تكلفة مناخية 100٪ طاقة متجددة

ما هي كمية الوقود الأحفوري اللازمة لبناء نظام طاقة خالٍ من ثاني أكسيد الكربون؟

مجلس المستقبل العالمي وتضافرت جهود LINGO لدراسة هذا السؤال بمزيد من التفصيل. النتائج؟ من منظور ميزانية الكربون العالمية ، تحول الطاقة إلى احتياجات الطاقة المتجددة بنسبة 100٪ أقل من عام من الانبعاثات العالمية.

كيف نصل إلى هذا الاستنتاج؟ قدر خبراؤنا الدكتور ماتياس كرول (WFC) وكجيل كوهني (LINGO) الطاقة الإضافية المطلوبة وانبعاثات ثاني أكسيد الكربون الناتجة عن بناء بنية تحتية للطاقة المتجددة بنسبة 2٪. كنقطة انطلاق ، تم افتراض رقم الطلب العالمي على الطاقة البالغ 100 تيراوات في عام 23.6 (ثورة الطاقة غرينبيس، 2015 ، الصفحة 13). بالطبع ، تتناقص الطاقة اللازمة لإنتاج وحدات الطاقة المتجددة بمرور الوقت وتختلف أيضًا اعتمادًا على التكنولوجيا المستخدمة ، لذلك يمكننا فقط تقدير حجم انبعاثات ثاني أكسيد الكربون الناتجة عن تحول الطاقة.

تظهر حساباتنا أنه سيتم انبعاث حوالي 25 جيجا طن من ثاني أكسيد الكربون لبناء نظام طاقة متجددة بنسبة 2٪. يُصدر العالم حاليًا 100 جيجا طن من ثاني أكسيد الكربون سنويًا:

    UNIT المصدر / التعليقات
       
الطاقة المتجددة المركبة 2015 1.8 TW http://www.ren21.net/inc/ uploads/2016/06/GSR_2016_Full_ Report.pdf
الطاقة المتجددة المزمع بناؤها 2015-2050 21.8 TW  
النسبة المئوية للطاقة الشمسية الكهروضوئية 50 %  
نسبة طاقة الرياح 50 %  
احتياجات الطاقة لبناء الألواح الشمسية 4000 MJ / م 2 من الألواح الشمسية http://www.clca.columbia.edu/ Task12_LCI_LCA_10_21_Final_ Report.pdf
سعة الألواح الشمسية 1m2 150 W  
كثافة الانبعاثات الحالية للكهرباء 0,5 كجم CO2 / KWh https://www.iea.org/newsroom/ graphics/2015-04-28-carbon-emissions-from-electricity-generation-for-the-top-ten-producer.html
انبعاثات الإنتاج لكل W قدرة شمسية 3.9 كجم  
انبعاثات طاقة الرياح 12 gCO2e / KWh الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ (2014) https://www.ipcc.ch/pdf/ rating-report / ar5 / wg3 / ipcc_wg3_ ar5_annex-iii.pdf
عامل قدرة الرياح 30 %  
20 سنة من إنتاج الطاقة لكل وات القدرة المركبة 52.6 كيلوواط ساعة  
انبعاثات الإنتاج لكل سعة رياح وات 0.6 كجم CO2e  
انبعاثات إنتاج القدرة المراد بناؤها 49.7 جيجا طن ثاني أكسيد الكربون بافتراض مزيج الطاقة اليوم
انبعاثات إنتاج القدرة المراد بناؤها 24.8 جيجا طن ثاني أكسيد الكربون بافتراض حدوث انخفاض خطي في انبعاثات الإنتاج من 100٪ في عام 2015 إلى 0٪ في عام 2050

لتبسيط تقدير الانبعاثات لإضافات السعة ، افترضنا مزيجًا مبسطًا من الطاقة بنسبة 50٪ من الرياح و 50٪ من الطاقة الشمسية. قد يؤدي شيئين على الأقل إلى تغيير النتيجة: من ناحية أخرى ، قد يتم تقليل انبعاثات إنتاج الألواح الشمسية بشكل أسرع من الطريقة الخطية ، بسبب الكفاءة (على عكس إزالة الكربون من نظام الطاقة). من ناحية أخرى ، لم نحسب الطاقة اللازمة لبناء سعة التخزين واتخاذ تدابير لتقليل احتياجات التدفئة. يشير هذان العاملان إلى اتجاهين متعاكسين ، لذا فإن التوازن إلى حد ما.

الخلاصة من منظور أ ميزانية الكربون العالمية، يمكن للمرء أن يقول إن تحول الطاقة العالمي إلى طاقة متجددة بنسبة 100٪ يأتي "رخيصًا" نسبيًا - يحتاج إلى أقل من عام من الانبعاثات العالمية. ومع ذلك ، فإن العلم حول التأثيرات طويلة المدى لمستويات ثاني أكسيد الكربون فوق 2 جزء في المليون (هانسن وآخرون. 2008) يشير إلى عدم وجود مجال للرضا عن النفس. نحن بحاجة ماسة إلى الشروع في الانتقال إلى اقتصاد الطاقة النظيفة بنسبة 100٪ على نطاق عالمي للتأكد من أن الاحتباس الحراري لا يؤدي إلى رد فعل هروب في نظام المناخ العالمي ، بما في ذلك "قنابل" الكربون الضخمة مثل غاز الميثان من قاع المحيط الذي قد يقزم الانبعاثات البشرية.

وعلى الرغم من أن حركة الطاقة المتجددة العالمية 100٪ أمر مشجع للغاية ، ومسارات السياسة الحالية بعيدة كل البعد عن توجيهنا في هذا الاتجاه. تعمل بعض الحكومات بالفعل على إبطاء عملية التحول ، والتدابير التشريعية تقصر ، وتكتسب مجموعات المصالح المتعلقة بالطاقة الأحفورية السلطة السياسية.

بدلاً من ذلك ، يجب على صانعي السياسات دمج هذه الحقائق عند تطوير المساهمات المحددة وطنيًا والسياسات المالية والطاقة الوطنية في السنوات القادمة. يجب إلغاء دعم الوقود الأحفوري بسرعة ، يجب إعادة توجيه سياسات الطاقة نحو تلبية الاحتياجات الأساسية بطريقة فعالةآليات تمويل جديدة لبدء استخدام الطاقة المتجددة يجب أن يتم تأسيسها وقبل كل شيء ، يجب على وجه السرعة وقف الاستثمارات والدعم لاستخراج الوقود الأحفوري الجديد والبنية التحتية.

تعطي حساباتنا الأمل في إمكانية الانتقال إلى طاقة متجددة بنسبة 100٪ دون إضافة عبء كبير على مستويات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي. لن يحدث هذا في الوقت المناسب لتجنب الفوضى المناخية دون بذل جهود إضافية كبيرة.