنيا بمحول 950kW. متوسط معامل التشمس السنوي لهذا الموقع بالذات هو 0.24. هذا يعني أن الطاقة المثبتة الاسمية هي 0.24 ميغاواط. في عام ناجح للغاية ، إذا لم يكن هناك تساقط للثلوج ، فمن الممكن توليد 2.3 جيجاوات ساعة ، و ICUM = 108٪!