السيارات الكهربائية هنا والطائرات الكهربائية قادمة. هل يجب أن نخشى كهربة الاقتصاد؟

السيارات الكهربائية هي طريق حاسم لتحييد الكربون. لكن الطائرات الكهربائية ستصل قريبًا - مظهر من مظاهر تغير المناخ وسعي المجتمع لإيجاد طرق جديدة لتغذية قطاع النقل وتوليد طاقة أنظف.

لنفترض أن المجتمع العالمي يجب أن يتجنب الانهيار المناخي. إنه يعني استخدام كميات أقل من النفط والفحم والمزيد من طاقة الرياح والطاقة الشمسية - كهربة الاقتصاد العالمي. لكن الوقود الأحفوري يوفر الآن 80٪ من طاقة العالم وسيستمر في لعب دور في ضمان انتقال منظم وموثوق. لكن لدينا ما نخشاه من تغير المناخ أكثر مما نخافه من الكهرباء.

يقول جيجار شاه ، مدير مكتب برنامج القروض في وزارة الطاقة الأمريكية: "أعتقد أن هذا سيخيف الناس ، وسيصدم الناس بمدى سرعة (انتقال الطاقة) هذا ، لكن علينا المضي قدمًا". "أمريكا يجب أن تكون قادرة على القيام بأشياء كبيرة مرة أخرى. لكنه صعب. كل شيء صعب. لدينا الأشخاص المناسبين والتكنولوجيا المناسبة. لكن كيف نتقدم بشكل كبير؟ كيف نتحرك بثقة أكبر ، وكيف نصدر هذه الحلول إلى بقية العالم؟ "

جاءت تعليقات شاه خلال بث شبكي استضافته دار نشر جمعية الطاقة الأمريكية التي طرح فيها هذا المراسل أسئلة. تتمثل مهمة مكتبه في تقييم التقنيات الواعدة وتوفير الأموال الأولية التي يحتاجونها للإقلاع: "القطاع الخاص هو الذي يدير هذه الأشياء ، ونحن نقوم بتمكينه. وهكذا ، إذا حققنا انطلاقة ، فقد نجحنا. إذا لم نفعل ذلك ، فلن نفعل ذلك ".

بدأ مكتب قروض وزارة الطاقة بمبلغ 40 مليار دولار ، و أضاف قانون الحد من التضخم 100 مليار دولار. سيتم توجيه حوالي نصف هذه الأموال إلى الطاقة المتجددة والمركبات التي تعمل بالوقود البديل ، بينما سيخصص النصف الآخر لمشاريع احتجاز الكربون و تصميمات نووية متطورة.

جاء قرض وزارة الطاقة الأكثر شهرة في عام 2010 إلى شركة مغرورة تدعى تسلا موتورز مقابل 465 مليون دولار. لكن تسلا سددها قبل عقد من الموعد المحدد. توظف المؤسسة الآن الآلاف. BloombergNEF يقول إن 28٪ من جميع السيارات الجديدة ستكون مركبات كهربائية بحلول عام 2030 ، وستكون 58٪ بحلول عام 2040.

الأهم من ذلك ، أن ضمان القرض ليس إعانة. إنها تطلق المشاريع وتساعد على جذب وول ستريت للاستثمار. كانت وزارة الطاقة قد منحت سابقًا 30 مليار دولار إلى 42 صفقة طاقة بديلة ، والتي أعادت المبلغ الأساسي بالإضافة إلى 500 مليون دولار في مدفوعات الفوائد لدافعي الضرائب.

يقول شاه: "تعمل الأسر على الكهرباء ليس بسبب التنظيم ولكن لأنها أفضل". "إنها تخفض الفواتير" في وقت ارتفاع أسعار الطاقة.

"نريد المنافسة. لكن من المقرر إغلاق ثماني مصافي نفط خلال العامين المقبلين. تخفف السيارات الكهربائية (منتجي النفط) من ضغط الحفر في بعض أصعب الأماكن للعثور على النفط. لديك معدلات انخفاض كل عام. لذلك لا أعتقد أنك ترى الكثير من التراجع من قطاعي النفط والغاز كما قد تعتقد ".

السماء هي الحدود

النقل الكهربائي يحول المركبات السطحية. في عام 2020 ، كان هناك 48 موديل ، وبحلول عام 2024 ، سيكون هناك 134. السفر الجوي هو سوق محتمل - بمساعدة جزئية من شركات السيارات. يقول شاه إن صانعي الطائرات قدموا أربعة طلبات لمتابعة الطائرات الكهربائية ، والتي سيتم استخدامها جنبًا إلى جنب مع وقود الطائرات للقيام برحلات قصيرة.

يقول شاه: "لم نقم بتقييم التطبيقات بشكل كامل حتى الآن ، ولكن هناك اهتمام كبير بالطائرات الكهربائية".

خذ طيران كندا، التي تهدف إلى تحقيق صافي صفر بحلول عام 2050: طلبت 30 طائرة هجينة من Heart Aerospace - طائرة تسمى ES-30. لم يقتصر الأمر على حصول شركة الطيران على حصة قدرها 5 مليارات دولار ، بل فعلت شركة Microsoft أيضًاMSFT
مؤسس شركة بيل جيتس. إنه جزء من شركة Breakthrough Energy Ventures ، التي تستثمر في تقنيات واعدة صديقة للبيئة. يونايتد إيرلاينز هي أيضًا مستثمر في هارت وستشتري ما يصل إلى 100 طائرة كهربائية من الشركة.

يبلغ مدى الطائرة 124 ميلاً - أي ضعف ذلك إذا تم دمجها مع وقود الطائرات. إنه يطير على ارتفاع 20,000 قدم. ستطير الطائرة من وإلى المطارات الإقليمية وتتسع لثلاثين راكبًا. تعمل أربعة محركات كهربائية على تشغيل الطائرة ، باستخدام بطاريات ليثيوم أيون ومولدين توربيني يمكن تشغيلهما بوقود طيران مستدام. يبلغ وقت الشحن من 30 إلى 30 دقيقة. في وقت سابق من هذا العام ، أكمل هارت رحلة تجريبية.

يمثل الطيران التجاري حوالي 2٪ -3٪ من إجمالي انبعاثات الكربون العالمية. تراقب شركة طيران كندا انبعاثات غازات الدفيئة عن كثب وتلتزم بالتخفيف من آثارها البيئية "، الشركة تقول. "نظرًا لأن حوالي 99٪ من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون في شركة الطيران يتم إنشاؤها من احتراق محركات الطائرات ، فهناك علاقة إيجابية قوية بين تحقيق أهدافنا البيئية وتقليل حرق الوقود وانبعاثات غازات الدفيئة وتكاليف التشغيل لدينا."

خارطة الطريق إلى Net Zero

الكهربة أمر بالغ الأهمية للنقل. لكنها ضرورية أيضًا لتوليد الطاقة ، مما يؤثر على مستويات الانبعاثات وتكاليف الطاقة. تشكل الكهرباء الآن 20٪ من إجمالي استهلاك الطاقة النهائي في هذا البلد. ومع ذلك ، بحلول عام 2050 ، قد يرتفع ذلك إلى 60٪ - وهو رقم يمكن أن يخفض تكاليف النقل بنسبة 10٪ على الأقل ، كما يقول معهد أبحاث الطاقة الكهربائية.

تستفيد الكهربة من أنواع الوقود والتقنيات منخفضة الكربون. ويشمل ذلك الطاقة المتجددة ، التي قفزت بمقدار 250,000 ألف ميغاواط خلال العقد الماضي. لكنه سيؤدي أيضًا إلى إنتاج المزيد الهيدروجين الأخضر من طاقة الرياح والطاقة الشمسية. كما سينتج عن ذلك المزيد من التوليد في الموقع مع تخزين طاقة متقدم واستثمارات أكثر أهمية في تقنيات الطاقة النووية المتقدمة. يشكل هذا الوقود نصف الطاقة الخالية من الكربون لهذا البلد.

إنه أمر صحي للاقتصاد أيضًا. خفضت الولايات المتحدة انبعاثاتها السنوية من ثاني أكسيد الكربون المرتبط بالطاقة بنحو مليار طن منذ عام 2. ويمثل ذلك انخفاضًا بنسبة 1٪ حتى مع نمو الاقتصاد الأمريكي بنسبة 2005٪. بعبارة أخرى ، لا يحتاج التوسع الاقتصادي إلى مساواة مستويات تلوث أعلى. لكنها ما زالت لا تغني عن الحاجة إلى الموثوقية والقدرة على تحمل التكاليف ، مما يعني إبقاء محطات الغاز الطبيعي متاحة - حتى لو كانت تعمل فقط خلال فترات الذروة.

يقول جيم ماثيسون ، الرئيس التنفيذي لجمعية الكهرباء الريفية التعاونية الوطنية ، خلال البث الشبكي: "الكهرباء تحدث بأشكال مختلفة ، وسنحتاج إلى مزيد من الكهرباء ، ليس أقل مع تقدمنا". "من الواضح أنه يحدث في قطاع النقل."

ومع ذلك ، "نحن قلقون بشأن الموثوقية ، وتحتاج دائمًا إلى موارد متاحة قابلة للتوزيع للحفاظ على الشبكة. لا يمكن أن تكون موارد متقطعة بنسبة 100٪. يجب أن يكون لديك شكل من أشكال الطاقة المتاحة دائمًا "مثل الغاز الطبيعي أو النووي. "في حالة نحتاج فيها إلى مزيد من الكهرباء ، فإن السؤال هو: ما مقدار الحافظة التي يمكن أن تأتي من موارد متقطعة؟"

المرافق لديها القدرة على بيع المزيد من الطاقة. لكنهم يسيرون على خط رفيع. خذ Northwesternشمال غرب أوروبا
الطاقة ، التي تبيع الكهرباء والغاز الطبيعي في مونتانا وساوث داكوتا ، والغاز الطبيعي في نبراسكا: تشير إلى أن سوق الطاقة يتميز بالخصوصية وغالبًا ما يتم استهلاك الوقود وفقًا للوقت من اليوم والسنة.

وتؤكد أن الغاز الطبيعي لا يقتصر دوره على توليد طاقة الرياح والطاقة الشمسية عندما يكون الطقس غير مقبول ، ولكنه يقول أيضًا إن الصناعة تنشر التقنيات لالتقاط انبعاثات الميثان ، وهو أحد الغازات الدفيئة القوية. أكبر إحباطاتها هي العملية التنظيمية ، التي تتباطأ في الموافقة على مشاريع البنية التحتية.

ما لم تتوسع شبكة النقل ، تقول مؤسسة طاقة الرياح إن ما لا يقل عن 51,000 ميجاوات من الطاقة المتجددة قد تفشل في الوصول إلى السوق. عندئذٍ يصبح حياد الكربون تفكيرًا أمنيًا.

يقول روبرت رو ، الرئيس التنفيذي لشركة Northwestern Energy ، خلال الندوة: "مثل كل عملية انتقال ، إنها فوضوية ومعقدة". "يستغرق الأمر وقتًا أطول مما كنت تعتقد ، ولكن ربما تكون قد أنجزت المزيد عندما تنظر إلى الوراء. يركز جزء كبير من العالم على صافي الصفر بحلول عام 2050. ولكن يجب علينا أيضًا أن نستهدف الموثوقية والقدرة على تحمل التكاليف بصفتنا أصحاب الأصول ، ولا يمكننا فعل أي شيء لنخاطر بذلك ".

إذا كان الهدف هو حياد الكربون ، فإن الحل هو كهربة الاقتصاد. ال التحول إلى السيارات الكهربائية والطائرات الكهربائية المحتملة للرحلات القصيرة يسلط الضوء على الزخم. والجدير بالذكر أن انتقال الطاقة يشمل أيضًا توليد الكهرباء ، مما يتطلب تخزين الغاز الطبيعي والبطارية لضمان بقاء المصابيح مضاءة. مع ذلك ، فإن خارطة الطريق إلى صافي الصفر واضحة - الاستثمار المشحون للغاية والابتكار في التقنيات الواعدة.