Снимка: iStock

Производството на електроенергия за захранване на домове и предприятия има значителен принос за изменението на климата. В Съединените щати една четвърт от емисиите на парникови газове идват от производството на електроенергия, според Агенцията за опазване на околната среда.

Слънчевите панели и вятърните паркове могат да генерират електричество, без да отделят емисии на парникови газове, пише CNBC. Ядрените електроцентрали също могат, въпреки че днешните централи генерират дълготрайни радиоактивни отпадъци, които нямат постоянно хранилище за съхранение.

Но американският енергиен сектор все още е зависим от изкопаемите горива. През 2021 г. 61% от производството на електроенергия идва от изгаряне на въглища, природен газ или петрол. Само 20% от електроенергията в САЩ идва от възобновяеми източници, най-вече вятърна енергия, водна енергия и слънчева енергия, според Американската администрация за енергийна информация. Други 19% идват от ядрената енергетика.

Приносът на възобновяемите енергийни източници се увеличава постоянно от 1990 г. насам и темпът на нарастване се ускорява. Например, вятърната енергия осигурява само 2.8 милиарда киловатчаса електричество през 1990 г., удвоявайки се до 5.6 милиарда през 2000 г. Но оттам то се покачи до 94.6 милиарда през 2010 г. и 379.8 милиарда през 2021 г.

Това е напредък, но не се случва достатъчно бързо, за да елиминира най-лошите последици от изменението на климата за бъдещите поколения.

„Трябва да елиминираме глобалните емисии на парникови газове до 2050 г.“, пише филантропът и технолог Бил Гейтс в годишното си писмо за 2023 г. „Екстремното време вече причинява повече страдания и ако не стигнем до нулеви нетни емисии, нашите внуци ще растат в свят, който е драстично по-лош“.

Проблемът всъщност е по-голям, отколкото изглежда.

„Трябва не само да създадем толкова електричество, колкото имаме сега, но и три пъти повече“, казва Саул Грифит, предприемач, който е продал компании на Google и Autodesk и е написал книги за масовата електрификация. За да се постигнат нулеви емисии, всички автомобили, отоплителни системи и печки ще трябва да се захранват с електричество, каза Грифит. Електричеството не е непременно чисто, но поне може да бъде, за разлика от газовите печки или бензиновите автомобили.

Технологията за генериране на електричество с вятърна и слънчева енергия съществува от десетилетия. Защо електрическата мрежа вече не се захранва на 100% от възобновяеми източници? И какво ще коства да се стигне до там?

Икономика на производството на електроенергия

Икономиката играе голяма роля.

На първо място, възобновяемите енергийни източници едва наскоро станаха икономически конкурентни на изкопаемите горива за производство на електроенергия. Дори и тогава цените зависят от местоположението, каза Пол Денъм от Националната лаборатория за възобновяема енергия пред CNBC.

В Калифорния и Аризона, където има много слънце, слънчевата енергия често е най-евтиният вариант, докато на места като Мейн слънчевата енергия е на ръба да бъде най-евтиният източник на енергия, каза Денхолм. На места с много вятър, като Северна Дакота, вятърната енергия е рентабилна с изкопаемите горива, но на югоизток все още е много трудно.

След това идва цената на прехода към настоящата инфраструктура за производство на електроенергия, която е изградена около изгарянето на изкопаеми горива.

„Имате съществуваща електроцентрала, тя е изплатена. Сега трябва възобновяемите енергийни източници да бъдат по-евтини, отколкото да управлявате тази централа, за да пенсионирате старата централа“, обясни Денхолм. „Новите възобновяеми енергийни източници трябва да бъдат по-евтини само в променливите разходи или оперативните разходи на тази електроцентрала“.

Има места, където това е вярно, но не е универсално.

„На първо място, просто отнема много време, за да се преобърне капиталът на многотрилионната индустрия“, каза Денхолм. „Ние просто имаме огромно количество наследствено оборудване там. И затова отнема известно време, за да се обърне всичко това“.

Прекъсване и предаване

Една от най-големите пречки за 100% възобновяема мрежа е прекъсването на много възобновяеми енергийни източници. Вятърът не винаги духа и слънцето не винаги свети – и най-ветровитите и слънчеви места не са близо до всички големи населени места в САЩ.

Решението е комбинация от батерии за съхраняване на излишната мощност за времена, когато генерирането е ниско, и предавателни линии, за да поемат захранването там, където е необходимо.

Дълготрайните батерии са в процес на разработване, но Денхолм каза, че може да се постигне голям напредък само с батерии от комунален мащаб, които съхраняват енергия за няколко часа.

„Един от най-големите проблеми в момента е изместването на малко количество слънчева енергия, например, от да речем 11 часа сутринта и обяд до пиковото потребление в 6 или 7 часа вечерта. Така че наистина се нуждаете само от няколко часа батерии“, каза пред CNBC Денхолм. „Всъщност можете да постигнете това с конвенционалните литиево-йонни батерии. Това е много близо до вида батерии, които се поставят в автомобилите днес. Можете да стигнете далеч с тях“.

Досега използването на батерии е слабо, тъй като вятърът и слънчевата енергия се използват предимно за буфер на мрежата, когато енергийните източници са ниски, а не като основен източник. За първите 20% до 40% от електроенергията в даден регион да идва от вятърна и слънчева енергия, съхранението на батерии не е необходимо, каза Денхолм. Когато проникването на възобновяеми източници започне да достига по-близо до 50%, тогава акумулаторното съхранение става необходимо. И изграждането и разполагането на всички тези батерии ще отнеме време и пари.

Предавателните линии са друг ограничаващ фактор.

„Успяхме да изградим справедливо количество вятърна и слънчева енергия, без да добавяме ново предаване, но наистина достигаме лимитите, особено за вятъра, защото няма много предавателни линии, разположени на местата в страната, където е супер ветровито“, каза Денхолм. „Така че ние абсолютно трябва да изградим повече предавателни линии, за да се възползваме от тези супер висококачествени вятърни ресурси, особено в средата на страната“.

Предавателната система в САЩ е построена за капацитета на електроенергията, който вече е в мрежата, а изграждането на нови предавателни линии, които се движат стотици километри, може да отнеме от 10 до 15 години, каза пред CNBC Джон Мура, директор на оценката на надеждността в North American Electric Reliability Corp. „Видът предаване, за който говорим тук, са големи проекти с дължина 1000 или 2000 мили“.

Понастоящем, когато една комунална услуга иска да добави електроенергия към съществуващата мрежа, тя трябва да плати за модернизираната предавателна линия и за междусистемната връзка, където се обединяват няколко местни мрежи. Тези подобрения на мрежата са скъпи, а процесът на издаване на разрешителни е бавен.

Няколко компонента от Закона за инвестициите в инфраструктурата и работните места, подписан през ноември 2021 г., дадоха на Федералната комисия за енергийно регулиране много по-силни разрешителни, каза анализаторът на предавателна линия Роб Грамлих пред CNBC. Въпреки това, някои ключови промени в правилата не успяха да преминат финалната линия. В тазгодишния Закон за намаляване на инфлацията не беше включен данъчен кредит за предаване и усилията на сенатор Джо Манчин за реформиране на разрешителните досега не успяха.

„Предаването не беше смислено разгледано на 117-ия конгрес. Със сигурност има много недовършена работа по предавателния фронт“, каза Грамлих пред CNBC.

Поставянето на предавателни линии под земята е друга възможност, но това е прекалено скъпо.

„Вашите класически, големи въздушни електропроводи от старата школа са почти единственото нещо, което вероятно ще видим поне през следващото десетилетие или две“, каза Денхолм.

Изисквания към земята? Не са кой знае какво.

Едно често цитирано притеснение е, че преминаването към 100% възобновяема енергия ще изисква огромни площи земя, покрити със слънчеви панели или вятърни паркове.

Но „това определено не е предизвикателството“, каза Мура.

Ще са необходими общо 0.84% от земята в САЩ, за да се поддържа изцяло възобновяема енергийна система, каза Марк Джейкъбсън, професор от Станфорд, пред CNBC. За сравнение, индустрията на изкопаемите горива заема 1.3% от земята в САЩ.

„Офшорната вятърна, приливна и вълнова енергия не заемат нова земя. Покривните фотоволтаични панели не заемат нова земя“, каза той.

Така че наистина, единствената необходима нова земя ще бъде за слънчеви съоръжения, управлявани от комунални услуги, и за вятърни турбини на сушата.

Но много хора не са склонни да приемат нов начин на правене на нещата, когато не могат да видят как ще изглежда бъдещето и когато поддържането на статуквото е пътят на най-малкото съпротивление, според Грифит, застъпник на масовата електрификация.

„Най-голямата бариера е липсата на въображение“, каза Грифит пред CNBC във видео интервю от Австралия, където живее в момента. „Така че всички казват: „Е, аз не съм съвсем готов да направя това, защото не знам как ще изглежда. И може би ще бъде ужасно“.

И така, как би изглеждал един свят със 100% възобновяема енергия, според Грифит?

„Ще изглежда така, сякаш всяка къща има слънчева светлина на покрива си. Ще има слънчева светлина над всеки паркинг. Някои пътища вероятно ще имат слънчеви панели, издигнати по средата на пътя. И всеки път, когато карате в провинцията, ще видите някакъв вятър някъде на хоризонта“, каза Грифит.

„В противен случай бъдещето ще изглежда точно така“.

Правилното нещо, което трябва да се направи, не е лесното нещо, което трябва да се направи.

Твърдите и последователни правила от федералното правителство са друг недостатък в САЩ и това се свежда до политиката.

„В Норвегия няма да можете да си купите бензинов автомобил след 2025 г. Това създава огромна пазарна сигурност. Всеки знае кога ще се случи, какво трябва да се направи“, каза Грифит.

Законът за намаляване на инфлацията през август 2022 г. беше пълен със стимули за насърчаване на възобновяемите енергийни източници, но не постави никакви твърди дати за генериране на изкопаеми горива.

„Това всъщност не изпраща ясен сигнал на комуналните услуги, че „не, вече не можете да инсталирате мрежи за природен газ за отопление на домовете. Не, не можете да направите това или онова“. Затова мисля, че по-голяма регулаторна, законодателна сигурност ще помогне много на Америка“, каза Грифит.

Дотогава ще бъде по-евтино и по-лесно да продължите да правите нещата по същия стар начин.

Грифит живее в САЩ повече от две десетилетия и построи изцяло електрически дом в Сан Франциско през 2014 г. Отне му осем години и му струва приблизително 80 000 долара в сравнение с изграждането на традиционен дом, каза той.

„Има някаква инерция и бюрокрация и на всяко едно ниво системата“, каза Грифит. „И дори след като завърших и построих тази къща, ми е трудно да се включа. Има хора, които са наистина квалифицирани в поддържането на цифрова електрическа къща, [но] все още няма софтуер, който да го прави лесно. Има няколко стартъпа, които работят по него... Това е като първите дни на мобилния телефон“.

Дори частичните ремонти са по-трудни за извършване с изцяло електрически дом.

„Ако се обадите на изпълнител и кажете: „Бих искал да инсталирам индукционен котлон, бих искал да изкарам газа от кухнята“, изпълнителят вероятно ще ви каже: „Вие сте луди, вместо това купете природен газ.“ Или ако им се обадите в полунощ и кажете: „Бойлерът ми свърши, можете ли да го замените с електрическа термопомпа“, което би било правилният избор за климата и дори за икономиката, изпълнителят ще ви каже: „Не, не, не, сутринта ще имам природен газ, но термопомпата ще ми отнеме шест седмици“, сподели Грифит.

„Така че имаме умения, капацитет и недостиг на веригата за доставки по всички тези неща, което означава, че правилното нещо не е лесно“, добави той.

В Австралия повече от 30% от домовете имат слънчеви покриви и това е „най-евтината енергия, която човечеството някога е имало“, каза Грифит. В САЩ само 1% – 2% от домовете имат соларни покриви.

„В Америка това е по-скъпо от електроенергията от мрежата. Това е проблем на нормативната уредба и обучението на работната сила в САЩ“.

Например в Австралия Грифит каза, че може да се обади на 10 компании и да получи 10 котировки за слънчева енергия на покрива на следващия ден по 65 цента на ват. В Калифорния соларната енергия на покрива му струва 5.80 долара за ват. Дори като се има предвид по-високата цена на живот в Сан Франциско като цяло, „не би трябвало да е 10 пъти по-скъпо, отколкото в Австралия“, каза той.

Според него в САЩ всичко се свежда до регулиране и запазване на статуквото.

„Америка си мисли, че всичко е въпрос на свободни пазари и антирегулация, но всъщност това е най-свръхрегулираният енергиен пазар в света“, каза Грифит.

Например, много компании за комунални услуги предоставят както електроенергия, така и газ на своите клиенти в САЩ.

„Единият им бизнес е в конфликт с другия и те не са решили проблема“, каза Грифит. „Така че ние все още ограничаваме електрическите решения срещу решенията за природен газ“.

За да се промени всичко това, той каза, че американците ще трябва да видят по-добра алтернатива, която действително да работи извън САЩ – и след това да подтикне политиците и частната индустрия да се справят по-добре у дома.

„Просто трябва да покажете, че това работи някъде. И след като направите това, това може да отключи пълната политическа парализа на Америка“, каза Грифит.

В САЩ успешното представяне на слънчевире покриви ще се върти повече около избягването на сметките за комунални услуги и бунт срещу комуналните услуги и правителствата, отколкото около спасяването на Земята, добави Грифит. Като се имат предвид тези икономически и политически реалности, той каза, че е по-вероятно покривните слънчеви панели първо да излетят в по-консервативни щати като Тексас или Флорида.

„Това ще бъде компания на име Liberation Solar – това ще бъде най-големият соларен инсталатор в САЩ“, каза той, може би само отчасти на шега.

Още по темата:

Колко е нужно, за да се считате от средната класа в 20 големи града в САЩ?

Мъск към служителите на Tesla: Не бъдете прекалено обезпокоени от лудостта на пазара