Πόσο γρήγορα μπορούμε να κάνουμε μετάβαση σε ένα ενεργειακό σύστημα χαμηλών εκπομπών άνθρακα; Ένα ηλιακό αγρόκτημα 32 μεγαβάτ στο Λονγκ Άιλαντ της Νέας Υόρκης, ένα βήμα για τη μετάβαση στην ενεργειακή υποδομή χαμηλών εκπομπών άνθρακα. brookhavenlab/flickr, CC BY-NC

Οποιαδήποτε μακροπρόθεσμη λύση θα απαιτήσει «αποκαρβονισμό» της παγκόσμιας ενεργειακής οικονομίας - δηλαδή, μετάβαση σε πηγές ενέργειας που χρησιμοποιούν λίγα ή καθόλου ορυκτά καύσιμα.

Πόσο γρήγορα μπορεί να συμβεί αυτό και τι μπορούμε να κάνουμε για να επιταχύνουμε αυτήν τη στροφή;

Μια ματιά στην ιστορία άλλων υποδομών προσφέρει κάποια στοιχεία.

Ενεργειακές Υποδομές

Ο απορρυπαντισμός είναι ένα πρόβλημα υποδομής, το μεγαλύτερο που έχει αντιμετωπίσει ποτέ η ανθρωπότητα. Δεν περιλαμβάνει μόνο παραγωγή ενέργειας, αλλά και μεταφορά, φωτισμό, θέρμανση, ψύξη, μαγείρεμα και άλλα βασικά συστήματα και υπηρεσίες. Η παγκόσμια υποδομή ορυκτών καυσίμων περιλαμβάνει όχι μόνο πηγάδια πετρελαίου και φυσικού αερίου, ορυχεία άνθρακα, γιγαντιαία δεξαμενόπλοια, αγωγούς και διυλιστήρια, αλλά και εκατομμύρια αυτοκίνητα, βενζινάδικα, φορτηγά δεξαμενών, αποθήκες, ηλεκτρικούς σταθμούς, τρένα άνθρακα, συστήματα θέρμανσης, σόμπες και φούρνοι.


εσωτερικά εγγραφείτε γραφικό


Η συνολική αξία όλης αυτής της υποδομής είναι της τάξης των 10 τρισεκατομμυρίων δολαρίων ΗΠΑ, ή σχεδόν τα δύο τρίτα του ακαθάριστου εγχώριου προϊόντος των ΗΠΑ. Τίποτα τόσο τεράστιο και ακριβό δεν θα αντικατασταθεί σε ένα χρόνο, ή ακόμα και σε λίγα χρόνια. Θα χρειαστούν δεκαετίες.

Ωστόσο, υπάρχουν καλά νέα, στο είδος τους, στο γεγονός ότι όλες οι υποδομές εξαντλούνται. ΕΝΑ 2010 μελέτη ρωτήθηκε: τι θα γινόταν εάν η τρέχουσα ενεργειακή υποδομή απλώς επιτρεπόταν να ζήσει τη ωφέλιμη ζωή της, χωρίς να αντικατασταθεί;

Η εκπληκτική απάντηση: αν κάθε φθαρμένο εργοστάσιο ηλεκτροπαραγωγής με κάρβουνο ανταλλασσόταν με ηλιακό, αιολικό ή υδροηλεκτρικό, και κάθε νεκρό αέριο με ηλεκτρικό αέριο αντικαταστάθηκε με ηλεκτρικό, και ούτω καθεξής, θα μπορούσαμε να μείνουμε πλανητικά όρια.

Σύμφωνα με τη μελέτη, η χρήση της υπάρχουσας υποδομής μέχρι να καταρρεύσει δεν θα μας ξεπέρασε την υπερθέρμανση του πλανήτη κατά 2 βαθμούς Κελσίου που πολλοί επιστήμονες θεωρούν ως το ανώτατο όριο της αποδεκτής κλιματικής αλλαγής.

Το πρόβλημα, φυσικά, είναι ότι δεν το κάνουμε ακόμα. Αντ 'αυτού, αντικαθιστούμε τα φθαρμένα συστήματα με περισσότερα από τα ίδια, ενώ τρυπώνουμε, εξορύσσουμε και κατασκευάζουμε ακόμη περισσότερα. Αυτό όμως μπορεί να αλλάξει.

Απογείωση προς κατασκευή: Χρονολόγιο 30-100 ετών

Ιστορικοί της resources όπως εγώ παρατηρώ ένα τυπικό μοτίβο. Μια πιο αργή φάση καινοτομίας ακολουθείται από μια φάση «απογείωσης», κατά την οποία νέα τεχνικά συστήματα κατασκευάζονται και υιοθετούνται γρήγορα σε ολόκληρη την περιοχή, έως ότου η υποδομή σταθεροποιηθεί κατά την «ανάπτυξη».

Αυτό το χρονικό μοτίβο είναι εκπληκτικά παρόμοιο σε όλα τα είδη υποδομής. Στις Ηνωμένες Πολιτείες, η φάση απογείωσης των καναλιών, των σιδηροδρόμων, του τηλεγράφου, των αγωγών πετρελαίου και των πλακόστρωτων δρόμων διήρκεσε 30-100 χρόνια. Οι φάσεις απογείωσης του ραδιοφώνου, του τηλεφώνου, της τηλεόρασης και του διαδικτύου η καθεμία διήρκεσε 30-50 χρόνια.

Η ιστορία των υποδομών υποδηλώνει ότι η «απογείωση» στην παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές έχει ήδη ξεκινήσει και θα κινηθεί πολύ γρήγορα τώρα, ειδικά όταν και όπου οι κυβερνήσεις υποστηρίζουν αυτόν τον στόχο.

Οι εγκαταστάσεις ηλιακής και αιολικής ενέργειας αναδύονται σήμερα ταχύτερα από οποιαδήποτε άλλη πηγή ηλεκτρικής ενέργειας, αυξάνοντας με παγκόσμιους ετήσιους ρυθμούς 50% και 18% αντίστοιχα από το 2009-2014. Αυτές οι πηγές μπορούν να ανατρέψουν τις υπάρχουσες υποδομές, αντλώντας ηλεκτρική ενέργεια σε δίκτυα ηλεκτρικής ενέργειας (αν και η διαλείπουσα παραγωγή ενέργειας απαιτεί από τους διαχειριστές να προσαρμόσουν τεχνικές εξισορρόπησης φορτίου). Αλλά ο άνεμος και ο ήλιος μπορούν επίσης να παρέχουν ενέργεια «εκτός δικτύου» σε μεμονωμένα σπίτια, αγροκτήματα και απομακρυσμένες τοποθεσίες, δίνοντας σε αυτές τις πηγές μια μοναδική ευελιξία.

 

Ορισμένες χώρες, κυρίως η Γερμανία και η Κίνα, έχουν αναλάβει μεγάλες δεσμεύσεις για τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας.

Η Γερμανία τώρα παίρνει πάνω από το 25% της ηλεκτρικής του ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, συμβάλλοντας στη μείωση της συνολικής παραγωγής άνθρακα κατά πάνω από 25% σε σχέση με το 1990. Η Κίνα παράγει ήδη περισσότερη ηλιακή ενέργεια από οποιαδήποτε άλλη χώρα, με εγκατεστημένη βάση άνω των 30 gigawatt και σχεδιάζει να φτάσει 43 gigawatt μέχρι το τέλος του τρέχοντος έτους. Στην Αυστραλία μεταξύ 2010 και 2015, η ηλιακή φωτοβολταϊκή ικανότητα αυξήθηκε από 130 megawatt έως 4.7 gigawatt - ετήσιο ρυθμό ανάπτυξης 96%.

Σε συνδυασμό με συμπληρωματικές τεχνολογίες όπως ηλεκτρικά αυτοκίνητα, αποδοτικό φωτισμό LED και γεωθερμική θέρμανση και ψύξη, αυτή η μετάβαση θα μπορούσε να μας οδηγήσει πιο κοντά στην ουδετερότητα του άνθρακα.

Θα μπορούσε να επιταχυνθεί το χρονοδιάγραμμα 30-100 ετών για την ανάπτυξη υποδομών; Ορισμένοι δείκτες υποδηλώνουν ότι η απάντηση μπορεί να είναι "ναι".

Πρώτον, στην περίπτωση της ηλεκτρικής ενέργειας, μόνο οι πηγές ενέργειας χρειάζονται αντικατάσταση. τα δίκτυα ισχύος - οι πόλοι, τα καλώδια και άλλα εργαλεία που μεταφέρουν ηλεκτρική ενέργεια - πρέπει να διαχειρίζονται διαφορετικά, αλλά όχι να ανακατασκευάζονται από την αρχή. Δεύτερον, οι λιγότερο ανεπτυγμένες χώρες μπορούν να επωφεληθούν από τις ανανεώσιμες τεχνολογίες για να «πηδήξουν» σχεδόν εξ ολοκλήρου σε παλαιότερες υποδομές.

Παρόμοια πράγματα έχουν συμβεί στο πρόσφατο παρελθόν. Από το 2000, για παράδειγμα, τα δίκτυα κινητής τηλεφωνίας έφτασαν στο μεγαλύτερο μέρος του αναπτυσσόμενου κόσμου - και ταυτόχρονα απέφυγαν την αργή, δαπανηρή τοποθέτηση ευάλωτων σταθερών τηλεφώνων, τα οποία πολλά τέτοια μέρη δεν θα κατασκευάσουν ποτέ έξω από μεγάλες πόλεις.

Ο παραλληλισμός στην ενέργεια είναι η τροφοδοσία κτιρίων, αγροκτημάτων, ανεπίσημων οικισμών και άλλων σημείων ανάγκης με φορητούς ηλιακούς συλλέκτες και μικρούς ανεμόμυλους, οι οποίοι μπορούν να εγκατασταθούν σχεδόν οπουδήποτε χωρίς να χρειάζονται γραμμές ηλεκτροπαραγωγής μεγάλων αποστάσεων. Αυτό, επίσης, συμβαίνει ήδη σε όλο τον αναπτυσσόμενο κόσμο.

Ωστόσο, στον ανεπτυγμένο κόσμο, η μετάβαση στις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας θα διαρκέσει πολύ περισσότερο.

Στις περιοχές αυτές, όχι μόνο ο εξοπλισμός, αλλά και η εξειδίκευση, η εκπαίδευση, η χρηματοδότηση, το δίκαιο, ο τρόπος ζωής και άλλα κοινωνικοπολιτιστικά συστήματα υποστηρίζουν και βασίζονται σε ενεργειακές υποδομές που βασίζονται σε ορυκτά καύσιμα. Αυτά, επίσης, πρέπει να προσαρμοστούν στην αλλαγή.

Μερικές - ειδικά οι τεράστιες βιομηχανίες άνθρακα, πετρελαίου και φυσικού αερίου - χάνουν πολλά σε μια τέτοια μετάβαση. Αυτές οι ιστορικές δεσμεύσεις προκαλούν αποφασιστική πολιτική αντίσταση, όπως βλέπουμε στις Ηνωμένες Πολιτείες σήμερα.

Σκληρά προβλήματα, συμπεριλαμβανομένου του ανταγωνισμού από ορυκτά καύσιμα

Η ενεργειακή υποδομή, φυσικά, δεν είναι η μόνη πρόκληση. Πράγματι, η απαλλαγή από άνθρακα είναι γεμάτη τεράστιες τεχνικές δυσκολίες.

Η μόνωση παλαιότερων κτιρίων, η βελτίωση της οικονομίας καυσίμου και η εγκατάσταση πιο αποδοτικών ηλεκτρικών εργαλείων είναι μακράν τους πιο οικονομικούς τρόπους για τη μείωση των αποτυπωμάτων άνθρακα, αλλά αυτά αποτυγχάνουν να ενθουσιάσουν τους ανθρώπους και δεν μπορούν εύκολα να καμαρωθούν.

Επί του παρόντος και στο άμεσο μέλλον, καμία πηγή ενέργειας δεν μπορεί να είναι πραγματικά «μηδενικός άνθρακας», καθώς συσκευές που λειτουργούν με ορυκτά καύσιμα χρησιμοποιούνται για την εξόρυξη πρώτων υλών και τη μεταφορά τελικών προϊόντων, συμπεριλαμβανομένων συστημάτων ανανεώσιμης ενέργειας, όπως ηλιακούς συλλέκτες ή ανεμογεννήτριες.

Ο ηλεκτρισμός είναι μια υπέροχα ευέλικτη μορφή ενέργειας, αλλά η αποθήκευσή του παραμένει ένα αίνιγμα. σημερινή καλύτερες τεχνολογίες μπαταριών απαιτούν λίθιο, ένα σχετικά σπάνιο στοιχείο. Και παρά την εντατική έρευνα, οι μπαταρίες παραμένουν ακριβές, βαριές και αργές στην επαναφόρτιση.

Οι σπάνιες γαίες - εξαιρετικά σπάνια στοιχεία που βρέθηκαν σε λίγα μόνο μέρη - είναι επί του παρόντος κρίσιμες για τις ανεμογεννήτριες και άλλες τεχνολογίες ανανεώσιμων πηγών, δημιουργώντας νόμιμες ανησυχίες για μελλοντικές προμήθειες.

Τέλος, σε πολλές περιπτώσεις, η καύση πετρελαίου, άνθρακα και φυσικού αερίου θα παραμείνει το ευκολότερο και λιγότερο δαπανηρό μέσο παροχής ενέργειας.

Για παράδειγμα, οι κύριοι τρόποι μεταφοράς όπως η διηπειρωτική ναυτιλία, τα αεροπορικά ταξίδια και η μεταφορά μεγάλων αποστάσεων παραμένουν πολύ δύσκολο να μετατραπούν σε ανανεώσιμες πηγές ενέργειας. Τα βιοκαύσιμα προσφέρουν μια δυνατότητα μείωσης του αποτυπώματος άνθρακα σε αυτά τα συστήματα μεταφοράς, αλλά πολλά φυτά που καλλιεργούνται ως πρώτες ύλες βιοκαυσίμων ανταγωνίζονται τις καλλιέργειες τροφίμων και/ή τις άγριες εκτάσεις.

Ωστόσο, ο τελικός στόχος της παροχής όλων των ενεργειακών αναγκών του κόσμου από ανανεώσιμες πηγές φαίνεται να είναι εφικτός κατ 'αρχήν. ΕΝΑ μεγάλη πρόσφατη μελέτη διαπιστώθηκε ότι αυτές οι ανάγκες θα μπορούσαν να καλυφθούν άμεσα μόνο με αιολική, νερό και ηλιακή ενέργεια, σε τιμές καταναλωτή όχι υψηλότερες από τα τρέχοντα ενεργειακά συστήματα.

Οι υποδομές ως κοινωνικές δεσμεύσεις

Πού μας αφήνουν όλα αυτά εν όψει Παρισιού;

Η επιταχυνόμενη απαλλαγή άνθρακα δεν μπορεί να επιτευχθεί μόνο με τεχνική καινοτομία, επειδή οι υποδομές δεν είναι μόνο τεχνολογικά συστήματα. Αντιπροσωπεύουν σύνθετους ιστούς αλληλοενισχυόμενων οικονομικών, κοινωνικών και πολιτικών δεσμεύσεων, ο καθένας με μακρά ιστορία και εδραιωμένους υπερασπιστές. Για το λόγο αυτό, μια σημαντική αλλαγή θα απαιτήσει ουσιαστικές πολιτιστικές μετατοπίσεις και πολιτικό αγώνα.

Από την πολιτιστική πλευρά, ένα σύνθημα που θα μπορούσε να εμπνεύσει επιταχυνόμενη αλλαγή μπορεί να είναι "ενεργειακή δημοκρατία»: Η αντίληψη ότι οι άνθρωποι μπορούν και πρέπει να παράγουν τη δική τους ενέργεια, σε μικρές κλίμακες, στο σπίτι και αλλού επίσης.

Οι νέες τεχνικές κατασκευής και το χαμηλό κόστος των ηλιακών συλλεκτών έχουν φέρει τα σπίτια «χωρίς μηδέν» (τα οποία παράγουν τόση ενέργεια όσο καταναλώνουν οι κάτοικοί τους) εντός της οικονομικής εμβέλειας των απλών ανθρώπων. Αυτά είναι ένα συστατικό των φιλόδοξων Γερμανών ενεργειακή επανάστασηή της χώρας ενεργειακή μετάβαση μακριά από ορυκτά καύσιμα.

Στην ιστορία των υποδομών, η φάση απογείωσης επιταχύνεται συχνά όταν οι νέες τεχνολογίες μετακινούνται από μεγάλες εταιρικές και κυβερνητικές ρυθμίσεις για υιοθέτηση από ιδιώτες και μικρότερες επιχειρήσεις. Η ηλεκτρική ενέργεια στις αρχές του 20ού αιώνα και η χρήση διαδικτύου στη δεκαετία του 1990 είναι ενδεικτικά.

Στο Κουίνσλαντ της Αυστραλίας, πάνω από το 20% των σπιτιών παράγουν πλέον τη δική τους ηλεκτρική ενέργεια. Αυτό το παράδειγμα υποδηλώνει την πιθανότητα να έχει επιτευχθεί ήδη σε ορισμένα σημεία ένα «σημείο ανατροπής» προς έναν νέο κοινωνικό κανόνα ηλιακής στέγης. Στην πραγματικότητα, α πρόσφατη μελέτη διαπιστώθηκε ότι ο καλύτερος δείκτης για το αν ένας συγκεκριμένος ιδιοκτήτης σπιτιού προσθέτει ηλιακούς συλλέκτες σε ένα σπίτι είναι αν ένας γείτονας τα είχε ήδη.

Κομμάτια ενός παζλ

Πολλές διαφορετικές προσεγγίσεις πολιτικής θα μπορούσαν να βοηθήσουν, τόσο στη μείωση της κατανάλωσης όσο και στην αύξηση του μεριδίου των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας στο ενεργειακό μείγμα.

Οι κτιριακοί κώδικες θα μπορούσαν σταδιακά να προσαρμοστούν ώστε να απαιτούν από κάθε ταράτσα να παράγει ενέργεια και/ή να ανεβαίνει μέχρι Πρότυπα LEED για «πράσινα κτίρια». Σταδιακά αυξανόμενος φόρος άνθρακα ή σύστημα ανώτατου ορίου και εμπορίου (ήδη υπάρχει σε ορισμένα έθνη) θα προωθήσει την καινοτομία μειώνοντας παράλληλα την κατανάλωση ορυκτών καυσίμων και προωθώντας τη χρήση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας.

Στις Ηνωμένες Πολιτείες, τουλάχιστον, εξαλείφοντας τα πολλά επιδοτήσεις που σήμερα ρέουν προς ορυκτά καύσιμα μπορεί να αποδειχθεί πολιτικά ευκολότερη από τη φορολόγηση του άνθρακα, αλλά στέλνει παρόμοιο μήνυμα τιμής.

Η κυβέρνηση του Ομπάμα Σχέδιο Καθαρής Ισχύος Η μείωση της παραγωγής άνθρακα από τους σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής με άνθρακα αντιπροσωπεύει το σωστό είδος πολιτικής αλλαγής. Ξεκινά σταδιακά για να δώσει στις εταιρείες κοινής ωφελείας χρόνο να προσαρμόσουν και να αρχίσουν να αναπτύσσονται τα συστήματα δέσμευσης και αποθήκευσης άνθρακα που βρίσκονται ακόμη σε εξέλιξη. Η EPA εκτιμά ότι το σχέδιο θα αποφέρει 20 δισεκατομμύρια δολάρια σε οφέλη για την κλιματική αλλαγή, καθώς και οφέλη για την υγεία από 14 έως 34 δισεκατομμύρια δολάρια, ενώ κοστίζει πολύ λιγότερο.

Επειδή τα αέρια του θερμοκηπίου προέρχονται από πολλές πηγές, συμπεριλαμβανομένης της γεωργίας, της κτηνοτροφίας, των ψυκτικών μέσων και της αποψίλωσης των δασών (για να αναφέρουμε μόνο μερικά), υπάρχουν πολλά περισσότερα για την απορρύθμιση του άνθρακα της παγκόσμιας οικονομίας από τη μετατροπή σε ανανεώσιμες πηγές ενέργειας.

Αυτό το άρθρο έχει αντιμετωπίσει μόνο ένα κομμάτι από αυτό το πολύ μεγάλο παζλ, αλλά μια προοπτική υποδομής μπορεί να μας βοηθήσει να σκεφτούμε και αυτά τα προβλήματα.

Η ιστορία των υποδομών μας λέει ότι η απομάκρυνση του άνθρακα δεν θα γίνει τόσο γρήγορα όσο θα θέλαμε. Αλλά δείχνει επίσης ότι υπάρχουν τρόποι επιτάχυνσης της αλλαγής και ότι υπάρχουν στιγμές ανατροπής όταν πολλά μπορούν να συμβούν πολύ γρήγορα.

Μπορεί να είμαστε στα πρόθυρα μιας τέτοιας στιγμής. Καθώς αναπτύσσονται οι διαπραγματεύσεις του Παρισιού για το κλίμα, αναζητήστε έμπνευση στις πολλές εθνικές δεσμεύσεις για να προωθήσετε αυτήν τη διαδικασία.

Σχετικά με το ΣυγγραφέαςΗ Συνομιλία

Έντουαρντς ΠολPaul N Edwards, Καθηγητής Πληροφοριών και Ιστορίας, Πανεπιστήμιο του Μίσιγκαν. Γράφει και διδάσκει για υποδομές γνώσης και πληροφόρησης. Ο Έντουαρντς είναι ο συγγραφέας των A Vast Machine: Computer Models, Climate Data, and the Politics of Global Warming (MIT Press, 2010) και The Closed World: Computers and the Politics of Discourse in Cold War America (MIT Press, 1996), και συν-συντάκτης του Changing the Atmosphere: Expert Knowledge and Environmental Governance (MIT Press, 2001), καθώς και πολυάριθμα άρθρα.

Αυτό το άρθρο δημοσιεύθηκε αρχικά στις Η Συνομιλία. Διαβάστε το αρχικό άρθρο.


Σχετικό βιβλίο:

at InnerSelf Market και Amazon