Emocionant els mites d'energia dels 10 primers

  • 2019


Mite número 1

L'energia nuclear no és una solució segura

En un sondeig nacional recent, el 72% dels enquestats va expressar la seva preocupació per possibles accidents en centrals nuclears. Alguns creadors d'opinió han encoratjat aquesta inquietud: Steven Cohen, director executiu de l'Institut de la Terra de la Universitat de Columbia, ha anomenat energia nuclear "perillosa, complicada i controvertida políticament".

Durant les primeres sis dècades de l'era nuclear, tanmateix, menys de 100 persones han mort com a conseqüència d'accidents de plantes nuclears. I comparar les centrals nuclears modernes amb Chernobyl -el reactor ucraïnès que va causar directament 56 morts després d'una fusió del 1986- és com comparar els avions de combat de la Primera Guerra Mundial amb la F / A-18. Les noves centrals nuclears, incloent el reactor ràpid que es desenvolupen en el Laboratori Nacional d'Idaho (INL), contenen múltiples mecanismes d'apagat automàtic que redueixen de forma exponencial les probabilitats d'un colapso, fins i tot en un escenari més greu, com un accident industrial o un atac terrorista . I alguns també tenen la capacitat de gravar les barres de combustible gastades, una manera convenient de reutilitzar els residus nuclears en lloc d'enterrar-la durant milers d'anys.


Feu clic per ampliar

Les fonts d'energia com el carbó i el petroli poden semblar més segures que les nuclears, però estadísticament són molt més mortíferas. La mineria del carbó mata a centenars de persones anualment, principalment per danys cardíacs i malaltia pulmonar negra, però també per accidents devastadors com l'explosió de la mina d'abril a West Virginia. Els efectes subletals de la generació d'energia del carbó també són més grans. "La quantitat de radiació que emet una planta de carbó supera amb escreix la d'una planta d'energia nuclear, fins i tot si utilitzeu fregadores", diu Gerald E. Marsh, un físic nuclear jubilat que treballava al Laboratori Nacional d'Argonne. La contaminació per partícules de les plantes de carbó fa que gairebé 24.000 persones cada any moren prematurament de malalties com el càncer de pulmó. La producció de petroli també té riscos de seguretat i medi ambient, com ho demostra el recent vessament de petroli al Golf de Mèxic.

El subdirector adjunt del laboratori nuclear de INL, Kathryn McCarthy, pensa que la indústria pot superar el seu estigma. "Fa molt de temps des de Chernobyl i Three Mile Island", diu McCarthy, "i la gent està disposada a reconsiderar els beneficis de l'energia nuclear". Les plantes nuclears emeten només una petita fracció del diòxid de carboni que fan les fàbriques de carbó i alguns centenars d'instal·lacions nuclears podrien subministrar gairebé tota l'energia que necessiten els Estats Units, reduint la dependència dels combustibles fòssils.

Nota de l'editor: el nombre de morts prematures relacionades amb la radiació causades per la fusió de Txernòbil també són grans, que van des d'un estimat de 4000 (les Nacions Unides) fins a 93.000 (Greenpeace) a 985.000 (els autors de Chernobyl: Conseqüències de la catàstrofe per a la gent i el medi ambient, publicat aquest hivern). No obstant això, el reactor RBMK de Sèrbia dissenyat per Sèrbia, que va utilitzar un moderador de grafit i no tenia estructura de contenció, no s'utilitza als Estats Units, fins i tot en les plantes de segona generació més antigues.

Mite núm. 2

És clar, l'etanol de blat de moro és problemàtic, però Switchgrass estalviarà el dia

L'estimat del moviment de l'energia renovable durant anys, l'etanol a base de blat de moro ha quedat fora de favor per no fer-se bé en les seves promeses d'eficiència. L'etanol cel·lulòsic, a partir de peces vegetals que contenen cel·lulosa, com ara herbes i xips de fusta, sembla que serà la pròxima estrella del circuit de biocombustibles. Els seus cultius de combustible requereixen menys fertilitzants i utilitzen l'aigua de manera més eficient que el blat de moro. A més, es pot crear a partir de productes de residus com retalls de gespa i branques d'arbres.

Però el nou combustible haurà de superar importants reptes ambientals i financers. Per una, es necessita una gran quantitat de cel·lulosa per produir etanol en quantitats industrials, la qual cosa significa que moltes de les terres haurien de dedicar-se a la producció de combustible. "La baixa densitat de l'oferta és un problema", diu Tad Patzek, enginyer químic de la Universitat de Texas a Austin. "Per subministrar combustible, per exemple, a l'Àrea de la Badia, necessitareu una àrea de switchgrass més gran que totes les terres agrícoles de Califòrnia".

I ja que la cel·lulosa és dura i fibrosa, requereix processos de descomposició enzimàtics pesats per convertir la matèria vegetal en sucres simples que es poden fermentar en etanol. Aquests processos consumeixen grans quantitats d'energia i són tan cars que un estudi a Tecnologia Bioresource l'any passat es va concloure que l'etanol cel·lulòsic no serà competitiu amb la gasolina, tret que els preus del petroli queden per sobre dels 90 dòlars per barril.

Quan arribi aquest dia, la cel·lulosa podria jugar un paper modest en augmentar els subministraments. I això val més la investigació d'avui. Però esperem que els talls d'herba acabin amb el nostre hàbit d'oli.

L'energia eòlica és massa poc fiable

El primer és el primer:

L'energia eòlica és intermitent; és només la naturalesa de, bé, la natura. A causa de la imprevisibilitat del clima, les turbines solen generar només una cinquena part de l'energia que realitzarien si realment funcionaven 24/7. Dit això, els planificadors d'energia han dissenyat tàctiques per fer que l'energia eòlica sigui fiable.

Una de les millors maneres d'equilibrar el valor del vent ara és que ara no es tracta de construir connexions de xarxes entre diferents regions dels EUA. "Tenim sistemes de monitoratge que ens mostren els vents mentre passen per diferents regions", diu George Van Hoesen, soci director de Global Green Building, una empresa de consultoria ambiental a Missouri. "Comprenem els corrents i els fluxos". Armats amb aquestes dades i els models informàtics, els serveis públics poden planificar la generació d'energia excedent generada en una part del país a àrees que la necessiten.

La ciència dóna suport a aquesta estratègia. Un recent estudi de la Universitat de Stanford va trobar que quan molts parcs eòlics estan interconnectats a través de la xarxa, aproximadament un terç de l'electricitat que generen es pot comptar com una font fiable de potència durant tot el dia. (Les fonts d'energia eòlica menys fiables encara poden ser rendibles, per exemple, per carregar bateries per a vehicles elèctrics o produir combustible de transport d'hidrogen, per exemple). I un estudi de la Universitat de Delaware publicat aquesta primavera va concloure que una xarxa offshore, que unia els generadors eòlics al llarg del Costa Est, podria proporcionar una producció relativament estable. Al llarg d'un període de cinc anys simulat, el poder mai es va escapar completament.


Feu clic per ampliar

"A l'est dels Estats Units, les tempestes normalment es mouen per la costa", diu Willett Kempton, un autor principal. "Per tant, si els parcs eòlics marins estan connectats per una línia de transmissió, la potència de tot el conjunt és més consistent."

Tot i així, fins i tot les connexions de la xarxa més sofisticades tenen límits. Les projeccions més optimistes calculen que el vent pot subministrar al voltant del 30% de l'electricitat del planeta per a l'any 2030, per la qual cosa es necessitaran fonts d'energia com nuclear, hidroelèctrica i solar com a suplements. Pot ser que no sigui una gran idea posar totes les apostes al vent, però amb les últimes turbines que poden generar electricitat sense contaminació a menys de 5 cèntims de dòlar per quilowatts-hora, no seria intel·ligent deixar que el vent passe pel camí invertim en combustibles menys sostenibles, tampoc.

Algues creix en qualsevol lloc, així que convertir-lo en combustible serà barat

Creix en els estanys. Creix en streambeds. Fins i tot creix a la teva pica si t'oblides de fregar-la. Les algues són tan omnipresents que les startups com els biocombustibles de Solix i Aurora faciliten la visió dels organismes verds microscòpics que satisfan totes les necessitats de transport del planeta en penics un galó per a l'eternitat.

Però l'experimentació en profunditat suggereix que la supremacia dels combustibles d'algues no serà fàcil. Les soques d'algues que funcionen millor per al biodièsel són productors de lípids especialitzats que no prosperaran en cap cas. Els investigadors de les algues-fuel han intentat conrear els organismes en basses obertes durant dècades, però l'aigua sovint es contamina amb algues natives, que ràpidament superen les soques ricas en lípids.

Els biorreactors tancats tenen el seu propi conjunt de problemes. "Fins i tot relativament barats augmentaran dramàticament els costos de capital", diu l'enginyer bioquímic John Sheehan, que treballava en un projecte de combustible algètic de Laboratori Nacional d'Energies Renovables. A més, a mesura que augmenten els biorreactors, la disminució de les proporcions entre superfície i volum sovint dificulta que totes les algues obtinguin l'energia solar que necessiten, fent-les subtils per a la producció de combustible. El combustible d'algues pot acabar amb el combustible, però requerirà moltes proves, ajustaments tècnics i infraestructures costoses per arribar-hi.

El poder marítim és una causa perduda

A mesura que el nivell del mar s'aixeca i cau, les marees s'inclinen i surten dues vegades al dia, sense parar. És difícil imaginar una font de poder més previsible. No obstant això, el projecte d'aparador de la marea a Estats Units, una sèrie de turbines submarines ancorades al East River a la ciutat de Nova York, no ha estat exactament un èxit durant la nit. Dos dissenys de turbines inicials es van deixar anar durant diversos anys; les fulles i els eixos es van trencar perquè no eren prou forts per suportar la força gairebé constant de l'aigua.

Tot i així, és massa aviat per renunciar al poder de marees. La central tèrmica Rance a França té una capacitat instal·lada de 240 megawatts i ha estat en funcionament durant més de 40 anys. Les seves turbines de cabal axial són capaços de funcionar a mesura que flueix l'aigua en ambdues direccions. I després de diversos arrencades falses, la variant de Verdant Power va funcionar durant més de 9000 hores en una prova de 2008, oferint 70 megawatts-hora d'energia a dos usuaris finals. Aquest estiu, la posada en marxa de Natural Currents Energy Services planeja instal·lar turbines privades en dos projectes que portaran ports marítims a Nova Jersey. "Estem parlant de tot l'oceà movent-se en una direcció o una altra", diu Van Hoesen, de Green Green Building. "El gran volum d'energia ho fa molt atractiu".

El carbó net pot eliminar els cels d'emissions

La frase "carbó net" ha entrat recentment a l'argot dels planificadors d'energia i els candidats polítics, el que implica que el carbó, a més de subministrar una potència de càrrega base barata i confiable, pot ser una font d'energia respectuosa amb el medi ambient. El secretari d'Energia, Steven Chu, va recolzar aquest punt de vista i va anunciar que el Departament d'Energia gastaria més de tres mil milions de dòlars per finançar instal·lacions que capturin el diòxid de carboni del carbó i la fessin sota terra, reduint la contaminació de l'aire.

Desafortunadament, el carbó net i econòmic encara és un somni de canonada. Segons el Laboratori Nacional de Tecnologia Energètica, el cost de capturar diòxid de carboni de les plantes de carbó i emmagatzemar-lo en ubicacions subterrànies augmentarà el preu de l'electricitat del 30% al 100%, depenent del mètode utilitzat. A més, les centrals de carbó que realitzen el segrest cremen una quarta part de carbó més que les seves contraparts no millorades per produir la mateixa quantitat d'electricitat. Això significa operacions de mineria més destructives, més CO2 les emissions del transport i més cendres de carbó, el subproducte tòxic de tota la combustió de carbó. "Hem implementat algunes tecnologies que estan netejant l'aire", diu Mary Fox, un científic ambiental de la Universitat Johns Hopkins, "però això ha permès el desplaçament d'alguns d'aquests residus en residus sòlids".

Aquests desplaçaments poden comportar greus conseqüències per a la salut, com en el cas del purí de carbó que va forçar un dic a Tennessee, subministrament d'aigua amb mercuri, plom i arsènic. La eliminació de cendres tòxics amb responsabilitat podria costar més de 5 mil milions de dòlars anuals, de manera que els esforços per superar controls federals més estrictes sobre residus sòlids s'han estancat. Pel bé o el pitjor, el carbó produeix aproximadament la meitat de l'electricitat del país, de manera que la tecnologia per a instal·lacions properes genera un desenvolupament. Però cap avanç farà que gairebé 500 plantes ja operen als Estats Units per netejar el seu acte màgicament.

El risc dels terratrèmols fa que la geotèrmia profunda sigui poc realista

Les històries de terror sobre la profunda perforació geotèrmica van començar a circular després d'una sèrie de terratrèmols que van sacsejar la ciutat de Basilea, Suïssa, el 2006. I, de fet, una anàlisi científica va concloure que un sistema geotèrmic probablement va provocar els terratrèmols, causant un projecte similar a Califòrnia ser astut.

Però la geotèrmia profunda, també anomenada geotèrmica potenciada, també presenta diferents avantatges. A causa de que es fica en els quilòmetres càlids i secs per sota de la superfície, la perforació podria ser generalitzada.Un estudi recent liderat pel MIT va identificar 200.000 exajoules d'energia geotèrmica extractable profunda, que podria subministrar més de 2000 vegades l'ús anual de l'energia de la nació.

Les probabilitats són molt baixes que l'augment de la potència geotèrmica provocaria un terratrèmol en l'escala de, per exemple, la recent sacsejada a Xile, diu Colin Williams, un geofísic de l'equip de riscos per terratrèmols de l'enquesta geològica dels EUA. Fins i tot el terratrèmol més gran de Basilea, un 3,4 a l'escala de Richter, només causava danys mínims. I diuen els experts


Feu clic per ampliar

que si es construeixen plantes geotèrmiques millorades més allunyades de les ciutats-a les zones rurals d'Europa o als EUA occidentals, per exemple, qualsevol sismicitat induïda tindria menys efectes sobre la població humana. "Hem de dir que la tecnologia ha mort?" diu el científic Domenico Giardini, que va analitzar Basilea. "Absolutament no."

L'esquist dels EUA pot proporcionar independència energètica

L'oli d'esquist no ha rebut massa atenció des de la crisi del petroli dels anys setanta. Però avui, els defensors assenyalen una vegada més que hi ha més d'un bilió de barrils de petroli tancats en els dipòsits de pissarra de Colorado, Utah i Wyoming, més que totes les reserves provades de petroli cru en el planeta. Seria suficient per satisfer la demanda petroliera actual dels EUA durant tot un segle.

El problema, ara i ara, rau en els costos econòmics i ecològics d'extreure l'oli. L'oli d'esquist natural es produeix en forma de quirògens, substàncies sòlides i ceroses amb una textura similar a la de ChapStick. Una vegada que els quirògens s'escalen a més de 500 F, s'exaginen hidrocarburs, que han de ser tractats amb hidrogen per processar-los en combustibles utilitzables, un procés molt intensiu en energia que allibera grans quantitats de CO2.

I només per arribar a aquests quirògens, les companyies energètiques haurien de minar i processar milions de tones de pissarra de la terra, deixant enrere els metalls pesants tòxics i els sulfats que podrien penetrar a les aigües subterrànies. "Hi ha aigua


Feu clic per ampliar

problema de la contaminació ", diu Olayinka Ogunsola, enginyer del Departament d'Energia." També hi ha un problema de recuperació de terres: la mineria causaria molèsties a la zona ". La mineria i processament d'esquist també requereixen grans quantitats de producció d'aigua 2,5 milions de barrils de petroli d'esquist per dia requeriran de 105 a 315 milions de litres d'aigua al dia. Aquest podria ser el trencador més important de tots per als estats occidentals ressecats.

Per tant, mentre que l'extracte de petroli a partir de l'esquist dels EUA sigui tècnicament possible, l'escala d'aquesta empresa, tal com es mesura en acres i recursos naturals, mai no pot valer la pena.

L'energia solar mai pagarà per si mateixa

Els panells solars són certament cars, al voltant de $ 100 per peu quadrat per a una instal·lació típica, però, eventualment, està destinat a acabar en el costat positiu de l'equació.

Segons la companyia elèctrica solar de Califòrnia, pot trigar de vuit a dotze anys a recuperar-se en costos d'energia estalviats, la inversió es va convertir en una matriu solar fotovoltaica (fotovoltaica) bàsica. Però aquesta estimació varia molt depenent de factors com la mida de la matriu i la quantitat de llum solar que l'impacte, i els avanços en la tecnologia fotovoltaica segueixen escurçant el període de recuperació.

"La reducció més breu amb noves cèl·lules de pel·lícula prima és menys d'un any", diu Burr Zimmerman, enginyer químic i cofundador de l'Institut Kairos, que ofereix noves tecnologies al mercat. Gràcies a la producció accelerada i als materials més barats, els costos inicials continuen caient a la baixa; el preu de les cèl·lules solars ha disminuït quinze vegades des de 1980.

Després del període de recuperació inicial de la matriu solar, comença a obtenir alguns beneficis financers greus. Suposant que les cèl·lules solars tenen una esperança de vida mitjana de 30 anys, més del 50 per cent de les cèl lules solars de poder generen acaben sent lliures. "Hi ha problemes de manteniment", diu Zimmerman, però amb el pas del temps, "les cèl·lules solars definitivament et fan diners".

Mite núm. 10

Hem de fer el nostre camí fora del dilema energètic

Les discussions sobre el futur energètic d'Amèrica tendeixen a centrar-se en l'augment de la producció. No hi ha dubte que més mineria i perforació poden augmentar de manera modesta l'oferta general, però, com han demostrat els accidents recents, amb un fort cost humà i mediambiental. Les fonts renovables són prometedors, però es necessitaran temps i diners per implementar. "Sóc un gran defensor de les renovables, però també sóc advocat del sentit comú", diu David Hughes, un membre del Post Carbon Institute. "La conservació radical ha de ser el número u".

Els projectes d'Administració d'Informació Energètica dels EUA que, segons les polítiques vigents, el consum total d'energia creixerà un 14 per cent el 2035. Això no ha de ser el cas. Un informe publicat l'any passat per McKinsey & Company calcula que el desplegament generalitzat de mesures d'eficiència energètica pot fer-ho disminuir el consum en un 23 per cent de la demanda projectada per a l'any 2020. A més, aquestes mesures generarien un estalvi de $ 1.2 bilions, molt més que la inversió de 520 mil milions de dòlars necessària per implementar-los. La reducció corresponent de les emissions de gasos d'efecte hivernacle seria com dur tota la flota nord-americana de vehicles de passatgers fora de la carretera.

Les accions personals, sens dubte, ajuden: Una prova de Baltimore Gas and Electric del 2008 va demostrar que els clients que tenien mesuradors intel·ligents reduïen el seu ús energètic fins a un 37% durant els períodes màxims. I els díodes emissors de llum (LED) amb semiconductors tenen el potencial de reduir el consum energètic relacionat amb la il·luminació a una sisena part del seu nivell actual. El DOE estima que podríem avançar cap a aquest objectiu abans de l'any 2025, reduint l'ús d'energia d'il·luminació en un 29%, i estalviant col·lectivament $ 125 mil milions.

També hi ha un marge ampli per racionalitzar el consum energètic de la indústria. Si plantes com les refineries de petroli i les fàbriques d'acer converteixen la calor d'escapament en electricitat a través de la cogeneració, podrien collir 100 gigawatts addicionals, reduint CO2 emissions d'uns 400 milions de tones mètriques. L'estalvi d'energia, que resulta, és la nova font més econòmica.

Vídeo.

Article Següent