Kenderaan Elektrik Ada Di Sini Dan Jet Elektrik Akan Datang. Patutkah Kita Takut Elektrifikasi Ekonomi?

Kenderaan elektrik adalah laluan penting kepada neutraliti karbon. Tetapi jet elektrik akan tiba tidak lama lagi - satu manifestasi perubahan iklim dan usaha masyarakat untuk mencari cara baharu untuk memacu sektor pengangkutannya dan menjana tenaga yang lebih bersih.

Katakan komuniti global adalah untuk mengelakkan kerosakan iklim. Ini bermakna menggunakan lebih sedikit minyak dan arang batu serta lebih banyak tenaga angin dan suria — elektrifikasi ekonomi global. Tetapi bahan api fosil kini membekalkan 80% tenaga dunia dan akan terus memainkan peranan dalam memastikan peralihan yang teratur dan boleh dipercayai. Tetapi kita mempunyai lebih banyak ketakutan daripada perubahan iklim berbanding dengan elektrifikasi.

"Saya fikir ini akan menakutkan orang ramai, dan ia akan mengejutkan orang ramai betapa pantasnya (peralihan tenaga) ini akan datang tetapi kita perlu meneruskannya," kata Jigar Shah, pengarah pejabat program pinjaman di Jabatan Tenaga AS. “Amerika mesti boleh melakukan perkara besar lagi. Tetapi ia sukar. Semuanya susah. Kami mempunyai orang dan teknologi yang betul. Tetapi bagaimana kita menjadi besar? Bagaimanakah kita bergerak dengan lebih yakin, dan bagaimana kita mengeksport penyelesaian ini ke seluruh dunia?”

Komen Shah datang semasa siaran web yang dihoskan oleh Persatuan Tenaga Amerika Syarikat di mana wartawan ini bertanyakan soalan. Tugas pejabatnya adalah untuk menilai teknologi yang menjanjikan dan menyediakan dana awal yang mereka perlukan: “Sektor swasta adalah orang yang menjalankan perkara ini, dan kami membolehkannya. Jadi, jika kita mencapai lift-off, kita telah berjaya. Jika kita tidak melakukannya, maka kita tidak melakukannya.”

Pejabat pinjaman Jabatan Tenaga bermula dengan $40 bilion, dan Akta Pengurangan Inflasi menambah $100 bilion. Kira-kira separuh daripada wang itu akan disasarkan kepada tenaga boleh diperbaharui dan kenderaan berbahan api alternatif, manakala separuh lagi akan digunakan untuk projek penangkapan karbon dan reka bentuk nuklear termaju.

Pinjaman paling terkenal Jabatan Tenaga datang pada tahun 2010 kepada syarikat baru yang dipanggil Tesla Motors dengan harga $465 juta. Tetapi Tesla membayarnya sedekad lebih awal daripada jadual. Perusahaan itu kini menggaji beribu-ribu pekerja. BloombergNEF mengatakan bahawa 28% daripada semua kereta baharu akan menjadi EV menjelang 2030, dan mereka akan menjadi 58% menjelang 2040.

Yang penting, jaminan pinjaman bukan subsidi. Ia mengeluarkan projek dan membantu menarik Wall Street untuk melabur. Jabatan Tenaga sebelum ini telah menganugerahkan $30 bilion kepada 42 tawaran tenaga alternatif, yang mengembalikan prinsipal ditambah $500 juta dalam pembayaran faedah kepada pembayar cukai.

"Isi rumah menjadi elektrik bukan kerana peraturan tetapi kerana ia lebih baik," kata Shah. “Ia menurunkan bil” semasa harga tenaga tinggi.

“Kami mahukan pertandingan itu. Tetapi lapan kilang penapisan minyak dijangka ditutup dalam tempoh dua tahun akan datang. Kenderaan elektrik sedang melegakan (pengeluar minyak) daripada tekanan penggerudian ke beberapa tempat yang paling sukar untuk mencari minyak. Anda mempunyai kadar penurunan setiap tahun. Jadi saya tidak fikir anda melihat terlalu banyak tolak daripada sektor minyak dan gas seperti yang anda fikirkan.”

Langit adalah hadnya

Pengangkutan elektrik mengubah kenderaan permukaan. Pada tahun 2020, terdapat 48 model, dan menjelang 2024, akan ada 134 model. Perjalanan udara adalah pasaran yang berpotensi — dibantu, sebahagiannya, oleh syarikat kereta. Shah berkata bahawa pembuat pesawat telah mengemukakan empat permohonan untuk mengejar pesawat elektrik, yang akan digunakan seiring dengan bahan api jet untuk membuat penerbangan pendek.

"Kami belum menilai sepenuhnya aplikasi itu, tetapi terdapat banyak minat dalam pesawat elektrik," kata Shah.

Ambil Air Canada, yang menyasarkan menjadi sifar bersih menjelang 2050: Ia telah menempah 30 pesawat hibrid daripada Heart Aerospace — sebuah pesawat yang dipanggil ES-30. Bukan sahaja syarikat penerbangan itu mengambil pegangan $5 bilion tetapi begitu juga dengan MicrosoftMSFT
Pengasas Corp. Bill Gates. Ia adalah sebahagian daripada Breakthrough Energy Ventures, yang melabur dalam menjanjikan teknologi mesra alam. United Airlines juga merupakan pelabur dalam Heart dan akan membeli sehingga 100 pesawat elektrik daripada syarikat itu.

Pesawat itu mempunyai jarak semua elektrik sepanjang 124 batu - dua kali ganda jika digabungkan dengan bahan api jet. Ia terbang pada ketinggian 20,000 kaki. Pesawat itu akan terbang ke dan dari lapangan terbang serantau dan memuatkan 30 penumpang. Empat motor elektrik menggerakkan pesawat, menggunakan bateri litium-ion dan dua penjana turbo yang boleh berjalan pada bahan api penerbangan yang mampan. Ia mempunyai masa pengecasan 30 hingga 50 minit. Awal tahun ini, Heart menyelesaikan penerbangan ujian.

“Penerbangan komersial menyumbang kira-kira 2%-3% daripada semua pelepasan karbon global. Air Canada memantau pelepasan GHGnya dengan teliti dan komited untuk mengurangkan kesan alam sekitarnya,” kata syarikat itu. “Memandangkan kira-kira 99% daripada pelepasan karbon dioksida syarikat penerbangan dijana daripada pembakaran enjin pesawat, terdapat korelasi positif yang kuat antara memenuhi sasaran alam sekitar kami dan mengurangkan pembakaran bahan api, pelepasan GHG dan kos operasi kami.”

Pelan halatuju ke Sifar Bersih

Elektrifikasi adalah penting untuk pengangkutan. Tetapi ia juga penting untuk penjanaan kuasa, menjejaskan tahap pelepasan dan kos tenaga. Elektrik kini membentuk 20% daripada semua penggunaan tenaga penggunaan akhir di negara ini. Menjelang 2050, bagaimanapun, itu boleh meningkat kepada 60% - jumlah yang boleh mengurangkan kos pengangkutan sekurang-kurangnya 10%, kata Institut Penyelidikan Kuasa Elektrik.

Elektrifikasi memanfaatkan bahan api dan teknologi rendah karbon. Itu termasuk tenaga boleh diperbaharui, yang telah melonjak sebanyak 250,000 megawatt sepanjang dekad yang lalu. Tetapi ia juga akan membawa kepada pengeluaran lebih banyak hidrogen hijau daripada tenaga angin dan suria. Dan ia juga akan menghasilkan lebih banyak penjanaan di tapak dengan storan tenaga termaju dan pelaburan yang lebih penting dalam teknologi tenaga nuklear termaju. Bahan api ini merangkumi separuh daripada kuasa bebas karbon negara ini.

Ia sihat untuk ekonomi juga. Amerika Syarikat telah mengurangkan pelepasan CO2 berkaitan tenaga tahunannya sebanyak kira-kira 1 bilion tan sejak 2005. Itu mewakili pengurangan 14% walaupun ekonomi AS meningkat sebanyak 28%. Dengan kata lain, pengembangan ekonomi tidak perlu disamakan dengan tahap pencemaran yang lebih besar. Tetapi ia masih tidak menghalang keperluan untuk kebolehpercayaan dan keterjangkauan, yang bermaksud memastikan loji gas asli tersedia — walaupun ia hanya beroperasi semasa tempoh puncak.

"Elektrifikasi berlaku dalam pelbagai bentuk, dan kami akan memerlukan lebih banyak tenaga elektrik, tidak kurang semasa kami bergerak ke hadapan," kata Jim Matheson, ketua pegawai eksekutif Persatuan Koperasi Elektrik Luar Bandar Kebangsaan, semasa siaran web. "Ia jelas berlaku dalam sektor pengangkutan."

Walau bagaimanapun, “Kami mengambil berat tentang kebolehpercayaan, dan anda perlu sentiasa mempunyai sumber yang boleh dihantar untuk mengekalkan grid. Ia tidak boleh 100% sumber terputus-putus. Anda mesti mempunyai beberapa bentuk kuasa yang sentiasa ada” seperti nuklear atau gas asli. "Dalam situasi di mana kita memerlukan lebih banyak tenaga elektrik, persoalannya ialah: berapa banyak portfolio boleh datang daripada sumber terputus-putus?"

Utiliti mempunyai potensi untuk menjual lebih banyak kuasa. Tetapi mereka berjalan dalam garis halus. Ambil Barat LautN.W.E.
Tenaga, yang menjual elektrik dan gas asli di Montana dan South Dakota, dan gas asli di Nebraska: ia menunjukkan bahawa pasaran tenaga adalah idiosinkratik dan bahan api sering digunakan mengikut masa hari dan tahun.

Ia menekankan bahawa gas asli bukan sahaja menguatkan angin dan suria apabila cuaca tidak sesuai, tetapi ia juga mengatakan bahawa industri sedang menggunakan teknologi untuk menangkap pelepasan metana, gas rumah hijau yang kuat. Kekecewaan terbesarnya ialah proses kawal selia, yang lambat untuk meluluskan projek infrastruktur.

Melainkan rangkaian penghantaran berkembang, Yayasan Tenaga Angin berkata sekurang-kurangnya 51,000 megawatt tenaga boleh diperbaharui boleh gagal mencapai pasaran. Netraliti karbon kemudiannya menjadi angan-angan.

"Seperti setiap peralihan, ia berantakan, dan ia rumit," kata Robert Rowe, ketua pegawai eksekutif Northwestern Energy, semasa simposium itu. "Ia mengambil masa lebih lama daripada yang anda fikirkan, tetapi anda mungkin telah mencapai lebih banyak apabila anda melihat ke belakang. Sebahagian besar dunia tertumpu pada sifar bersih menjelang 2050. Tetapi kita juga mesti menyasarkan kebolehpercayaan dan keterjangkauan sebagai keperluan, dan kita tidak boleh melakukan apa-apa untuk menjejaskannya."

Jika matlamatnya adalah neutraliti karbon, maka penyelesaiannya ialah elektrifikasi ekonomi. The beralih kepada kenderaan elektrik dan pesawat yang berpotensi elektrik untuk penerbangan yang lebih pendek menyerlahkan momentum. Terutamanya, peralihan tenaga juga termasuk penjanaan elektrik, yang memerlukan penyimpanan gas asli dan bateri untuk memastikan lampu kekal menyala. Dengan itu, pelan hala tuju kepada sifar bersih adalah jelas — pelaburan dan inovasi bercas besar dalam teknologi yang menjanjikan.