إن تحويل البنية التحتية للطاقة في العالم بأسره لتشغيلها على طاقة نظيفة ومتجددة يمكن أن يحارب بفعالية تغير المناخ المستمر ، ويزيل الوفيات الناجمة عن تلوث الهواء ، ويخلق فرص عمل ، ويعمل على استقرار أسعار الطاقة.
ويتمثل التحدي في مهمة شاقة. ولكن العلماء يقولون انه من الممكن.
يُعد الباحثون أول من يحدد خطط الدولة الفردية 50 التي تتطلب تغييرات هائلة في البنية التحتية والطرق التي نستهلك بها حاليًا الطاقة ، ولكن نوضح أن التحويل ممكن تقنيًا واقتصاديًا من خلال تنفيذ واسع النطاق للتكنولوجيات الحالية.
يقول مارك ز. جاكوبسون ، أستاذ الهندسة المدنية والبيئية بجامعة ستانفورد: "إن الحواجز الرئيسية هي الاجتماعية والسياسية ، وتغيير الصناعات". "إحدى الطرق للتغلب على العوائق هي إعلام الناس بما هو ممكن. من خلال إظهار أنه من الممكن تقنياً واقتصادياً ، يمكن لهذه الدراسة أن تقلل من الحواجز التي تحول دون حدوث تحول واسع النطاق. "
مطالب الطاقة
بدأ الباحثون من خلال إلقاء نظرة فاحصة على متطلبات الطاقة الحالية لكل ولاية ، وكيف ستتغير هذه المطالب في ظل ظروف العمل المعتادة بحلول عام 2050. لإنشاء صورة كاملة لاستخدام الطاقة في كل ولاية ، قاموا بفحص استخدام الطاقة في أربعة قطاعات: السكنية والتجارية والصناعية والنقل.
بالنسبة لكل قطاع ، قاموا بتحليل الكمية الحالية والمصدر الحالي للوقود المستهلك - الفحم ، النفط ، الغاز ، الطاقة النووية ، الطاقة المتجددة - وحسبت متطلبات الوقود إذا تم استبدال كل استخدام الوقود بالكهرباء. هذه خطوة صعبة للغاية - فهي تفترض أن جميع السيارات على الطريق تصبح كهربائية ، وأن المنازل والصناعة تحولت إلى أنظمة تدفئة وتبريد مكهربة بالكامل. لكن الباحثين يقولون إن حساباتهم تقوم على دمج التكنولوجيا الحالية ، وسوف تكون وفورات الطاقة كبيرة.
يقول جاكوبسون: "عندما فعلنا ذلك عبر جميع حالات 50 ، فقد شهدنا انخفاضًا بنسبة 39 في إجمالي الطلب على الطاقة في نهاية الاستخدام بحلول العام 2050". "يتم اكتساب نقاط 6 المئوية من خلال تحسينات الكفاءة في البنية التحتية ، ولكن الجزء الأكبر هو نتيجة استبدال المصادر الحالية واستخدامات طاقة الاحتراق بالكهرباء".
الخطوة التالية تشارك معرفة كيفية تشغيل الشبكة الكهربائية الجديدة. وركز الباحثون على تلبية الطلب على الطاقة الجديدة كل دولة فقط باستخدام الطاقات المتجددة الرياح، والطاقة الشمسية والطاقة الحرارية الأرضية، الطاقة الكهرومائية، وكميات ضئيلة من المد والجزر والأمواج واتاحتها لكل دولة.
وقام الباحثون بتحليل التعرض لأشعة الشمس في كل ولاية، وعدد تواجه الجنوب، يمكن أسطح المنازل غير مظللة-تستوعب الألواح الشمسية. أنها وضعت والتشاور خرائط الرياح وتحديد ما إذا توربينات الرياح البحرية المحلية كانت خيارا. وكانت الطاقة الحرارية الأرضية المتاحة بتكلفة معقولة للدول فقط 13. وتدعو الخطة إلى أي السدود الكهرومائية جديدة تقريبا، ولكن يفعل الحساب لتحقيق مكاسب الطاقة من خلال تحسين الكفاءة من السدود القائمة.
الرياح والشمس هل مجاني
يتضمن تقريرهم ل الخريطة التفاعلية الذي يضع خطط فردية لكل ولاية لتحقيق انتقال 80 في المائة بواسطة 2030 ، وتحويل كامل بواسطة 2050.
العديد من الدول بالفعل في طريقهم، يقول جاكوبسون. ولاية واشنطن، على سبيل المثال، يمكن أن تجعل التحول إلى مصادر الطاقة المتجددة كاملة بسرعة نسبيا، وذلك بفضل حقيقة أن أكثر من 70 في المئة من احتياجاتها من الكهرباء الحالي يأتي من مصادر توليد الطاقة الكهرومائية الحالية. أن يترجم إلى حوالي 35 في المئة من الطاقة لجميع الأغراض الدولة إذا كانت واشنطن 100 في المئة المكهربة. الرياح والطاقة الشمسية يمكن أن تملأ معظم ما تبقى.
كما أن ولاية أيوا وساوث داكوتا في وضع جيد ، حيث أنها تولد بالفعل ما يقرب من 30 من الكهرباء من طاقة الرياح. وقد تبنت كاليفورنيا ، التي كانت محور خريطة الطريق الثانية لولاية جاكوبسون إلى مصادر الطاقة المتجددة بعد نيويورك ، بعض اقتراحات مجموعته ولديها خطة لتكون 60 في المائة من الكهرباء بواسطة مصادر الطاقة المتجددة بواسطة 2030.
نشرت في دورية علوم الطاقة والبيئةلا تستدعي الخطة أكثر من نسبة 0.5 في أي مساحة من أراضي الولاية لتغطيتها بالألواح الشمسية أو توربينات الرياح. ستكون التكلفة الأولية للتغييرات كبيرة ، ولكن الرياح وضوء الشمس تكون مجانية. لذا فإن التكلفة الإجمالية المنتشرة عبر الزمن ستكون مساوية تقريباً لسعر البنية التحتية للوقود الأحفوري ، والصيانة ، والإنتاج.
يقول جاكوبسون: "عندما تساهم في التكاليف الصحية والمناخية ، فضلاً عن ارتفاع أسعار الوقود الأحفوري ، فإن طاقة الرياح والمياه والطاقة الشمسية هي نصف تكلفة الأنظمة التقليدية". "من شأن تحويل هذا المقياس أن يؤدي إلى خلق فرص عمل ، وتحقيق استقرار أسعار الوقود ، والحد من المشكلات الصحية المتعلقة بالتلوث ، وإزالة الانبعاثات من الولايات المتحدة. هناك جانب سلبي صغير للتحويل ، على الأقل يعتمد على هذا العلم ".
إذا اتبعت تحويل تماما كما الخطوط العريضة للخطة، يمكن الحد من تلوث الهواء في الولايات المتحدة يمنع وفاة ما يقرب من 63,000 الأميركيين الذين يموتون لأسباب مرتبطة تلوث الهواء سنويا. فإنه أيضا القضاء على انبعاثات الغازات المسببة للاحتباس الحراري التي تنتج من الوقود الأحفوري، والتي لولاها يكلف العالم 3.3 تريليون $ سنويا بحلول 2050 الولايات المتحدة.
يقول مارك جاكوبسون: "إن تحويل هذا المقياس سيخلق أيضًا وظائف ، ويثبّت أسعار الوقود ، ويقلل من المشاكل الصحية المتعلقة بالتلوث ، ويزيل الانبعاثات من الولايات المتحدة." وهناك القليل من الجانب السلبي للتحويل ، على الأقل استنادًا إلى هذا العلم. .
تعاون كافة Delucchi، الباحث في جامعة كاليفورنيا، بيركلي، على الدراسة.
المصدر جامعة ستانفورد
كتب ذات صلة:
