Электрические транспортные средства уже здесь, а электродвигатели приближаются. Стоит ли бояться электрификации экономики?

Электромобили — важный путь к углеродной нейтральности. Но скоро прибудут электрические самолеты — проявление изменение климата и поиски общества найти новые способы подпитки своего транспортного сектора и производства более чистой энергии.

Предположим, глобальное сообщество должно предотвратить климатическую катастрофу. Это означает использование меньшего количества нефти и угля и больше энергии ветра и солнца — электрификацию мировой экономики. Но ископаемое топливо в настоящее время обеспечивает 80% мировой энергии и будет продолжать играть роль в обеспечении упорядоченного и надежного перехода. Но нам следует больше опасаться изменения климата, чем электрификации.

«Я думаю, что это напугает людей, и они будут шокированы тем, насколько быстро это (энергетический переход) произойдет, но мы должны двигаться вперед», — говорит Джигар Шах, директор отдела кредитных программ в Министерстве энергетики США. «Америка снова должна быть в состоянии делать большие дела. Но это тяжело. Все тяжело. У нас есть нужные люди и технологии. Но как нам стать большими? Как двигаться более уверенно и как экспортировать эти решения в остальной мир?»

Комментарии Шаха прозвучали во время веб-трансляции, организованной Энергетическая ассоциация США в котором этот репортер задавал вопросы. Работа его офиса состоит в том, чтобы оценивать перспективные технологии и предоставлять первоначальные средства, необходимые для их запуска: «Частный сектор — это тот, кто управляет этим, и мы обеспечиваем его. Итак, если мы достигнем взлета, мы преуспели. Если нет, то нет».

Кредитный отдел Министерства энергетики начал с 40 миллиардов долларов, а Закон о снижении инфляции добавил 100 миллиардов долларов. Около половины этих денег будет направлено на возобновляемые источники энергии и автомобили на альтернативном топливе, а другая половина пойдет на проекты по улавливанию углерода и передовые ядерные конструкции.

Самый крупный кредит Министерства энергетики был предоставлен в 2010 году выскочке под названием Tesla Motors на сумму 465 миллионов долларов. Но Tesla погасила его на десятилетие раньше срока. Сейчас на предприятии работают тысячи. BloombergNEF говорит, что к 28 году 2030% всех новых автомобилей будут электромобилями, а к 58 году — 2040%.

Важно отметить, что гарантия по кредиту не является субсидией. Это запускает проекты и помогает привлечь Уолл-Стрит к инвестициям. Министерство энергетики ранее выделило 30 миллиардов долларов на 42 сделки по альтернативной энергетике, по которым налогоплательщикам была возвращена основная сумма плюс 500 миллионов долларов в виде процентных платежей.

«Домашние хозяйства переходят на электричество не из-за регулирования, а потому, что оно лучше», — говорит Шах. «Это снижение счетов» во время высоких цен на энергоносители.

«Мы хотим конкуренции. Но восемь нефтеперерабатывающих заводов планируется закрыть в течение следующих двух лет. Электромобили облегчают (производителям нефти) необходимость бурения скважин в самых труднодоступных местах для поиска нефти. У вас есть показатели снижения каждый год. Поэтому я не думаю, что вы видите такое сильное сопротивление со стороны нефтегазового сектора, как вы думаете».

Небо это предел

Электрический транспорт трансформирует наземные транспортные средства. В 2020 году было 48 моделей, а к 2024 году их будет 134. Воздушные перевозки — это потенциальный рынок, которому частично помогают автомобильные компании. Шах говорит, что производители самолетов подали четыре заявки на разработку электрических самолетов, которые будут использоваться в тандеме с реактивным топливом для коротких полетов.

«Мы еще не полностью оценили приложения, но есть большой интерес к электрическим самолетам», — говорит Шах.

Возьмите Эйр Канада, которая стремится к нулю к 2050 году: она заказала 30 гибридных самолетов у Heart Aerospace — самолет под названием ES-30. Не только авиакомпания приобрела долю в размере 5 миллиардов долларов, но и MicrosoftMSFT
Основатель корпорации Билл Гейтс. Это часть его Breakthrough Energy Ventures, которая инвестирует в многообещающие экологически чистые технологии. United Airlines также является инвестором Heart и купит у компании до 100 электрических самолетов.

Дальность полета на полностью электрическом топливе составляет 124 мили, что вдвое больше, чем при использовании реактивного топлива. Он летает на высоте 20,000 30 футов. Самолет будет летать в региональные аэропорты и обратно и вмещает 30 пассажиров. Четыре электродвигателя питают самолет от литий-ионных аккумуляторов и двух турбогенераторов, которые могут работать на экологичном авиационном топливе. Время зарядки от 50 до XNUMX минут. Ранее в этом году Heart совершил испытательный полет.

«На коммерческую авиацию приходится около 2%-3% всех глобальных выбросов углерода. Air Canada внимательно следит за своими выбросами парниковых газов и стремится уменьшить воздействие на окружающую среду». компания говорит. «Поскольку около 99% выбросов двуокиси углерода авиакомпании образуются в результате сгорания авиационных двигателей, существует сильная положительная корреляция между достижением наших экологических целей и сокращением расхода топлива, выбросов парниковых газов и наших эксплуатационных расходов».

Дорожная карта к Net Zero

Электрификация имеет решающее значение для транспорта. Но это также жизненно важно для производства электроэнергии, влияя на уровни выбросов и стоимость энергии. Электричество в настоящее время составляет 20% всего конечного потребления энергии в этой стране. Однако к 2050 году этот показатель может возрасти до 60%, что может сократить транспортные расходы как минимум на 10%, сообщает Исследовательский институт электроэнергетики.

Электрификация приносит пользу низкоуглеродному топливу и технологиям. Сюда входят возобновляемые источники энергии, которые за последнее десятилетие подскочили на 250,000 XNUMX мегаватт. Но это также приведет к увеличению производства зеленый водород из ветра и солнечной энергии. Кроме того, это приведет к большему объему выработки электроэнергии на месте с использованием передовых технологий хранения энергии и более значительным инвестициям в передовые технологии ядерной энергетики. Это топливо составляет половину безуглеродной энергии этой страны.

Это полезно и для экономики. Соединенные Штаты сократили свои ежегодные выбросы CO2, связанные с энергетикой, примерно на 1 миллиард тонн с 2005 года. Это представляет собой сокращение на 14%, даже несмотря на то, что экономика США выросла на 28%. Другими словами, экономический рост не обязательно должен приравниваться к повышению уровня загрязнения. Но это по-прежнему не устраняет необходимости в надежности и доступности, что означает наличие станций, работающих на природном газе, даже если они работают только в пиковые периоды.

«Электрификация осуществляется в различных формах, и по мере продвижения вперед нам потребуется больше электроэнергии, а не меньше», — говорит во время веб-трансляции Джим Мэтисон, главный исполнительный директор Национальной ассоциации сельских электрических кооперативов. «Это явно происходит в транспортном секторе».

Однако «нас беспокоит надежность, и вам необходимо всегда иметь доступные диспетчерские ресурсы для обслуживания сети. Это не могут быть 100% прерывистые ресурсы. У вас должна быть какая-то форма «всегда доступной энергии», такая как ядерная энергия или природный газ. «В ситуации, когда нам нужно больше электроэнергии, возникает вопрос: какая часть портфеля может быть получена за счет прерывистых ресурсов?»

Коммунальные предприятия могут продавать больше электроэнергии. Но они идут по тонкой грани. Возьмите Северо-ЗападныйСЗЕ
Energy, которая продает электроэнергию и природный газ в Монтане и Южной Дакоте, а также природный газ в Небраске: это указывает на то, что рынок энергии уникален, и топливо часто потребляется в зависимости от времени суток и года.

В нем подчеркивается, что природный газ не только укрепляет ветровую и солнечную энергию, когда погода неблагоприятна, но также говорится, что отрасль внедряет технологии для улавливания выбросов метана, мощного парникового газа. Его самое большое разочарование вызывает процесс регулирования, который медленно утверждает инфраструктурные проекты.

Если сеть передачи не будет расширена, Фонд энергии ветра говорит, что по крайней мере 51,000 XNUMX мегаватт возобновляемой энергии могут не выйти на рынок. Тогда углеродная нейтральность становится желаемым за действительное.

«Как и любой переход, это грязно и сложно, — говорит Роберт Роу, генеральный директор Northwestern Energy, во время симпозиума. «Это занимает больше времени, чем вы думали, но вы, возможно, достигли большего, когда оглядываетесь назад. К 2050 году большая часть мира сосредоточена на нулевом уровне выбросов. Но мы также должны ориентироваться на надежность и доступность как на необходимое, и мы не можем ничего сделать, чтобы поставить это под угрозу».

Если цель — углеродная нейтральность, то решение — электрификация экономики. переход на электромобили и потенциально электрические самолеты для более коротких полетов подчеркивают импульс. Примечательно, что энергетический переход также включает в себя производство электроэнергии, требующее природного газа и аккумуляторов для обеспечения постоянного освещения. При этом дорожная карта к нулевому результату ясна — сверхзаряженные инвестиции и инновации в перспективные технологии.