Aлтернативите на изкопаемите горива през следващия четвърт век

В момента светът изпраща в атмосферата около 35 милиарда тона въглероден диоксид всяка година, а ние сме около седем милиарда. Емисиите на глава от населението са средно пет тона въглероден диоксид годишно.

Климатичните промени се дължат преди всичко на въглеродния диоксид, който се получава, когато изгаряме изкопаеми горива. Поради тяхната висока енергийна плътност е икономично преместването им на глобални разстояния с железопътен транспорт, кораби и тръбопроводи. Разходите са скромни, защото най-добрите геоложки източници са силно концентрирани: дебели пластове въглища и обширни резервоари с нефт и природен газ. Изкопаемите горива са в изобилие и биха могли да отговорят на световните енергийни нужди за хилядолетия още.

Въглеродният диоксид, създаден при изгаряне на изкопаеми горива, рутинно се изпраща в атмосферата, която се затопля и се образува парниковият ефект. Неприятните климатични въздействия от мащабното използване на изкопаеми горива се влошава.

Климатичните промени се дължат преди всичко на използването на изкопаеми горива, затова нашата колективна задача в областта на енергетиката е да заменим използването на изкопаеми горива навсякъде.

Ако в момента един милиард от нас са с „високи емисии“ и всеки отделя 10 тона емисии на въглероден диоксид годишно, т.е. приблизително процентът на емисии на глава от населението в Европейския съюз и два пъти повече от средния за света. В клуба на високите емитери влизат и почти всички американци (годишните емисии на човек са 15 тона въглероден диоксид). Но членове на този клуб може да открием по целия свят, а новобранците в клуба днес идват главно от Азия. Останалите 85 процента, които не са с високи емисии? В клуба на „ниските емисии“, които отделят 2 тона емисии въглероден диоксид годишно на човек от населението са например в Бразилия. Повечето от тях живеят в села в Южна Азия и Африка. Клубът на средните емитери, отделящи между 2 и 10 тона годишно, е една трета от критичните хора, отговорни за една трета от емисиите. Затова попадащите в тази група, развиващите се страни са в най-крехка ситуация, но и изключително отговорна, защото могат да направят един сравнително плавен преход към по-високо технологично и същевременно зелено развитие.

Енергийните разходи са по-голяма част от разходите на бедните хора, всяка политика, която просто налага фиксиран данък върху въглеродните емисии, например, ще бъде регресивна.

Смяната ще се случи с микс от алтернативни източници

Всяка надеждна алтернатива за изгаряне на изкопаеми горива трябва не само да осигурява енергия по съвсем различни начини, но и да намалява търсенето на изкопаемите горива.  Следващите години ще бъде резултат от инвестиции в индустриализиращи се страни, до голяма степен в техните бързо растящи градове, интелигентен градски дизайн, ефективни превозни средства и уреди. Общото правило е, че ефективността се постига много по-лесно по време на първоначалното изграждане на инфраструктура отколкото чрез модернизиране по-късно.  Следващият четвърт век е мимолетен интервал, през който ще има изобилие от възможности за намаляване на бъдещите емисии. Тази трансформация ще бъде възможност за развиващите се страни, от която трябва да се възползват.

Ако има основен ремонт на енергийните доставки, изглежда почти сигурно, че ще има сравнително значителни промени в технологиите и поведението, които определят търсенето на енергия. Алтернативите са възобновяема енергия (предимно слънчева енергия, вятърна енергия, хидроенергия и енергия от биологични суровини), ядрена енергия; природен газ с улавяне на въглерод, слънчево геоинженерство дори. Те по никакъв начин не се взаимно изключват, носейки свои собствени рискове за изменението на климата, ако се направят невнимателно. Добре изпълнените решения са като забиване на игла, да трябва да се постави на точното място.

Възобновяема енергия (слънчева енергия, вятърна енергия, хидроенергия и енергия от биологични суровини)

Съвсем възможно е 32-мегаватова слънчева фотоволтаична електроцентрала да генерира достатъчно възобновяема енергия за захранване на приблизително 4500 жилища, такъв пример може да дадем и с Лонг Айлънд, САЩ. България може да използва от предимствата, които има за всеки вид възобновяема енергия. Много слънчеви дни, вятър в изобилие, богата на хидроресурси, възможни за използване на биологични суровини. Захранване с подходящи ВЕИ на цели квартали, което изглежда в момента твърде далечно. Но трябва да се създадат много предпоставки за това и първата от тях е твърдата убеденост в нуждата от промяна на всички нива. Но миксът трябва да се направи на базата на внимателно направени проучвания.

Най-забележителното развитие през последния четвърт век, свързано с решенията за изменението на климата, беше значително повишената конкурентоспособност на слънчевата и вятърната енергия. Цената на слънчевия панел спада с около 20 процента за всяко удвояване на кумулативното производство на панели- за 20 удвоявания. Като се има предвид , че вятърната и слънчевата електроенергия не са на наше разположение, докато много алтернативи са. През следващите години адаптирането към променливостта на вятърната и слънчевата енергия ще бъде от основно значение за програмата за смекчаване на изменението на климата.

Но у нас е много важно да се оценят възможностите на горската биомаса, защото може да се достигне до увеливане на изсиането на горите, което може да бъде също толкова пагубно, защото нетното намяляване на вълероден диоксид не отчита ролята на горите за намаляване на климатичните промени и поглъщането на въглеродния диоксид.

Ядрена енергия

Преди половин век ядрената енергия беше бъдещето за електричеството. Един след друг ядрен ренесанс се оказват мираж и много енергийни експерти са убедени, че низходящото плъзгане през следващите 25 години е неизбежно.

Настоящата висока цена на новата ядрена енергия поне отчасти показва загуба на инерция в САЩ, Франция и Япония, трите страни, които са водили първия кръг от изграждането на атомни електроцентрали. Нисковъглеродните програма ще предизвикат големи обеми на строителство и спадащи разходи за големи реактори, които след това ще се предлагат на пазара по целия свят, най-вече от Китай, Южна Корея и Русия.

Ако има голямо разширяване на ядрената енергетика в световен мащаб, до каква степен ще нараства и способността за производство на ядрени оръжия? Накратко, ядрената енергетика свързва изменението на климата с ядрената война.

Четири недостатъка днес възпрепятстват напредъка:

- Глобалната ядрена енергетика не желае да признае важността на връзката между ядрената енергетика и ядрените оръжия: „Джинът е излязъл от бутилката“.

- Общността за изменението на климата изхвърля „ядрените“ от всички дискурси, така че, например, заинтересованият гражданин се нуждае от речник, за да разбере, че „възобновяемата енергия“ изключва ядрената енергия, но „нисковъглеродната енергия“ не го прави.

- Настоящите държави с ядрено оръжие инвестират сериозно в „модернизация“ и „обновяване“, а също и чрез изграждане на ракети, които могат да носят както ядрени, така и конвенционални бойни глави.

- По-младите поколения са чували толкова малко за ядрените оръжия, не направо оценят, че няма защо да се тревожат за тях.

Преоформена икономия на изкопаеми горива

Това са петролната и газовата индустрия, които имат богат опит с инжектирането на течности в геоложки формации дълбоко под земята и с движещи се течности над земята чрез тръбопроводи и кораби. Енергийната система с ниско съдържание на въглерод е много вероятно да включва тези задачи. Освен това петролната и газовата промишленост са съсредоточени в определени региони, където нейната политическа мощ и популярност са страхотни; по-широка коалиция се създава, когато тези региони са ангажирани.

В момента много петролни и газови компании казват, че не искат да бъдат част от проблема, а част от решението. Дали е твърде късно? За да бъдат успешни такива промени, ще трябва да има поне мълчалива подкрепа от световните зелени организации, които все още изпитват недоверие към индустриите за изкопаеми горива и помнят кампаниите за дезинформация за връзката между въглеродния диоксид и изменението на климата от сектора.

Вятърната и слънчева индустрия са много тясно свързани с газововата. Те ще продължат да растат по-бързо, ако природният газ продължи да играе поддържаща роля. Отделяният въглероден диоксид от изгарянето на природен газ може да се улавя и да се инжектира в седиментни образувания дълбоко под земята. Може да се филтрира въглеродният диоксид от въздуха и да се инжектира този въглероден диоксид също в геоложки формации, компенсирайки емисиите, базирани на изкопаеми горива.

Проблемът е обае, че при отсъстваща политика, която да санкционира емисиите на въглероден диоксид, атмосферата винаги ще спечели като опция за изхвърляне на въглеродния диоксид.

В резултат, каквато и да е комбинацията от трите нисковъглеродни стратегии за доставка, страните ще разширят своите електропреносни мрежи. Но това ще наподобява подмяната на парче пътна система с национална магистрална система.

Слънчево геоинженерство

Може да се окаже, че смяната на настоящата енергийна система за изкопаеми горива върви доста бавно през следващите 25 години, поради трайната привлекателност на настоящата система за потребителите и многото начини, по които промяната може да бъде осуетена. Концентрацията на въглероден диоксид на планетата ще се доближи до 500 части на милион, спрямо 415 днес, вместо да пълзи бавно нагоре до около 450. През същия период от време Земята може да ни сигнализира, че усилва ефектите от нашата оранжерия от газовите емисии много повече, отколкото се надявахме, предизвиквайки значително по-лоши топлинни вълни и по-бързо отстъпление на ледената покривка, отколкото прогнозират централните оценки на днешните модели.

При такива обстоятелства може да очакваме привлекателността на слънчевото геоинженерство да расте. Целта на слънчевото геоинженерство, наричано още управление на слънчевата радиация, е да се отмени глобалното затопляне, донесено от парникови газове, чрез умишлено отразяване на по-голяма част от падащата слънчева светлина, охлаждащ ефект. Една схема би инжектирала отразяващи частици в стратосферата. Най-големите вулканични изригвания предизвикват глобално охлаждане по този начин, но само за година-две. Идеята тук е да имитира вечен вулкан.

Да си припомним лозунга:  „Не трябва да се отнасяме към Земята така, сякаш имаме резервна“

Много хора намират слънчевото геоинженерство за нелепо. Припомням си екологичен лозунг от преди десетилетия: „Не трябва да се отнасяме към Земята така, сякаш имаме резервна.“ Критиците на всяко предложение за манипулиране на планетата ще изискват от нейните защитници да покажат, че Земята ще се възстанови незабавно, ако нещо се обърка. Все още не разбираме нашата планета достатъчно добре, за да осигурим такава сигурност, с изключение на минимални манипулации. Дори минимални експерименти обаче се оказват трудни за провеждане, тъй като неизбежно ще изпратят човечеството по хлъзгав склон.