Съдържание:

Байдън иска 50 на 30. Можем да го направим
Байдън иска 50 на 30. Можем да го направим

Видео: Байдън иска 50 на 30. Можем да го направим

Отличия серверных жестких дисков от десктопных
Видео: БАЙДЪН ИЗДАДЕ УКАЗ ЗА ИЗВЪНРЕДНО ПОЛОЖЕНИЕ В САЩ ЗАРАДИ "ЗАПЛАХАТА РУСИЯ" (16.04.2021) 2023, Февруари
Anonim

Президентът Байдън се засили и пое ангажимент за САЩ да намалят въглеродните емисии с 50% до 2030 г. спрямо нивата от 2005 г. 50 на 30! Трябва да го направим и можем да го направим! Но кой е най-добрият път?

Зад този нов ангажимент се крие силна логика. Математиката е проста, но плашеща. Експертите, работещи чрез Междуправителствената група за изменение на климата (IPCC), са провеждали „доклади за оценка“на всеки около 5 години и заключението продължава да бъде, че трябва да поддържаме средно повишаване на температурата под 2 ° C и за предпочитане под 1,5 ° C, за да се избегнат най-опустошителните ефекти от изменението на климата. Всяка от тези цели ограничава колко CO2 може да натрупаме кумулативно в атмосферата, създавайки основен „въглероден бюджет“. Математиката се илюстрира най-лесно чрез разбирането, че ако нашите емисии останат постоянни от 2018 г., бюджетът за въглерод, свързан с целта от 1,5 ° C, ще бъде напълно изразходван до 2030 г. От друга страна, ако можем да намалим глобалните си емисии в наполовина до 2030 г. и напълно до 2050 г., ще се доближим до това да останем в рамките на 1,5 ° C. Намаляването на емисиите до тази степен би било трудно, така че мнозина предполагат, че трябва да намалим възможно най-много до 2050 г. и след това действително да извадим въглерод от атмосферата в годините след.

Нашите кумулативни въглеродни емисии вече са толкова близки до бюджета за въглеродни емисии, че трябва да предприемем драматични действия сега. Всъщност бюджетът за въглерод е глобален и аз вярвам, че САЩ трябва да бъдат лидер с още по-бързо намаляване на емисиите. Мисля, че разумен път е 50% намаление до 2030 г., 75% до 2040 г. и 100% до 2050 г. В две по-ранни статии тук и тук създадох мисловен експеримент, който предполагаше 100% намаления до 2050 г., всъщност много опростена електронна таблица анализ, подобен на работата на Марк З. Джейкъбсън в Станфорд, най-добре илюстриран в новата му книга „100% чиста възобновяема енергия и съхранение за всичко“. Използвайки същата проста рамка по-долу, илюстрирам как можем да стигнем до 50% намаления до 2030 г. Можем да го направим, но всичко е на ръка!

Къде сме сега

Първо, трябва да разберем нашите въглеродни емисии, приемайки 2019 г. като базова година за анализа, разделена на пряко потребление на изкопаеми горива и електроенергия за всеки основен икономически сектор.

Изображение
Изображение

Проучете за момент Таблица 1. Емисиите за всеки сектор се разбиват по производство на електроенергия и преки изкопаеми горива, като производството на електроенергия е общо 32%, а прякото използване на изкопаеми горива 68%. Ако напълно декарбонизираме електрическата мрежа и не направим нищо друго, ще намалим само въглеродните емисии с 32%. Очевидно е, че трябва да направим нещо повече от просто озеленяване на мрежата, за да постигнем 50% намаление до 2030 г. Чрез консолидиране на електрическата колона в Таблица 1, за да покажем просто електрическия сектор като цяло и включване на потреблението на енергия (в еквивалентни тераватчаса / TWh) за всеки сектор за 2019 г. от данните за ОВОС, Таблица 2 показва въглеродния интензитет на всеки сектор през 2019 г.

Изображение
Изображение

Не е чудно, че мнозина казват, че първата цел е да се екологизира електрическата система, тъй като електрическата система има най-високите емисии на TWh. Следващият приоритет е транспортът, с вторите най-високи секторни емисии на единица енергия. Тъй като читателите на CleanTechnica са добре запознати, ние постигаме голям технически напредък в електрическите автомобили и камионите. Ще започнем от тази таблица и ще включим повече предположения, за да получим визия за еволюцията на енергийната система, която ще ни доведе до 50 на 30.

Рецепта за 50 на 30

Целта за 2050 г. съчетава три ключови съставки, за да стигнем до там:

  • Основни инвестиции в енергийна ефективност
  • Озеленяване на електрическата мрежа
  • Електрифициране на всички крайни употреби.

Достигането до 50% изисква да комбинираме тези съставки, за да стигнем там само за 10 години.

Добрата новина е, че САЩ вече са постигнали напредък. През 2005 г. емисиите са били 5789 мегатона (милиона метрични тона, MT), докато през 2019 г. те са били 5161. До 2019 г. вече сме постигнали 10,8% намаление. И можем да очакваме тези печалби да продължат, тъй като икономиката ни стане по-ефективна в „обичайния сценарий“от сега до 2030 г. Но печалбите в ефективността ще бъдат компенсирани от увеличаването на населението и икономическия растеж. Изградих проста прогноза за обичайното търсене на енергия (BAU) чрез разширяване на текущите тенденции за населението и потреблението на енергия на глава от населението. Този анализ показва, че въглеродните емисии се увеличават поради ръста, който е повече от компенсираното повишаване на ефективността и че нашите емисии от 2030 г. ще бъдат на 10,7% от нивата от 2005 г. И ние ще изчерпим своя дял от въглеродния бюджет. Така че 10,7% е напредък, но все още имаме дълъг път до 50%!

Състав: Енергийна ефективност

Първата съставка на нашата рецепта е да се ангажираме с усилия за повишаване на ефективността, които надхвърлят просто повишаването на ефективността, както обикновено, (BAU), което иначе бихме могли да очакваме. Правителствените програми и програми с нестопанска цел, насочени към тези усилия, ще направят огромна разлика и ще бъдат полезни за домакинствата с ниски доходи. Тези усилия трябва да ускорят непрекъснатото повишаване на ефективността и можем да вземем кредит само за печалби, надвишаващи тези, които са в обичайния бизнес. От личен опит обаче знам, че много повече печалби в ефективността са възможни в жилищни и търговски сгради и много нови разходи в тези области вече са предложени от Байдън. За нашия мисловен експеримент предполагам, че можем да извлечем допълнителни 10% от увеличаването на ефективността от директното използване на изкопаеми горива за жилищния и търговския сектор до 2030 г., като се фокусираме главно върху изолацията и запечатването на атмосферните условия. Ние също така предполагаме, че можем да постигнем 5% допълнителна ефективност при използването на електричество. Само като правим тези програми за ефективност, ще намалим общите емисии от BAU от 10,7% до намаление от 13,1%. Все още не е там.

Състав: Озеленяване на решетката

Байдън е предложил нетна нулева мрежа за 2035 г. и може да си помислите, че целта 50 × 30 ще отразява ускоряването на тази амбиция до 2030 г. Но отразявайки предизвикателството на прекъсванията, както разгледах в по-ранна статия тук, изглежда логично за да не озелени напълно мрежата толкова бързо. Можем да екологизираме мрежата до 90% чиста енергия на далеч по-ниски разходи и да постигнем повечето предимства за намаляване на въглерода, като продължаваме да разчитаме на най-ефективните блокове за природен газ, за ​​да поддържаме значително разширения флот от слънчева и вятърна енергия, от който ще се нуждаем. Изграждането на мрежата по този начин също ще изисква много по-малко ново предаване и много по-малко батерии. До този извод се стига през 2035 г. Докладът: Свиващите се разходи за слънчева енергия, вятър и батерии могат да ускорят нашето бъдеще за чиста енергия. И просто има смисъл. Разходите за последните 10% от озеленяването на мрежата биха могли да бъдат похарчени за подобрени програми за електрификация и енергийна ефективност. Инвестицията в допълнителни батерии, които ще ни трябват за озеленяване на мрежата до 100%, би била по-добре да се използва за електрифициране на транспорта. Тази малка оставаща употреба на изкопаеми горива ще използва най-ефективното производство на електроенергия от изкопаеми горива - комбинирани цикли на горивни турбини, които ще се използват предимно за задоволяване на търсенето през месеци, когато слънчевата и вятърната енергия не отговарят на пълната нужда от електричество, особено след като търсенето на електричество също ще нараства поради електрификацията, която се извършва по същото време.

С тази програма ще премахнем въглищата. Якобсън посочва, че добивът и рафинирането на изкопаеми горива е огромно използване на самата енергия и че чрез премахване на изкопаемите горива ще намалим общото потребление на енергия с 12%. Трябва да се задълбоча в тези цифри, но в случая с електрическия сектор засега ще направя консервативното предположение, че енергията, спестена чрез премахване на добива на въглища, се балансира от енергията, изразходвана за изграждане на флота от възобновяеми енергийни източници.

В обобщение, озеленявайки мрежата 90%, ние намаляваме нашите въглеродни емисии от 13,1% по-горе на 38,6%.

Последна съставка: Електрификация

Финалната стъпка е да се направят предположения за цел за електрификация за всеки от основните сектори на използването на изкопаеми горива - жилищни, търговски, промишлени и транспортни - за да ни достигнат от 38,6% до 50% намаляване на въглеродните емисии. Написах по-ранни статии тук и тук, които обобщават въздействието на електрификацията. Ключът към въглеродните въздействия на електрификацията е количествено определяне на печалбите от ефективността на електроенергията, като например печалбата четири към едно за въздушни термопомпи или електрически превозни средства или печалбата пет към едно от геотермалните термопомпи. Тези печалби са предимно в транспорта заедно с жилищни и търговски. Те са много по-малко в индустриалния сектор. Ще приемем следните фактори за ефективност на електрификацията, за да разберем въздействието на електрификацията върху прякото търсене на изкопаеми горива по сектори:

  • Жилищни, търговски и транспортни: 25% (75% повишаване на ефективността)
  • Промишлени: 80% (20% повишаване на ефективността)

Трябва да направим едно допълнително предположение, преди да можем да завършим анализа на електрификацията. Якобсън се позовава на 12% намаление на общото потребление на енергия, тъй като в момента използваме много енергия за добив, транспорт и рафиниране на изкопаеми горива. Обсъдихме това в случай на екологизиране на мрежата и въглищата по-горе, но трябва също така да разгледаме въздействието на това върху петрола и природния газ и да разгледаме какво би било въздействието от намаляването на рафинирането и транспорта на гориво за транспорт. Ще приемем 25% намаление на търсенето на енергия за транспорт по-долу и с това ще приемем допълнително намаление от 1% от търсенето на транспорт и 4% от индустриалното търсене до 2030 г., за да се отчете по-малка нужда от добив, транспорт и рафиниране на транспортно гориво.

Използвайки тези фактори, можем да направим скромни предположения относно електрификацията, за да стигнем до целта за намаляване с 50%.

Таблица 3: Употреба на енергия за 2030 г. и емисии на CO2 след електрификация

Бизнесът като обичайна енергия Бизнесът е обикновен CO2 Предполагаем процент на електрификация Енергия след 90% мрежа и електрификация CO2 след 90% мрежа и електрификация
Електрическа система 4, 046 1, 617 NA 5, 007 142
Жилищни и търговски 2, 973 514 12% 2, 616 452
Индустриална 6, 485 969 7% 5, 789 865
Транспорт 8, 451 1, 929 25% 6, 275 1432
Обща сума 21, 954 5, 028 19, 687 2, 891
2005 CO2 5, 789
2030 CO2 2, 891
Процентно намаление 50%

Или да го сравним с изходното ниво 2019, имаме:

Изображение
Изображение

Този възможен път към 50% до 2030 г. показва 90% мрежа без изкопаеми горива и електрификация от 25% в транспорта, 12% в жилищни и търговски сгради и 7% в индустриалния сектор. Това са значителни цели за електрификация, но те са постижими. Преместването на всички нови жилища и търговски сгради в електричество за отопление плюс започване на преобразуване на съществуващи сгради трябва да постигне много за постигането на тази цел. Разбира се, индустрията може да допринесе само 7% през следващите 10 години, вероятно повече. Голямото предизвикателство ще бъде достигането на 25% в транспорта, но инерцията се натрупва към посрещане на това предизвикателство.

В случай на електромобили, трябва да се придвижим бързо, за да електрифицираме всички нови лекотоварни превозни средства (леки автомобили, джипове и малки камиони) до 2030 г., за да постигнем общо намаляване с 25% на транспортната енергия. По мое изчисление до 2030 г. ще трябва да увеличим електромобилите до почти 100% пазарен дял за новите автомобили, за да имаме 30% енергиен дял за всички автомобили. Казано по друг начин, почти всички нови автомобили ще трябва да бъдат електрически дотогава, за да бъдат електрическите коли 1/3 от общия брой автомобили на пътя, като се приеме среден живот от 15 години за автомобилите на пътя. Други употреби на транспортна енергия - самолети, лодки или камиони за дълги разстояния - вероятно ще бъдат електрифицирани по-бавно от лекотоварните превозни средства, така че вероятно трябва да бъдем електрифицирани при над 30%, за да се електрифицира лекотоварното при 25% от транспорт като цяло. Независимо от това, мисля, че тази степен на промяна е осъществима и би ни извела на правилния път.

Неотдавнашно проучване от 2021 г. посочва пътя за електрифициране на американския транспорт и потвърждава общите ми заключения. По-рано обсъдих Доклада за 2035 г. (2020 г.) в контекста на техния анализ на мрежа без 90% изкопаеми горива. Частта от това проучване за 2021 г., озаглавена 2035 Докладът: Транспорт, се основава на тази по-ранна отлична работа с подробен анализ на промените в транспорта, които биха били в съответствие с наполовина емисиите на въглерод до 2030 г. Фокусът им е върху сценарий, който надгражда до 100 % електрическо проникване на лекотоварни автомобили (леки автомобили, джипове и малки камиони), продадени до 2030 г., последвано от 100% от продажбите на средни и тежки превозни средства, като всички са електрически до 2035 г. Бързото им нарастване на проникванията на електрически превозни средства е леко по-агресивни от нашите общо 25% предположения за електрификация в Таблица 3. Такъв напредък не се ограничава от техническа или икономическа осъществимост, заключава проучването, а по-скоро от първоначалните разходи за превозни средства и инфраструктурата за зареждане. Изследването обосновава също така, че общите разходи за притежание на електрически автомобили скоро ще бъдат по-ниски от автомобилите и камионите с бензин или дизел, като предварителните разходи ще станат по-ниски в края на 2020-те или 2030-те години. Изследването също така очертава многобройните ползи за климата, заетостта и здравето, които ще произтичат от извършването на този преход. Заслужава си да се прочете.

Много по-голям електрически сектор

С всички тези промени трябва да се подготвим и за електрическия сектор да бъде много по-голям, нараствайки от 4 046 TWh в обичайния случай до 5 007 TWh, за да стигнем до 50% намаление на CO2 до 2030 г. Въпреки че продължаваме да използваме някои изкопаеми горива, все пак ще трябва да вземем предвид периодичността и сезонните дисбаланси. Голяма част от това ще изискват нови ресурси за съхранение в мрежата, но също така ще се възползва от прекомерно изграждане на вятърни и слънчеви ресурси, което според моите изчисления ще изисква още 5% от производството на слънчева и вятърна енергия, които всъщност няма да можем да използваме. Този ръст в електрическия сектор, плюс надстройката, представлява 2% годишен ръст в производството на електрическа енергия от 2019 до 2030 г. Електрическият сектор, нарастващ с 2% годишно, е увеличение от почти нулевия ръст в производството на електроенергия през последните 20 години, но това е много по-малко от темповете на растеж преди 2000 г. Гигавата (GW) на слънцето и вятъра, които трябва да направим тази прогноза, са в диапазона от 125 GW годишно от 2021 до 2030 г., което е над 5 пъти добавеното количество през 2020г.

Сценарий от 2040 г

Полезно е да помислим къде отиваме от 2030 до 2040 г. След намаляване на емисиите наполовина до 2030 г., трябва да ги намалим наполовина отново до 2040 г. Транспортният преход ще се движи напред, с 10 години просто производство на електрически автомобили, SUV и леки камиони и 5 години само производство на камиони със среден и тежък товар. Също така ще активизираме нашите изследвания за електрификация на самолети, тежка индустрия и трудно декарбонизиращ се цимент, с много пилотни проекти и първоначално внедряване. Ще трябва бързо да декарбонизираме и строителната и трансформиращата индустрия. Ще продължим да инвестираме в цялостната енергийна ефективност. Нашата мрежа може да бъде 95% зелена в този момент. Таблица 4 обобщава сценария 2040.

Изображение
Изображение

През 2030-те години потреблението на електроенергия ще нараства с около 3,5% годишно, като целият нов растеж се осигурява от вятър и слънце. Нашето надграждане на вятър и слънце ще се увеличи до 12% и ще трябва да продължим да изграждаме около 130 GW вятър и слънце всяка година, само малко повече от това, което трябва да изградим през 2019–2030.

До 2040-те ще се види краят на нашата декарбонизация на енергията. В същото време изследванията на нашите трудно декарбонизирани сектори ще бъдат от полза. Ако разчитаме на използването на надстройка като нашето основно решение за прекъсване, изграждането на вятър и слънчева енергия ще продължи със 130 GW годишно. Ако други технологии за решаване на прекъсвания станат жизнеспособни, тогава темпът на растеж на вятъра и слънцето може да се забави. Нямаме нужда от таблица, която да обобщава резултата - 100% чиста мрежа и всички директни крайни изкопаеми горива, преобразувани в електричество. Докато животът ще се подобрява веднага щом започнем прехода, пълната визия за ползите от прехода, както обобщих в друга по-ранна статия, ще бъде върху нас.

Ценообразуването с въглерод ще ни води

Представям тук един сценарий на преход, но кой е най-добрият действителен план? Всъщност не знам. Това, което се надявам да се случи, е да стигнем до корена на проблема и да определим цената на въглерода, тъй като ценообразуването на въглерод в цялата икономика ще ни помогне да намерим най-добрия път напред. Това ще насърчи опазването, трансформацията на мрежата и електрифицирането на всичко. Ценообразуването с въглерод ще помогне на нашата икономика да прецени допълнителната полза от преминаването от 90% чиста мрежа към такава, която е 91% зелена, в сравнение с ползата от допълнителна електрификация или допълнително опазване. Най-евтината форма на намаляване на въглерода ще продължи да печели. Чрез включването на цената на въглерода в нашите решения в цялата икономика, няма да се налага да вземаме всички решения като централни планиращи - отделните организатори в предприятията в цялата икономика могат да вземат тези решения вместо нас. И вече има предложения за ценообразуване на въглерод.

Аз съм дългогодишен поддръжник на Citizens Climate Lobby и бях усърден да видя повторното въвеждане на Закона за енергийните иновации в Камарата и ми харесва планът за въглеродни такси, въведен от Дик Дърбин в Сената. И двамата поставят такса върху въглерода и връщат всички (или по-голямата част в случая на Дърбин) приходи на законни жители на САЩ.

Въз основа на амбицията на целта 50 на 30, мисля, че Законът за енергийните иновации вероятно трябва да има по-висока въглеродна такса отпред, може би започваща от ставка от 40 долара за тон в предложението на Дърбин и да има по-агресивни цели, които предизвикват още по-високи такси ако целите не са изпълнени.

Какво да правим сега?

Помага да се запази визията в ума, но всичко, което можем да направим, е това, което можем да направим сега. Това означава да се съсредоточим върху целта до 2030 г. за намаляване с 50%. Като личности трябва да осъзнаем и да се застъпваме за промяна и трябва да предприемаме действия по отношение на нашето лично, бизнес и общностно използване на енергия. Всички ние можем да използваме по-малко енергия у дома или на работа, да се ангажираме следващата ни нова кола да бъде електрическа, да се застъпваме за изграждането на инфраструктурата за електрическо зареждане и да търсим стимули за ускоряване на прехода, като ценообразуване на въглерод или данъчни кредити за EV. И ние можем да шофираме по-малко, да шофираме, да караме колело, да ходим и да използваме най-ефективните видове транспорт, когато имаме избор. Можем да направим лични инвестиции в ефективност и електрификация. Можем да инсталираме слънчева енергия на покривите си. И ние можем да работим в нашия бизнес, църкви, общности и държави, за да правим тези неща по-бързо и по-големи. И, очевидно, можем да се застъпваме за цена на въглерода на национално ниво, съчетана с инфраструктурни инвестиции и финансиране на научни изследвания, които също ще ни трябват.

И ние се нуждаем от армия за климатични воини

Надявам се, че виждате, че живеем в решаващото десетилетие. С бързото ни изчерпване на въглеродния бюджет вярвам, че това, което правим през 2020 г., ще бъде определящо. Време е да се предприемат радикални промени, за да започне процесът на пълна промяна от енергийната икономика.В допълнение към просветленото лидерство, ще са необходими армия от обикновени граждани като вас и мен, всеки от които прави всичко възможно, от желанието ни за промяна на правителството до вземането на решения в личния ни живот до намаляването на въглеродните ни отпечатъци. Климатични воини, усилете се!

Препратки:

  1. Левин, Кели (10-7-2018). Според новия доклад на IPCC светът е на път да надвиши „въглеродния си бюджет“за 12 години, https://www.wri.org/blog/2018/10/according-new-ipcc-report-world-track- превишава своя въглероден бюджет-12 години (достъп 8 март 2021 г.)
  2. Jacobson, Mark Z. (2021) 100% чиста, възобновяема енергия и съхранение за всичко, Cambridge University Press
  3. Amol Phadke, Umed Paliwal, Nikit Abhyankar, Taylor McNair, Ben Paulos, David Wooley, Ric O'Connell, Goldman School of Public Policy, Университет на Калифорния, 2035 г. (Юни 2020 г.), https://www.2035report.com/, (достъп до 3/11/2021)
  4. Amol Phadke, Nikit Abhyankar, Jessica Kersey, Taylor McNair, Umed Paliwal, David Wooley, Ric O'Connell, Olivia Ashmoore, Robbie Orvis, Michael O'Boyle, Utkarsha Agwan, Priyanka Mohanty, Priya Sreedharan, Deepak Rajagopal, Goldman School of Public Политика, Университет на Калифорния, 2035 г. Докладът, Транспорт: Свиващите се разходи за слънчева енергия, вятър и батерия могат да ускорят нашето бъдеще за чиста енергия “(април 2021 г.), https://www.2035report.com/, (достъп до 16.04.2021 г.)
Изображение
Изображение

За автора: Брад Раус е самозван „Климатичен воин“, живеещ в Ашвил, Северна Каролина. Той е дълбоко ангажиран с местните усилия около енергийния преход. Той лобира в Конгреса за въглеродни такси и дивиденти като доброволец в Citizens Climate Lobby. През 2016 г. Брад стартира с нестопанска цел - Energy Savers Network - която мобилизира доброволци да помагат на хората с ниски доходи да пестят енергия и той сам участва в над 200 проекта за обезвреждане на място. Той има слънчев покрив на покрива, а семейните му автомобили са Tesla Model Y и Toyota Prius Plug-in Hybrid с 150 000 мили и все още около 9 мили от обхвата на EV. Брад работи 20 години, разработвайки проучвания за дългосрочно планиране и компютърен софтуер за комунални компании. Учи енергийна икономика повече от четиридесет години и има бакалавърска степен по икономика от Йейлския университет, където научава за ценообразуването на замърсяването в икономиката на първокурсници. Получава MBA от Университета на Северна Каролина в Chapel Hill и практикува повече от 10 години като сертифициран финансов плановик. Брад пише предстояща книга за своите преживявания като климатичен воин и визията си за нашето енергийно бъдеще и как да го осъществим. Можете да следите Брад във Facebook на или Twitter на

Популярни по теми