енергийна
Глобални енергийни загуби при производството на електроенергия (twh, yr 2000)

И преди съм писал за това как ефективността не е враг на устойчивостта и ползите от изцяло електрическото. В част I споменах няколко начина да намалим енергийната си диета от 230 kwh/човек/ден на 100 kwh/човек/ден. Също така посочих, че 56 kwh/човек/ден от нашето потребление на енергия се губи като отпадъчна топлина при топлинно производство на електроенергия. (Една от причините Дания да е толкова енергийно ефективна е, че те използват когенерация и централни енергийни системи, за да превърнат тази отпадъчна топлина в топлина за домове и търговски сгради.)

Това означава, че просто преобразуването на нашето електрическо производство в слънчева, вятърна и водна, които нямат топлинни загуби, ще ни даде голям скок в намаляването на потреблението на енергия. Слънчевата енергия и вятърът също не са 100% ефективни при превръщането на потенциалната енергия в електричество, но слънцето грее и вятърът духа, независимо дали го превръщаме в киловатчас или не, така че няма отпадъци. Докато въглищата, природният газ, петролът и уранът, които се превръщат в неизползвана топлина, са изчезнали завинаги, да не говорим за всички замърсяващи странични продукти.

По-привлекателна от вятърна турбина?

Тези загуби на топлинна енергия при производството на електроенергия са част от причината, поради която Уайоминг и Монтана са такива енергийни измамници. И двете държави изгарят въглища, за да произвеждат електричество, много повече, отколкото консумира тяхната държава. След това те изнасят тази електроенергия за други държави. Въпреки това, топлинните загуби (2/3rds!), Участващи в това производство на електроенергия, все още са част от потреблението на тяхната държава. Това също е фактор, поради който консумацията на енергия в Калифорния, Масачузетс и Род Айлънд е толкова ниска, колкото е. Тези държави внасят голяма част от електричеството си, но не разпределят свързаните загуби на отпадъчна топлина, тъй като горивото не е изгорено в тяхното състояние. (Забележка: няма смисъл да казвате, че внасяте „зелена“ енергия, ако държавата, от която я внасяте, изгаря въглища или природен газ, за ​​да осигури собствените си нужди от електричество.)

Сега може да се мисли с всички тези топлинни загуби, че изцяло електрическото не е добра идея, докато цялата ни електрическа енергия не се произвежда от водно и възобновяеми източници. Човек би сгрешил. Удивително е, че дори и при огромните загуби, които произвежда сегашното ни производство на електроенергия, все още е по-ефективно да се използват термопомпи от природния газ за отопление на помещенията. (Да, слънчевата светлина бие и двете.) Същото важи и за електрически автомобил в сравнение с бензинов автомобил с мощност 22 мили на галон. Разбира се, тъй като енергийният микс на вашата държава поема повече вятър, слънчева и хидроенергия, общата ефективност на системата както на термопомпите, така и на електрическия транспорт се увеличава.

Обратно към енергиен бюджет от 100 kwh/човек/ден. „Хайде, чувам да казваш. „Уплътняването и изолирането на домовете е добре и може би термопомпите са страхотни, но как биха могли Съединените щати да намалят потреблението на енергия повече от наполовина и все пак да имат приличен начин на живот?“ Изглежда страшно. Нека да го разгледаме по сектори. Промишлеността е най-дългата, защото е най-твърдата ядка, която се напуква поради високите нужди от топлинния процес. Просто превъртете през него, ако не се интересувате.

Жилищни

Внесете дневната светлина

Индустриална, включително земеделска

Енергийна ефективност

Транспорт

Толкова добър. Толкова евтино.

Ууу! Удивително е, че всичко това е не само по-евтино от изграждането на слънчева енергия и вятър, но и по-евтино от продължаването на сондажите и рафинирането на нефт и изграждането на централи за природен газ. Дори по-добре, много от тези мерки укрепват другите в добродетелния кръг. Например, повече ходене означава не само по-малко транспортни kwhs, но и намален рак, високо кръвно налягане и депресия. Това от своя страна означава по-малко kwhs, използвани от лекарските кабинети и болници, както и по-малко kwhs, използвани за производството на медицинско оборудване и фармацевтични продукти като лекарства за кръвно налягане и антидепресанти. Така че само с ходене пеша намаляваме търговското, промишленото и транспортното търсене на енергия и увеличаваме стандарта си на живот (по-здравословно гражданство), всичко това за много малко разходи. Да, по време на прехода работните места неизбежно ще бъдат загубени в някои области, но те ще бъдат спечелени в други, като например биоинтензивно земеделие, съоръжения за компост, възстановяване на влажните зони, модернизиране на дълбоки енергийни сгради, влакови дворове и производство на слънчеви фотоволтаични батерии, батерии, и вятърни турбини. В края на краищата, както е лоша политика за насърчаване на тютюнопушенето, за да се осигурят тютюневи и медицински работни места, също така е неразумно да се насърчават заседналият начин на живот, за да се осигурят автомобилни и медицински работни места.

И така, къде сме в момента, когато произвеждаме 100 kwh/човек/ден електричество? Както може би подозирате, тя варира значително в зависимост от държавата. Някои произвеждат доста малко електроенергия на човек, но когато събираме електричество от възобновяеми източници (включително слънчева енергия на покрива) + хидро и ги разделяме по население, често това не е много. Бихме могли да добавим ядрена енергия, но тъй като САЩ все още не разполагат с безопасно, дългосрочно съхранение на ядрени отпадъци и никоя държава не иска да бъде домакин на такова съхранение, не съм оптимист, че след 20 години все още ще имаме много ядрени наоколо. Тъй като средната възраст на американските атомни централи е на 35 години и те са построени да работят само 40 години, предполагам, че ще направим някои разширения на стареещите централи, ще оттеглим повечето други и няма да създадем много нови. Фактът, че слънчевата енергия и вятърът вече са по-евтини от новите атомни електроцентрали, до голяма степен означава гибелта им. Плюс ядрените централи губят две трети от енергията си като топлина, точно както почти цялото американско производство на топлоенергия.

Така че нека разгледаме 2015 възобновяеми енергийни източници + хидрогенериране kwh/човек/ден по държави, групирани по региони. (Американската ОВОС включва като възобновяеми източници електроенергия, произведена от геотермална енергия и биомаса.) Не забравяйте, че всяка държава се нуждае от 100 kwh/човек/ден, или друга държава ще трябва да генерира повече от това и да им изпрати допълнителното. Също така не забравяйте, че колкото по-нататък се предава електричество, толкова по-големи са загубите по пътя, въпреки че подземните DC кабели могат да намалят наполовина загубите от пренос. (САЩ в момента губят 6% от електроенергията си при пренос.) Слънчевата PV на покрива избягва почти всички загуби при пренос.

Нова Англия и Средноатлантически възобновяеми източници + Хидро kwh/глава на ден/поколение

Северна централна енергия от възобновяеми източници + Хидро kwh/глава от населението/ден

Южни възобновяеми енергийни източници + Хидро kwh/глава от населението/ден

Планински възобновяеми енергийни източници + Hydro kwh/глава от населението/ден

Тихоокеански възобновяеми енергийни източници + Хидро kwh/глава от населението/ден

Адаптиран към вятъра

Иронично е, че две държави с едни от най-добрите вятърни ресурси в страната са Северна Дакота и Уайоминг, гиганти за добив на въглища, фракинг и изгаряне на въглища за износ на електроенергия в други държави. Ако тези държави спрат да добиват, сондират и изгарят въглища и се фокусират вместо това върху производството на вятърна енергия, безвъглеродната електроенергия, която биха могли да изнасят (с премия!), Ще плати по-добре, ще осигури повече работни места и ще унищожи техните държави много по-малко от копаенето и фракинга, на които те толкова обичат. Още една ирония е, че ако комуналните услуги престанат да се борят със слънчевата енергия на покрива, което само ще изтласка клиентите извън мрежата, тъй като цените на слънчевите батерии и батериите паднат и вместо това възприемат електрификацията на отоплението и транспорта, те ще имат повече бизнес и печалби, отколкото да знаят какво да се направи с. В момента неотстъпчивостта им означава, че е вероятно те да споделят съдбата на големи петрол/големи въглища и да изчезнат напълно, тъй като градовете дефектират и създават свои общински комунални услуги, или бизнеса и домовете решават да адаптират икономиката на споделяне към местното производство на енергия и мрежи за съхранение.

Бъдещото производство на енергия в САЩ в свят от 100 kwh/човек/ден може да изглежда по следния начин:

Може да е необходимо

Поради периодичния характер на слънчевата и вятърната енергия, нашата национална енергийна система ще изисква батерии, помпено хидроакумулиране, краткосрочно топлинно съхранение, междусезонно съхранение на топлина, микрорешетки, усъвършенствана и надеждна работа на мрежата, ефективни пазари на електроенергия и постояннотокови линии за високо напрежение на дълги разстояния за предаване на електричество от ветровити места. Голяма част от нашето индустриално производство ще трябва да изгради инфраструктурите, необходими за производство на енергия от възобновяеми източници, за съхранение и пренос на енергия, както и за електрифициран железопътен и друг транзит. Но това създаване на инфраструктура, съчетано с локализирано, дребномащабно биоинтензивно земеделие, ще създаде десетки милиони работни места.

Г-н Антиефективност

Живот с по-нисък децибел

Нашите улици и квартали ще бъдат далеч по-тихи, от една страна. Нашият въздух и вода ще бъдат по-чисти, телата ни ще абсорбират по-малко токсини, а гражданите ни ще бъдат по-здрави психически и физически. Местният бизнес и малките ферми с висок добив ще процъфтяват, а САЩ най-накрая ще бъдат енергийно независими. Ние, човешките същества, живи през следващите двадесет години, имаме силата да превърнем тази планета в рай или жив ад. Можем да саботираме и да забавим необходимите промени от страх или алчност или да се изправим пред трудностите си и да направим това, което трябва да се направи. Изцяло нашият избор.