Warum wir unsere Welt in einen nachhaltigen elektrischen Planeten verwandeln müssen

Warum wir unsere Welt in einen nachhaltigen elektrischen Planeten verwandeln müssen

Ich möchte, dass Sie sich eine Autobahn vorstellen, die ausschließlich der Energieversorgung der Welt gewidmet ist.

Jede Fahrspur ist auf Lastwagen beschränkt, die eine der sieben großen Primärenergiequellen der Welt transportieren: Kohle, Öl, Erdgas, Atomkraft, Wasser, Sonne und Wind.

Unsere derzeitige Energiesicherheit hat ihren Preis: die Kohlendioxidemissionen der Lastwagen auf den drei verkehrsreichsten Fahrspuren: die für Kohle, Öl und Erdgas.

Wir können nicht einfach über Nacht Straßensperren errichten, um diese Lastwagen anzuhalten. Sie tragen die überwiegende Mehrheit der weltweiten Energieversorgung.

Was aber, wenn wir die Produktion sauberer Elektrizität, die von den Lastwagen auf den Solar- und Windspuren getragen wird, drei- oder viermal in eine wirtschaftlich effiziente Zukunft sauberer Energie ausbauen?

Denken Sie an Elektroautos statt an Benzinautos. Denken Sie an elektrische Fabriken statt an ölverbrennende Fabriken. Sauberer und billiger zu betreiben. Ein technologiegetriebener geordneter Übergang. Probleme, die durch Technologie verursacht und durch Technologie gelöst werden.

Machen Sie keinen Fehler, dies wird die größte technische Herausforderung sein, die jemals unternommen wurde. Das Energiesystem ist riesig, und selbst mit international engagierten und zielgerichteten Anstrengungen wird der Übergang viele Jahrzehnte dauern.

Es wird auch eine respektvolle Planung und Umschulung erfordern, um sicherzustellen, dass betroffene Personen und Gemeinschaften, die unseren Energiefortschritt seit Generationen vorantreiben, während des Übergangs unterstützt werden.

Wie Tony, ein Arbeiter aus einem Kohlekraftwerk in Gippsland, vom Publikum an bemerkte Das Q + A-Programm dieser Woche:

Die Belegschaft ist hochinnovativ, wir sind bereit für die Herausforderung, wir werden uns an alles anpassen, was vor uns liegt, und das haben wir in der Vergangenheit bewiesen.

Dies ist eine Erinnerung daran, dass ein positiver Übergang erreicht werden kann, wenn Regierungen, Industrie, Gemeinden und Einzelpersonen eine Vision teilen.

Die erstaunlichen technologischen Fortschritte, die ich in den letzten zehn Jahren erlebt habe, machen mich optimistisch.

Erneuerbare Energien boomt weltweit und werden jetzt zu deutlich geringeren Kosten als je zuvor geliefert.

In Australien liegen die Kosten für die Stromerzeugung aus Wind und Sonne derzeit bei rund 50 US-Dollar pro Megawattstunde.

Selbst wenn die Variabilität durch Lagerung gefestigt wird, kann die Preis für Solar- und Windstrom ist niedriger als die bestehende gasbetriebene Stromerzeugung und ähnelt der neu gebauten kohlebefeuerten Stromerzeugung.

Dies hat zu einer erheblichen Aufnahme von Solar- und Windstrom in Australien und vor allem zu Projektionen von a geführt Reduzierung der Emissionen im Elektrizitätssektor um 33% bis 2030im Vergleich zu 2005.

Und dieser Preistrend wird sich nur fortsetzen, wenn in einem kürzlich veröffentlichten Bericht der Vereinten Nationen festgestellt wird, dass allein im letzten Jahrzehnt die Kosten für Solarstrom anfallen fiel um 80%und wird noch weiter fallen.

Also sind wir auf dem Weg. Wir können das schaffen. Immer wieder haben wir gezeigt, dass keine Herausforderung für die Menschheit jenseits der Menschheit liegt.

Letztendlich müssen wir Solar und Wind durch eine Reihe von Technologien ergänzen, wie z. B. hohe Speicherkapazität, Fernübertragung und eine viel bessere Effizienz bei der Nutzung von Energie.

Während diese Technologien erweitert werden, brauchen wir heute einen Energiebegleiter, der schnell auf Änderungen der Sonnen- und Windleistung reagieren kann. Ein Energiebegleiter, der selbst relativ emissionsarm ist und nur bei Bedarf funktioniert.

Kurzfristig haben es Premierminister Scott Morrison und Energieminister Angus Taylor getan zuvor angegebenErdgas wird diese entscheidende Rolle spielen.

Tatsächlich ermöglicht Erdgas den Nationen bereits den Übergang zu einer zuverlässigen und relativ emissionsarmen Stromversorgung.

Schauen Sie sich Großbritannien an, wo Kohlekraftwerke erzeugt werden stürzte ab von 75% im Jahr 1990 auf nur 2% im Jahr 2019.

Dies führte zu einem Anstieg von Solar-, Wind- und Wasserkraft von 2% auf 27%. Gleichzeitig, und dies ist der Schlüssel für eine zuverlässige Stromversorgung, stieg der Strom aus Erdgas von praktisch null im Jahr 1990 auf über 38% im Jahr 2019.

Mir ist bewusst, dass der Bau neuer Erdgasgeneratoren möglich ist als problematisch angesehenNehmen wir aber zunächst an, dass wir mit Solar, Wind und Erdgas eine zuverlässige, emissionsarme Stromversorgung erreichen.

Ist das genug? Nicht wirklich.

Wir brauchen immer noch eine hochdichte Quelle für transportablen Kraftstoff für schwere Langstrecken-Lkw.

Wir brauchen noch ein alternatives chemisches Ausgangsmaterial, um das zur Herstellung von Düngemitteln verwendete Ammoniak herzustellen.

Wir brauchen immer noch ein Mittel, um saubere Energie von einem Kontinent zum anderen zu transportieren.

Geben Sie den Helden: Wasserstoff.

Wasserstoff ist reichlich vorhanden. Tatsächlich ist es das am häufigsten vorkommende Element im Universum. Das einzige Problem ist, dass es nirgendwo auf der Erde einen Brunnen gibt, in dem man Wasserstoffgas finden kann.

Keine Panik. Glücklicherweise ist Wasserstoff in anderen Substanzen gebunden. Eine, die wir alle kennen: Wasser, das H in H₂O.

Wir haben zwei Möglichkeiten, Wasserstoff mit Emissionen nahe Null zu gewinnen.

Erstens können wir Wasser in einem Prozess namens Elektrolyse unter Verwendung von erneuerbarem Strom spalten.

Zweitens können wir Kohle und Erdgas verwenden, um das Wasser zu spalten und das dabei freigesetzte Kohlendioxid einzufangen und dauerhaft zu begraben.

Ich weiß, dass einige skeptisch sein können, weil die Abscheidung und dauerhafte Speicherung von Kohlenstoff in der Stromerzeugungsindustrie wirtschaftlich nicht rentabel war.

Das Verfahren zur Wasserstoffproduktion ist jedoch aus zwei entscheidenden Gründen wesentlich kostengünstiger.

Erstens, da Kohlendioxid als ein verbleibender Teil des Wasserstoffproduktionsprozesses zurückbleibt, gibt es keinen zusätzlichen Schritt und geringe zusätzliche Kosten für seine Extraktion.

Und zweitens ist die Extraktion des Kohlendioxids energieeffizienter und einfacher zu speichern, da das Verfahren bei einem viel höheren Druck arbeitet.

Wenn wir zur Elektrolyse-Produktionsroute zurückkehren, müssen wir auch erkennen, dass wir die Belastung der erneuerbaren Fahrspuren unserer Energiestraße verschärfen werden, wenn Wasserstoff ausschließlich aus Sonnen- und Windstrom erzeugt wird.

Denken Sie einen Moment an die enormen Mengen an Stahl, Aluminium und Beton, die zur Unterstützung, zum Bau und zur Wartung von Solar- und Windstrukturen benötigt werden. Und das Kupfer und die Seltenerdmetalle, die für die Drähte und Motoren benötigt werden. Und das Lithium, Nickel, Kobalt, Mangan und andere Batteriematerialien, die zur Stabilisierung des Systems benötigt werden.

Es wäre daher ratsam, sich mit einer anderen Energiequelle vor möglichen Ressourcenbeschränkungen zu schützen.

Durch die Erzeugung von Wasserstoff aus Erdgas oder Kohle, die Kohlenstoffabscheidung und die dauerhafte Speicherung können wir unsere Energieautobahn um zwei weitere Fahrspuren erweitern und so sicherstellen, dass wir über vier Primärenergiequellen verfügen, um die Anforderungen der Zukunft zu erfüllen: Sonne, Wind, Wasserstoff aus Erdgas und Wasserstoff aus Kohle.

Darüber hinaus bietet Wasserstoff nach seiner Gewinnung einzigartige Lösungen für die verbleibenden Herausforderungen, denen wir uns auf unserem zukünftigen elektrischen Planeten gegenübersehen.

Erstens im Verkehrssektor Australiens größter Endverbraucher von Energie.

weil Wasserstoffbrennstoff Es transportiert viel mehr Energie als das Äquivalentgewicht von Batterien und bietet eine praktikable Alternative mit größerer Reichweite für den Antrieb von Langstreckenbussen, B-Doppel-LKWs, Zügen, die von Minen in Zentralaustralien zu Küstenhäfen fahren, sowie von Schiffen, die Passagiere befördern Waren auf der ganzen Welt.

Zweitens in der Industrie, wo Wasserstoff dazu beitragen kann, einige der größten Emissionsprobleme zu lösen.

Nehmen Sie die Stahlherstellung. In der heutigen Welt ist die Verwendung von Kohle in der Stahlherstellung für eine Staffelung verantwortlich 7% der Kohlendioxidemissionen.

Wenn wir an dieser Form der Stahlproduktion festhalten, wird dieser Prozentsatz frustrierend ansteigen, wenn wir Fortschritte bei der Dekarbonisierung anderer Wirtschaftssektoren erzielen.

Glücklicherweise kann sauberer Wasserstoff nicht nur die Energie liefern, die zum Heizen der Hochöfen benötigt wird, sondern auch den Kohlenstoff in der Kohle ersetzen, der zur Reduktion von Eisenoxid zu dem reinen Eisen verwendet wird, aus dem Stahl hergestellt wird. Und mit Wasserstoff als Reduktionsmittel ist Wasserdampf das einzige Nebenprodukt.

Dies hätte revolutionäre Auswirkungen auf die Reduzierung der globalen Emissionen.

Drittens kann Wasserstoff Energie speichern, nicht nur für einen regnerischen Tag, sondern auch, um Sonnenschein von unseren Küsten, wo es reichlich vorhanden ist, in Länder zu transportieren, in denen er benötigt wird.

Lassen Sie mich diesen Punkt veranschaulichen. Im Dezember letzten Jahres durfte ich Zeuge des Starts des weltweit ersten verflüssigten Wasserstoffträgerschiffs in Japan werden.

Als das Schiff ins Wasser rutschte, sah ich es nicht nur als Start des ersten Schiffstyps, der jemals gebaut wurde, sondern als Start einer neuen Ära, in der saubere Energie routinemäßig zwischen den Kontinenten transportiert wird. Versand Sonnenschein.

Und da Wasserstoff ähnlich wie Erdgas funktioniert, können unsere Erdgasgeneratoren künftig so umgerüstet werden, dass sie mit Wasserstoff betrieben werden - und ein potenzielles Erbe in einen zusätzlichen Bonus verwandeln.

Wasserstoffbetriebene Wirtschaft

Wir stehen wirklich am Beginn einer neuen, florierenden Branche.

Es gibt eine fast Ein weltweiter Markt von 2 Billionen US-Dollar für Wasserstoff kommt 2050, vorausgesetzt, wir können den Preis für die Herstellung von Wasserstoff auf deutlich weniger als 2 AUD pro Kilogramm senken.

In Australien verfügen wir über das verfügbare Land, die natürlichen Ressourcen, die intelligenten Technologien, die globalen Netzwerke und das Branchenwissen.

Und wir haben jetzt das Engagement, mit dem Nationale Wasserstoffstrategie einstimmig verabschiedet auf einem Treffen der Regierungen von Commonwealth, Staat und Territorium Ende letzten Jahres.

Während ich über meine Amtszeit als Chief Scientist nachdenke, war es in meinem letzten Jahr in der Tat eine meiner stolzesten Errungenschaften, den Vorsitz bei der Entwicklung dieser Strategie zu führen.

Die vollständigen Ergebnisse werden nicht über Nacht zu sehen sein, aber sie haben den Anstoß gegeben, und wenn wir uns weiterhin um sie kümmern, werden sie zu einem ganz neuen Bereich praktischer Anwendungen und ungeahnter Möglichkeiten.

Dies ist ein bearbeiteter Auszug von a Rede an den National Press Club of Australia am 12. Februar 2020. Die vollständige Rede ist verfügbar hier.Das Gespräch

Über den Autor

Alan Finkel, Australiens Chief Scientist, Büro des Chefwissenschaftlers

Dieser Artikel wird erneut veröffentlicht Das Gespräch unter einer Creative Commons-Lizenz. Lies das Original Artikel.

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