Kai kurios šioje svetainėje pateikiamos kalbos gali būti automatiškai išverstos ir jose gali būti klaidų. Padėkite jį patobulinti Skaityti originalą anglų kalba
NASA's Mod-1 vėjo turbina stovi ant kalvos viršūnės, Bune, Šiaurės Karolinoje, 1979 m.
Žalioji iniciatyva

Energijos šaltinių palyginimas

Kiekviena kilovatvalanda turi paslėptą istoriją: kasyklą, gamyklą, kaminą ar peilį – palyginkite juos sąžiningai ir vaizdas bus aiškesnis nei diskusijos.

NASA Glenn Research Center

1979 m. NASA įjungė Mod-1, dviejų menčių vėjo turbiną su 61 metro skersmens rotoriumi, ant Šiaurės Karolinos kalno. Tai buvo viena didžiausių turbinų savo laikais ir vienas pirmųjų bandymų padaryti vėjo energiją rimta tinklo dalimi. Po keturiasdešimties metų vėjo ir saulės energija yra sparčiausiai augantys elektros šaltiniai planetoje. Norint suprasti, kodėl ir ko jie vis dar negali padaryti, padeda palyginti kiekvieną šaltinį tomis pačiomis sąlygomis.

Visas gyvenimas, ne tik kaminas

Elektros jėgainės išmetamas teršalų kiekis nesibaigia prie kamino. Turi būti pagamintas plienas ir betonas, iškastas ir transportuotas kuras, o galiausiai viskas turi būti išmontuota. Gyvavimo ciklo įvertinimai visa tai prideda prie vienos kilovatvario valandos. Tarpvyriausybinės klimato kaitos komisijos (IPCC) šimtų tokių tyrimų apžvalga pateikia aiškų reitingą: anglis išmeta apie 820 gramų CO2 ekvivalento kilovatvalandei, dujos apie 490, o vėjo, branduolinė ir hidroenergija yra nuo 10 iki 25, o saulės energija - nuo 40 iki 50.

Panašiai yra ir su sauga. Jei skaičiuojame mirčių dėl nelaimingų atsitikimų ir oro taršos skaičių vienam elektros energijos vienetui, anglys ir nafta yra pavojingiausi šaltiniai, nes juos deginant į orą patenka kietųjų dalelių. Vėjo, branduolinir saulės energija yra šimtus kartų saugesnės.

820 gCO2 ekvivalentas kWh iš anglių, gyvavimo ciklo mediana (TKKG 5-oji ataskaita)
11 gCO2 ekvivalentas kWh sausumoje išgaunamos vėjo energijos (TKKG 5-oji ataskaita)
24.6mirčių vienam TWh iš anglies, palyginti su 0,04 vėjo (Mūsų pasaulis duomenyse)

Ką kiekvienas šaltinis gerai daro

  • Anglis ir dujos gali būti įjungtos, kai reikia, tačiau jos turi didžiausią emisiją ir taršą. Deginant dujas išskiriama maždaug perpus mažiau CO2 nei deginant anglį, tačiau dėl metano nuotėkio šis skirtumas sumažėja.
  • Branduolinė veikia stabiliai, išskiria labai mažai teršalų ir turi nedidelį žemės pėdsaką; ji yra brangi ir lėta statyti, o atliekos turi būti tvarkomos labai ilgą laiką.
  • Hidroenergija Žemės ūkis yra lankstus ir mažai anglies dvideginio išskiriantis, tačiau užtvankos suformuoja potvynių slėnius ir keičia upes.
  • Vėjas yra viena pigiausių naujų elektros energijos rūšių; ji kinta priklausomai nuo oro sąlygų ir jai reikia vietos, tinklų ir vis dažniau – saugyklų.
  • Saulė yra pigus, modulinis ir tinka ant stogų nuo kaimo iki dangoraižio; jis negamina nieko naktį ir mažiau žiemą.
Du milžiniški kasimo ekskavatoriai didelėje smėlėtoje atviroje kasykloje, su žaliais laukais ir vėjo jėgainių eilėmis horizonte.
Kasimo ekskavatoriai Garzweiler atviroje rudųjų anglių kasykloje Vakarų Vokietijoje, 2019 m., su vėjo jėgainių eilėmis horizonte. Anglies atveju paslėpta vienos kilovatvalandės istorija prasideda tokioje kaip ši kasykloje. Photo: Arne Müseler, CC BY-SA 3.0 DE

Nėra tobulo šaltinio. Yra tik geresnių ir blogesnių mišinių, o mes turime pasirinkti kokį mišinį.

Trūkstantys elementai: lankstumas

Švarios elektros energijos sistemos iššūkis yra ne vidutiniškai gaminti pakankamai energijos, bet kiekvieną sekundę suderinti pasiūlą ir paklausą. Akumuliatoriai, siurbliai, stipresni tinklai, kurie dalijasi energija tarp regionų, paklausa, kuri seka saulę ir vėją, ir tvirti mažai anglies dvideginio išskiriantys šaltiniai – visa tai užpildo šią spragą. Štai kodėl mes taip pat tiriame modulinę kartą, kuri gali būti ten, kur naudojama energija, pavyzdžiui, Fan Wall.

Patikrinti sprendimai: tinklai, kurie jau pasikeitė

Švari elektros energija – tai ne tik prognozė. Keletas šalių per vieną kartą atstatė didžiąją dalį savo energijos tiekimo, kiekviena iš jų naudodama turimus išteklius: vėją, vandenį, Žemės šilumą ar saulę. Visi žemiau pateikti skaičiai yra kiekvienos šalies elektros energijos gamybos dalis, remiantis Ember ir Energetikos instituto duomenimis, surinktais Our World in Data, nebent nurodytas kitas šaltinis.

  • Danija: vėjo energija kaip pagrindas. Iškastinis kuras sudarė 84 procentus Danijos elektros energijos 2000 m. ir 11 procentų 2024 metais. Vien vėjo jėgainės sudaro 58 proc., bioenergija – apie penktadalį, o saulės energijos dalis nuo 2012 m. išaugo beveik iki nulio ir dabar siekia 11 proc.
  • Urugvajus: perėjimas mažiau nei per dešimtmetį. Urugvajus sausais metais pasikliaudavo savo užtvankomis ir nafta bei dujomis; 2008 m. iškastinio kuro gamyba sudarė 39 proc. elektros energijos. Wind grew from about 1 percent in 2013 to 32 percent in 2018. Net 2023 metais, kai hidroenergijos gamyba bus labai maža, iškastinio kuro dalis sudarys mažiau nei 8 proc., o 2024 metais – apie 1 proc.
  • Kenija: šiluma iš Rifto slėnio. Geoterminė energija iš Rift Valley garo gręžinių 2000 metais sudarė 10 % Kenijos elektros energijos, o 2024 metais – 45 %, daugiau nei bet kuris kitas šaltinis. Hidro, vėjo ir saulės energija dabar sudaro daugiau nei devynis dešimtadalius Kenijos elektros energijos, palyginti su 40 procentų 2000 metais.
  • Škotija: daugiau nei jai reikia. 2024 m. Škotija pagamino rekordinį kiekį – 38,4 TWh atsinaujinančios elektros energijos, iš jų 30,1 TWh – vėjo jėgainėse, ir eksportavo į likusią Jungtinės Karalystės dalį 19,7 TWh daugiau elektros energijos, nei importavo (Škotijos vyriausybė, 2025 m.).
  • Jungtinė Karalystė: anglies pabaiga. 2000 m. trys ketvirtadaliai Britanijos elektros buvo pagaminti iš iškastinio kuro; 2024 m. Apie trečdalį, o vėjas sudarė 29 proc. 2024 m. rudenį paskutinė anglimi kūrenama elektrinė Ratcliffe-on-Soar bus uždaryta po 50 metų, o Didžioji Britanija taps pirmąja didele ekonomika, kuri nustos naudoti anglį elektros gamybai (UK Government, 2024).
  • Brazilija: vanduo, vėjas ir saulė. Hidroenergija jau dešimtmečius tiekia didžiąją dalį Brazilijos elektros energijos. Nuo 2010 m. šalis greitai pridėjo vėjo ir saulės energiją: kartu jie pagamino 24 proc. savo elektros energijos 2024 m., palyginti su mažiau nei puse procento 2010 metais.
  • Kosta Rika: beveik visi atsinaujinantys. Hidro, geoterminė ir vėjo energija nuo 2015 m. Kiekvienais metais tiekia daugiau nei 98 proc. Kosta Rikos elektros energijos.
  • Bangladešas: šviesa be elektros tinklo. Daugelis Bangladešo kaimų buvo toli nuo bet kokios elektros linijos. Nuo 2003 m. sausio Bangladešo finansų bendrovė IDCOL, pirmą kartą remiama Pasaulio banko, finansavo mažas saulės energijos sistemas namuose netinkliams kaimo namų ūkiams. Iki 2019 m. Sausio mėn. Buvo įrengta apie 4,1 milijono saulės baterijų, kurios aprūpino saulės energija apie 18 milijonų žmonių, 12 procentų gyventojų, kurie savo namus apšvietė žibalu (IDCOL).
Balti garai kyla iš ilgos žemos geoterminės elektrinės sausoje kalvos pusėje po debesuotu dangumi.
Olkaria III geoterminė jėgainė netoli Naivašos, Kenijos Rift Valley. Šiuo metu iš tokių šulinių gaunamas garas sudaro daugiau Kenijos elektros energijos nei bet kuris kitas šaltinis. Photo: Bbossoxx, CC BY-SA 4.0

Kodėl tai tapo pigu: mokymosi kreivė

Priežastis, kodėl šie perėjimai paspartėjo yra kaina. Saulės modulis kainavo apie 132 dolerius už vatą 1975 metais ir 27 centus 2024 metais, šiandieniniais pinigais: 99,8 procentų pigiau (Mūsų pasaulis duomenyse). Ekonomistai vadina šį modelį mokymosi kreivė: kiekvieną kartą, kai bendras pasaulyje įrengtas pajėgumas padvigubėjo, modulio kaina sumažėjo maždaug nuo penktadalio iki ketvirtadalio, nes gamyklos augo, dizainas tobulėjo ir tiekimo grandinės brandėjo. Baterijos sekė tą patį kelią. Ličio jonų elementai kainuoja apie 9200 dolerių už kilovatvalandę 1991 m. Ir 78 dolerius 2024 m., Daugiau nei 99 proc. Mažiau (Ritchie, Our World in Data), o vidutinė baterijos kaina sumažėjo 20 procentų vien 2024 m. Iki 115 dolerių už kilovatvalandę (BloombergNEF, 2024).

Pigiausia energija ateityje yra ta, kurią mes praktikuojame statydami. Kiekviena įdiegta plokštė daro kitą pigesnę.

Kvietimas teikti idėjas

Iš pirmiau pateikto palyginimo aiškiai matyti, kad bet koks naujas energijos gamybos ar taupymo būdas turi konkuruoti su jau ir taip pigiais ir švariais šaltiniais. Ant pastato, etalonas yra ant stogo montuojama saulės baterija. Tai aukštas kartelė, ir tai yra būtent kodėl mes norime daugiau žmonių galvoti apie jį. Mūsų Fan Wall yra viena idėja, kurią mes atvirai išbandome, įskaitant tai, kur ji nepavyksta. Tai tik viena idėja. Tikroji užduotis - rasti sprendimus likusioms problemoms: elektros energijos tiekimui naktį ir žiemą, šildymui namuose ir pramonėje, perpildytiems stogams ir tinklams, kuriems reikia lankstumo.

An airview of a suburb of red and grey roofs among gardens and trees, many of the roofs covered with dark solar panels.
Priemiesčio stogai su saulės baterijomis Kanberoje, Australijoje. Pastato atveju tai yra kiekvienos naujos idėjos, kurią reikia įgyvendinti, etalonas. Photo: Benlisquare, CC BY-SA 4.0

Mes norėtume išgirsti jūsų idėjas, ir yra du būdai, kaip idėja gali eiti nuo čia.

  • Idejai reikia veikiančio modelio. Kai kurie fondo nariai gali turėti kontaktų, kurie galėtų išgirsti stiprios idėjos idėją. Kad būtų įgyvendinta, idėjai reikia veikiančio, realaus modelio, kuris iš tikrųjų gamina energiją, o jo galia matuojama prietaisu, o ne reikalaujama. Virdulio dydžio prototipas su užregistruotu skaitikliu pasako daugiau nei bet koks brėžinys.
  • Popierinės idėjos taip pat yra laukiami. Gerai pagrįsta idėja be techninės įrangos vis dar gali būti paskelbta čia svetainėje, jei ji yra tvirta: fizika patikrinama, skaičiai yra sąžiningi ir pigiausias testas yra aiškus. Taip geros idėjos randa žmones, kurie gali jas įgyvendinti.

Būkite realistai dėl skirtumo: pritraukti kapitalą be veikiančio modelio yra labai sunku, ir niekas čia nėra finansavimo, grąžos ar įvedimo pažadas. Mes galime tik pažadėti, kad skaičiai bus rimtai ir viešai perskaityti.

Kiekviena alternatyva, paaiškinta

Kiekviename straipsnyje aptariama fizika, ribos, realūs projektai su išmatuotais rezultatais, kaina palyginti su stogo saulės energija ir ko reikėtų darbiniam prototipui.

Kryptys, kurias verta ištirti

Tai yra pradiniai taškai su realia fizika už jų, kiekvienas su riba idėja turi gerbti. Kiekviena radaro idėja turi savo išsamų straipsnį, nurodytą žemiau, parašytą su tokiu pat sąžiningumu kaip ir mūsų Fan Wall tyrimas.

  • Saulės paviršiai, kurie atlieka du darbus. Fasadai, triukšmo barjerai, automobilių stovėjimo aikštelių stogeliai ir kanalų dangčiai, kurie gamina elektros energiją, tuo pat metu šešėliuoja ar apsaugo kažką kita. Hibridinės fotovoltinės plokštės prideda šilumos: maždaug 100–700 kWh šilumos vienam kvadratiniam metrui per metus, be elektros energijos (IEA SHC Task 60, 2020). Ribą sudaro pati saulės šviesa: geriausiu atveju apie 1 kW kvadratiniam metrui. Skaityti: saulės stogai, kurie taip pat gamina šilumą.
  • Ūkiai ir rezervuarai, kurie taip pat renka saulės šviesą. Buvo sumodeliuota, kad agrofotovoltinės sistemos iš tos pačios žemės gauna 35–73 proc. daugiau nei atskiros kultūros ir plokštės (Dupraz et al., 2011). Plūduriuojanti saulės energija 30 procentų tinkamų rezervuarų galėtų pagaminti apie 9400 TWh per metus, maždaug trečdalį šiandieninės pasaulio elektros energijos ir sumažinti garavimo (Jin et al., 2023). Skaitykite: agrofotovoltinė energija ir plūduriuojanti saulės energija.
  • Šilumos, ne tik elektros energija. Šiluma sudaro apie pusę pasaulio galutinės energijos vartojimo (IEA, atsinaujinančios energijos 2019). Smėlio ir akmens šilumos baterijos savaitėms kaupia pigią vėjo ir saulės energiją; 100 MWh įrenginys pradėjo šildyti Suomijos Pornaineno miestą 2025 m. (Polar Night Energy). Žemės šilumos siurbliai tiekia apie keturis vienetus šilumos kiekvienam elektros energijos vienetui (IEA, 2022). Gamyklų, kanalizacijos ir duomenų centrų atliekinė šiluma vis dar daugiausia išmetama (Forman et al., 2016). Skaitykite: smėlio ir šilumos baterijos, žemės šaltinio šilumos siurbliai ir atliekų šiluma.
  • Vanduo, kuris jau juda. Potvynių srovės yra nuspėjamos dešimtmečiais į priekį; Škotijoje esantis MeyGen masyvas 2023 m. viršys 50 GWh. Bangos, upės, drėkinimo kanalai ir slėgio mažinimo vožtuvai vandens tinkluose – visi jie perduoda energiją, paprastai tik kilovatus vienam objektui, todėl pigūs standartiniai projektai yra svarbesni už rekordinius. Skaitykite: potvynių srovė, bangų energija ir maža ir vamzdynų hidroenergija.
  • Aukštesni vėjai. Vėjo jėgainė auga su vėjo greičio kubu, o vėjai kelių šimtų metrų aukštyje yra stipresni ir stabilesni. Energijos aitvarai yra bandymas juos pasiekti; „Google“ Makani po trylikos metų uždarytas 2020 m., O mažesnės įmonės toliau atlieka bandymus. Gera idėja čia turi paaiškinti patikimumą, o ne tik galią. Skaityti: energijos aitvarai.
  • Energijos naudojimas tinkamu laiku. Perėjimas, kai šildome vandenį, įkrauname automobilius ir vėsiname pastatus, yra pigiausia „elektrinė“ iš visų: vien Jungtinėse Amerikos Valstijose iki 2030 m. Yra apie 200 GW ekonomiškos lanksčios paklausos (Brattle, 2019). Idėjos, susijusios su programine įranga, tarifais ir paprastais namų prietaisais, taip pat laikomos energetikos idėjomis. Skaityti: paklausos lankstumas.

![Vaizdas iš oro daugiaaukštės automobilių stovėjimo aikštelės, kurios viršutinis aukštas yra padengtas ilgomis eilėmis saulės baterijų plokščių ant plieninių stogelio tarp medžių.](../../../assets/initiatives/solar-carport-natick.jpg “Saulės stogeliai virš viršutinio automobilių stovėjimo aikštelės aukšto Naticke, Masačusetso valstijoje: tas pats paviršius uždengia automobilius ir gamina elektros energiją. Nuotrauka: Stephen Coffrin, JAV energetikos departamentas (viešasis domenas)

Ką apima stipri idėja

  1. Kokią problemą ji išsprendžia, ir kam: miesto stogas, ūkis, gamykla, kaimas be tinklo.
  2. Fizikos patikrinimas. Kiek vatų vienam kvadratiniam metrui, arba vienai tonai, ar vienam litrui vandens? Kiek kWh per metus? Greitas palyginimas su aukščiau pateiktu etaloniniu tašku taupo kiekvieno laiką; David MacKay Tvari energija be karšto oro yra nemokamas vadovas, kaip tai padaryti sąžiningai.
  3. Kaina už kWh, net kaip apytikslis diapazonas, ir tai, kas turėtų tapti pigesnė, kad ji laimėtų.
  4. Kas turėtų būti tiesa, o pigiausias eksperimentas, kuris galėtų tai parodyti, nėra.
  5. Kam tai gali pakenkti, nuo laukinės gamtos iki kaimynų ir kaip jūs žinotumėte.

Gera idėja nebūtinai turi būti teisinga. Ji turi būti patikrinama ir sąžininga apie tai, kas įrodytų ją neteisinga.

Šį darbą atliekančios organizacijos

Šios ne pelno organizacijos padeda žmonėms gauti švarios ir prieinamos energijos ir skelbia savo pasiekimus. Pažvelkite į jų darbą ir, jei jis jus įtikins, apsvarstykite galimybę paaukoti jiems tiesiogiai. Local Solar System Fondas neturi jokių ryšių su jokiais iš jų ir nieko iš jų negauna. Prieš duodami, perskaitykite kiekvienos organizacijos ataskaitas ir patikrinkite, kaip ji vertina savo rezultatus. Toliau pateikti skaičiai yra pačių organizacijų.

  • SolarAid (Jungtinėje Karalystėje registruota labdaros organizacija 1115960) per savo socialinę įmonę tiekia saulės energijos lemputes kaimo šeimoms Afrikoje, esančios į pietus nuo Sacharos, kurios kitu atveju naudotų žibalą, žvakes ar žibintuvėlius. Iš viso buvo išleista 2,5 mln. egzempliorių ir parduota 13,3 mln. kopijų.
  • Solar Sister (JAV ne pelno siekianti organizacija) įdarbina, moko ir remia moteris verslininkes atokiose Afrikos šalyse į pietus nuo Sacharos, kad jos galėtų kurti verslą, parduodančias saulės energiją naudojančius apšvietimo produktus ir švarias virykles namų ūkiams, kurie neprisijungę prie elektros tinklo.
  • Practical Action (JK registruota labdaros organizacija 247257) dirba su Afrikos, Azijos ir Lotynų Amerikos bendruomenėmis, kurdama praktines technologijas kovai su skurdu, įskaitant prieigą prie švarios energijos, pavyzdžiui, atsinaujinančios energijos pabėgėlių stovyklose.
  • [RMI] (https://rmi.org/) (įkurta 1982 m. kaip Rocky Mountain Institute, JAV ne pelno organizacija) yra nepriklausoma mokslinių tyrimų organizacija, kuri dirba su vyriausybėmis, energetikos kompanijomis ir verslu daugiau nei 50 šalių, kad perkeltų energijos sistemas į švarų, nebrangią energiją.
  • Ember (nepriklausoma ne pelno siekianti mokslinių tyrimų organizacija, įkurta 2020 m.) skelbia nemokamus atvirus duomenis apie beveik kiekvienos šalies elektros energiją, įskaitant didelę dalį aukščiau pateiktoje diagramoje pateikiamų duomenų, kad kiekvienas galėtų patikrinti, kaip greitai keičiasi tinklai.
Jauna mergina mokyklos kieme žiūri žemyn į mažą geltoną saulėgrąžos formos saulės energiją naudojančią lemputę, kuri spindi jos rankose.
Adise Abeboje, Etiopijoje, moksleivė laiko savo pirmąją saulės energija varomą lemputę. Šeimoms be tinklo jungties maža saulės šviesa gali pakeisti žibalą ir žvakes. Nuotrauka: USAID Afrikoje (viešasis domenas)

Kaip galite padėti

  • Perjunkite savo tiekimą į atsinaujinančiosios energijos tarifą arba bendruomenės energijos schemą, jei tokia yra.
  • Naudokite galią, kai ji yra švari. Paleisti skalbimo mašinas ir įkrauti automobilius, kai yra daug vėjo ir saulės energijos; daugelis tinklų skelbia anglies dioksido intensyvumą realiuoju laiku.
  • Padėkite plokštes ant stogų. Namai, mokyklos, prekybos centrai ir automobilių stovėjimo aikštelės yra paruoštos saulės vietos; paklauskite savo tarybos ir savo darbdavio.
  • Taupykite prieš generuodami. Izoliacija ir efektyvūs prietaisai tuo pačiu metu sumažina sąskaitas ir emisijas.
  • Paklauskite skaičių. Paklauskite savo elektros tiekėjo ir vyriausybės apie jūsų perkamos energijos gyvavimo ciklo emisijas.
  • Support the people doing the work. The organisations above bring solar light and clean power to families who have none, and publish open data and research; check their reports and give directly if their work convinces you.
  • Atsiųskite mums savo energinę idėją. Naudokite įnašo formą, pasirinkite Žaliąją iniciatyvą ir apibūdinkite savo idėją penkiais aukščiau išvardytais punktais. Jei turite veikiantį modelį, įtraukite jo išmatuotą rezultatą ir kaip jį išmatavote. Inžinieriai, studentai ir kūrėjai taip pat kviečiami peržiūrėti kitų žmonių idėjas įnašų lentoje.

Šaltiniai ir tolesnis skaitymas