Le rinnovabili eoliche e solari non sostituiranno il petrolio

2024 Autore: Seth Attwood | [email protected]. Ultima modifica: 2023-12-16 16:08

Offriamo ai lettori di ASh una traduzione di un articolo di Gail "The Old Ladies" Tverberg (OurFiniteWorld), nota per il suo approccio sistemico, il suo background finanziario e il rispetto per l'economia fisica. Bravo autore, insomma:-)

Perché i modelli di utilizzo delle RES possono mentire?

I fabbisogni energetici dell'economia mondiale sembrano essere facili da modellare. Calcoliamo il consumo: anche in kilowattora, anche in barili di petrolio equivalente, anche in unità termiche britanniche, chilocalorie o joule. Due tipi di energia sono equivalenti se producono la stessa quantità di lavoro utile, no?

Ad esempio, l'economista Randall Munroe spiega i vantaggi dell'energia rinnovabile nella sua copertina video. Secondo il suo modello, i pannelli solari (se costruiti secondo i tuoi gusti) possono fornire elettricità sufficiente per te e per una mezza dozzina dei tuoi vicini. I generatori eolici (anch'essi costruiti al livello dell'assurdità, ma ovviamente), forniranno energia a te e a una dozzina di altri vicini.

Tuttavia, c'è un buco logico in questa analisi. L'energia prodotta da pannelli eolici e solari non è esattamente ciò di cui l'economia ha bisogno (almeno non per ora). Il vento e il sole generano elettricità intermittente, spesso disponibile nel momento sbagliato e nel posto sbagliato. L'economia mondiale ha bisogno di una varietà di tipi di energia, questi tipi devono soddisfare le specifiche ingegneristiche dei sistemi più diversi nel mondo moderno. L'energia deve essere consegnata nel posto giusto e consegnata agli utenti al momento giusto della giornata o al momento giusto dell'anno. Potrebbe anche essere necessario immagazzinare l'energia ottenuta dal sole e dal vento per diversi anni (ad esempio, si utilizza una centrale elettrica di accumulo con pompaggio e nella regione c'è siccità).

Penso che la situazione sia simile a quella di ipotetici scienziati che hanno deciso, per aumentare l'efficienza dell'economia, di trasferire il 100% della popolazione dal cibo tradizionale all'erba e all'insilato in 20 anni. Mucche, capre, pecore mangiano, no? Perché le persone non possono? L'erba, senza dubbio, contiene una tonnellata di energia utile. La maggior parte dei tipi di erba sembra non essere tossica per l'uomo, almeno in piccole quantità. L'erba sembra crescere abbastanza bene. L'erba può essere conservata per un uso futuro. Il passaggio all'uso dell'erba per la produzione alimentare sembra essere vantaggioso in termini di emissioni di CO2. Sfortunatamente, l'erba e l'insilato non sono il tipo di energia che di solito consumano gli esseri umani. Il fatto che le grandi scimmie in qualche modo non si siano evolute come erbivori è simile al fatto che la produzione e il trasporto di materiali nell'economia moderna sono in qualche modo inadatti all'energia intermittente del vento e del sole.

Mettere l'erba nella dieta umana può "funzionare", ma per questo è necessario un organismo diverso

Se ti guardi intorno, puoi facilmente trovare specie erbivore. Gli animali con lo stomaco a quattro camere prosperano con una dieta a base di erbe. Questi organismi hanno spesso denti in continua crescita perché la silice nell'erba tende a consumare i denti. Forse, attraverso l'ingegneria genetica, le persone possono crescere stomaci extra e aggiungere denti costantemente rinnovati. Potrebbero essere necessarie altre modifiche utili, ma non molto attraenti, al nostro corpo, ad esempio per rendere il cervello più piccolo (e la mascella più grande). Per mantenere un'elevata attività cerebrale sono necessarie troppe calorie, non puoi masticare così tanto insilato.

Il problema con quasi tutti i modelli RES attuali è che il sistema è considerato in un "quadro ristretto". Si considera solo una piccola parte del problema - di solito solo il calo dei prezzi dei pannelli e delle turbine eoliche (o "costi energetici") - e si presume che questo sia l'unico costo associato a un cambiamento nell'intero modello di consumo. In effetti, gli economisti devono ammettere che spostare l'economia verso il 100% di energia rinnovabile richiederà cambiamenti drammatici nella società, simili a stomaci a più camere e denti in continua crescita per passare a una dieta al 100% a base di erbe. La tua analisi ha bisogno di un "ambito più ampio".

Se Randall Munroe dovesse tenere conto dei costi energetici indiretti del sistema, inclusa l'energia necessaria per ricostruire i sistemi energetici esistenti, la sua analisi probabilmente cambierebbe. La capacità dell'energia eolica e solare di alimentare sia la propria casa che quella di una dozzina di vicini rischia di scomparire. Verrà utilizzata troppa energia affinché il sistema funzioni come l'equivalente di stomaci a più camere e denti in continua crescita. Il settore energetico mondiale lavorerà sulle fonti energetiche rinnovabili, ma non come prima. In parole povere, un cervello più piccolo penserà pensieri molto diversi.

"L'energia utilizzata da una dozzina dei tuoi vicini" è una metrica corretta?

Prima di parlare di cosa è andato storto con il modello di Munroe, devo soffermarmi brevemente sul suo metodo di conteggio. Munroe parla di "energia consumata da una famiglia e da una dozzina di vicini". Spesso sentiamo notizie su quante famiglie può servire una nuova centrale elettrica o quante famiglie sono state temporaneamente chiuse a causa della tempesta. La metrica utilizzata da Munroe è molto simile. Ma ha tenuto conto di tutto?

Oltre alle famiglie, l'economia richiede una varietà di fonti di energia in molti altri luoghi, tra cui: nel governo per la difesa e le forze dell'ordine, nella costruzione di strade o scuole, nelle fattorie per coltivare cibi deliziosi e nelle fabbriche per fare prelibatezze salutari. Ha poco senso limitare il calcolo ai soli consumi nelle case dei cittadini. (In effetti, Munroe è così snello nei suoi calcoli che non è possibile capire cosa sia esattamente incluso nella sua analisi. Sembra che conti solo l'energia che si trova nelle prese elettriche.) La mia analisi indipendente mostra che direttamente nelle famiglie viene consumato solo un terzo circa della quantità totale di tutti i tipi di energia negli Stati Uniti. Il resto è consumato da imprese private ed enti governativi…

Nota di G. Tverberg:

La mia stima di "circa un terzo" si basa sui dati dell'EIA e della BP. In termini di elettricità, i dati EIA mostrano che le famiglie negli Stati Uniti utilizzano circa il 38% della produzione totale di elettricità. Per quanto riguarda il carburante che non viene utilizzato per i trasporti e la produzione di energia elettrica, si tratta di circa il 19%. Combinando queste due categorie, troviamo che le famiglie americane utilizzano circa il 31% dei combustibili non destinati ai veicoli. Per i combustibili da trasporto, i migliori dati disponibili sono le statistiche sui prodotti petroliferi di BP. Secondo BP, il 26% del petrolio a livello globale viene bruciato sotto forma di benzina per motori. Negli Stati Uniti, circa il 46%. Certo, una parte di questa benzina non viene utilizzata per le esigenze domestiche: ad esempio, le auto della polizia sono solitamente a benzina, come i piccoli camion usati dalle imprese. Inoltre, gli Stati Uniti sono un importante importatore di manufatti dalla Cina e da altri paesi. L'utile energia fossile contenuta in queste importazioni non arriva mai alle statistiche energetiche statunitensi.

Basta adattare i calcoli di Munro per includere l'energia consumata da imprese e istituzioni e dovremo immediatamente dividere la dozzina di edifici residenziali specificati in circa tre. Quindi, invece di "energia sufficiente per te e una dozzina dei tuoi vicini", devi dire: "energia per te e tre o quattro vicini". Una dozzina ("un ordine di grandezza" come direbbero gli ingegneri) evaporerà da qualche parte. Inoltre, l'inclusione dell'energia sociale nei calcoli è solo l'inizio del percorso. Come verrà mostrato di seguito, per una regolazione completa, è necessario dividere non per tre, ma per un valore molto più grande.

Quali sono i costi indiretti delle rinnovabili eolica e solare?

Ci sono una serie di costi indiretti:

(1) I costi di fornitura di energia da fonti energetiche rinnovabili sono molto più elevati di quelli di altri tipi di elettricità, ma nella maggior parte degli studi sono considerati uguali o calcolati sulla media dell'economia nel suo insieme.

Uno studio del 2014 dell'Agenzia internazionale per l'energia (IEA) mostra che il costo del trasferimento di energia dalle turbine eoliche è circa tre volte il costo dell'energia dal carbone o dal nucleare. Con l'aumento della quota di capacità di generazione eolica e solare sulla capacità totale installata, i costi in eccesso mostrano una tendenza al rialzo. Ecco solo alcuni dei motivi:

(a) La necessità di costruire più linee di trasmissione, semplicemente perché le linee devono essere progettate per gestire carichi di punta significativamente più elevati. L'energia del vento è solitamente disponibile (vedi link sui giochi con CFR) dal 25% al 35% delle volte; il sole è disponibile dal 10% al 25% del tempo. {M. Ya.: Secondo BP, nel 2018 la capacità eolica installata dichiarata è stata utilizzata del 25,7%, solare - del 13,7%. I miracoli non accadono.}. Di conseguenza, quando queste fonti di energia rinnovabile funzionano a pieno carico - ad esempio immagazzinano energia in una centrale elettrica di accumulo di pompaggio in una giornata soleggiata e ventosa - è necessaria una capacità di trasmissione 3-4 volte maggiore delle linee di trasmissione rispetto alle capacità di generazione continua.

(b) Le FER hanno, in media, una distanza maggiore tra il punto di generazione dell'energia e il consumatore. Ad esempio, confrontare le turbine eoliche offshore situate a 20-30 miglia dalla comunità più vicina con una tipica centrale termica urbana.

(c) Rispetto alla capacità dei combustibili fossili, la produzione di energia degli impianti eolici e solari è molto più difficile da prevedere - ricorda i proverbi sull'incredibile precisione delle moderne previsioni del tempo. Di conseguenza, il costo del dispacciamento dell'energia aumenta.

(2) A causa dell'aumento della lunghezza totale delle linee elettriche di trasmissione, aumentano i costi di manodopera per il mantenimento di tali linee in condizioni idonee e sicure. Ciò è particolarmente spiacevole nelle regioni aride e ventose, dove i ritardi nella manutenzione di tali linee possono portare a un incendio.

In California, la manutenzione inadeguata delle linee elettriche ha portato al fallimento del sistema elettrico PG&E. Considera come PG&E ha avviato due blackout "preventivi", uno dei quali ha colpito circa due milioni di persone. I funzionari dell'energia del Texas riferiscono: "Le linee elettriche del nostro stato hanno causato più di 4.000 incendi negli ultimi tre anni e mezzo". L'attività non si limita alle turbine eoliche. In Venezuela, gli incendi lungo una linea di trasmissione di 600 chilometri tra la centrale idroelettrica di Guri e Caracas hanno provocato un enorme blackout.

Ovviamente ci sono possibilità tecniche. Il modo più affidabile sono le linee elettriche sotterranee. Anche l'uso di filo isolato (idrolina) invece del filo nudo può migliorare la sicurezza. Tuttavia, qualsiasi soluzione tecnica ha il suo cartellino del prezzo. Questi costi devono essere presi in considerazione quando si modella lo sviluppo delle fonti energetiche rinnovabili al livello del "più desiderabile".

(3) La conversione del trasporto terrestre all'energia rinnovabile richiederà ingenti investimenti in infrastrutture. Naturalmente, se solo lo strato più alto della "classe medio-alta" utilizzerà veicoli elettrici, allora non ci saranno problemi. Comprensibilmente, i ricchi possono permettersi sia auto elettriche che garage/parcheggi (riscaldati) con collegamenti elettrici dedicati. È chiaro che i ricchi troveranno sempre un modo per ricaricare la loro auto a batteria senza molte emorroidi, e molti di questi servizi sono già disponibili.

Il problema è che i meno ricchi non hanno le stesse opportunità. A proposito, queste persone "non le più povere" sono anche persone molto impegnate e non possono permettersi di passare ore in attesa che l'auto si ricarichi. Questo sottogruppo di consumatori ha un disperato bisogno di stazioni di ricarica rapida poco costose in molte località. Il costo dell'infrastruttura di ricarica rapida dovrà probabilmente includere le tasse sulla manutenzione delle strade, poiché questo è uno dei costi inclusi oggi nei prezzi del carburante negli Stati Uniti e in molti altri paesi.

{Non stiamo nemmeno parlando dei poveri e degli strati più poveri della società. Il loro veicolo elettrico è, nella migliore delle ipotesi, uno scooter a batteria. - M. Ya.}

(4) In condizioni di mancanza di capacità di riserva, l'alimentazione intermittente aumenta il costo di produzione del materiale. È opinione diffusa che la generazione intermittente possa essere affrontata in modo relativamente semplice con semplici misure organizzative, come tariffe giornaliere / settimanali / stagionali "fluttuanti", "reti intelligenti" con lo spegnimento di frigoriferi domestici e scaldabagni durante i picchi di carico, ecc. Questi modelli sono più o meno giustificati se il sistema è costituito principalmente da centrali termoelettriche e da centrali nucleari, e la quota di fonti energetiche rinnovabili nella generazione è misurata dalla prima percentuale.

La situazione cambia radicalmente se la quota di fonti energetiche rinnovabili inizia a superare queste prime percentuali. Abbiamo bisogno di batterie chimiche in grado di appianare i picchi di carico giornalieri, soprattutto la sera, quando le persone tornano a casa dal lavoro e vogliono cenare, e il sole - ah-guai - è già tramontato. La situazione con le turbine eoliche è ancora peggiore: lì la produzione di energia può diminuire in qualsiasi momento, e non solo a causa della calma, ma anche a causa della tempesta.

Le batterie possono aiutare con i tempi di ciclo giornalieri e le interruzioni a breve termine, ma le energie rinnovabili hanno anche interruzioni più lunghe. Ad esempio, una forte tempesta con precipitazioni può interrompere contemporaneamente sia l'energia solare che quella eolica per diversi giorni in qualsiasi momento dell'anno. Pertanto, se il sistema deve funzionare solo con fonti energetiche rinnovabili, è opportuno disporre di una riserva di energia per almeno tre giorni. Nel breve video qui sotto, Bill Gates è pessimista sulle dimensioni di una tale "batteria" per una metropoli come Tokyo.

Anche ora, con una quota relativamente bassa di fonti di energia rinnovabile nella generazione, non disponiamo di dispositivi in grado di fornire un backup completo di tre giorni. Se l'economia mondiale passa esclusivamente alle fonti energetiche rinnovabili, e il consumo di energia elettrica pro capite continuerà a crescere rispetto a quello attuale (auto elettriche, ecc.), perché pensi che diventerà più facile creare gruppi di continuità di tre giorni?

Ma immagazzinare energia per tre giorni è piccolo rispetto al ciclo stagionale. La Figura 1 mostra l'andamento stagionale del consumo energetico negli Stati Uniti.

Figura 1. Consumo energetico degli Stati Uniti per mese dell'anno basato sui dati del Dipartimento dell'energia degli Stati Uniti. Il "riposo" è l'energia totale, meno l'elettricità e l'energia dei trasporti. Comprende: gas naturale per riscaldamento, prodotti petroliferi per l'agricoltura e tutti i tipi di combustibili fossili utilizzati nella produzione industriale (petrolchimici, polimeri, ecc.)

La produzione di energia solare raggiunge i massimi negli Stati Uniti a giugno e i minimi da dicembre a febbraio. Le centrali idroelettriche producono la loro massima capacità durante l'alluvione primaverile, ma la loro produzione varia di anno in anno. L'energia eolica cambia in modo imprevedibile.

L'economia moderna non può far fronte alle interruzioni di corrente. Ad esempio, per fondere i metalli, la temperatura deve rimanere costantemente alta. Gli ascensori non dovrebbero fermarsi tra i piani semplicemente perché una tempesta ha colpito il parco eolico. I frigoriferi sono tenuti a raffreddare in modo che la carne fresca non marcisca.

Esistono due approcci che possono essere utilizzati per affrontare i problemi energetici stagionali:

(a) Ricostruire l'industria in modo che in inverno si consumi meno energia per la produzione industriale e ne resti di più per le necessità domestiche. Fondere l'alluminio e bruciare il cemento solo d'estate!

(b) Costruire enormi volumi di impianti di stoccaggio, ad esempio una centrale elettrica con pompaggio, immagazzinare energia per diversi mesi o addirittura anni.

Ognuno di questi approcci è estremamente costoso. Qualcosa come i metodi dell'ingegneria genetica per sistemare una persona su un secondo stomaco. Per quanto ne so, questi costi non sono stati inclusi in nessun modello fino ad oggi {Gail si sbaglia. David McKay ha realizzato un modello del genere:

La Figura 2 illustra gli elevati costi energetici che possono sorgere quando si aggiunge una percentuale significativa di ridondanza di alimentazione. In questo esempio, l'"energia pulita" che il sistema fornisce è essenzialmente spesa per mantenere in efficienza la riserva. Il parametro ERoEI confronta la produzione di energia utile con il consumo di energia.

Figura 2. Grafico ERoEI di Graham Palmer, come riportato da Australia Energy.

L'esempio nella Figura 2 è calcolato per Melbourne, dove il clima è relativamente mite e non c'è gelo intenso o caldo estremo. L'esempio utilizza una combinazione di pannelli solari e batterie chimiche "in standby a freddo" sotto forma di generatori diesel. I pannelli solari e le batterie chimiche forniscono il 95% dell'elettricità nel sistema. La generazione diesel viene utilizzata durante le interruzioni e gli incidenti di lunga durata e copre il restante 5% dei consumi. Se i generatori diesel di emergenza vengono rimossi del tutto dal modello, saranno necessari più pannelli solari e più batterie. Queste batterie e pannelli aggiuntivi verranno utilizzati molto raramente, ma di conseguenza l'EROEI del sistema diminuirà ulteriormente.

Oggi, il motivo principale per cui il sistema elettrico non si accorge dei costi della generazione intermittente è la bassa quota di generazione eolica e solare. Secondo BP, nel 2018 il mondo ha generato 26614,8 TWh di elettricità (398 watt di potenza istantanea pro capite). Il contributo dell'eolico è stato di 1270,0 TWh (4,8%), il contributo dei pannelli solari - 584,6 (2,2%). Il flusso totale di energia è stato pari a 13.864,4 milioni di tonnellate equivalenti di petrolio (1.816 kg di petrolio equivalente per carcassa all'anno), di cui 611,3 milioni di tep da combustibile nucleare. La quota di vento in questo enorme volume è di 287,4 milioni di tep (2,1%), la quota di elettricità solare è di 132,2 (1,0%). I pannelli eolici e solari insieme hanno dato per ogni terrestre l'equivalente di 1,5 serbatoi di gas per auto: poco meno di 56 kg di olio condizionato.

Il secondo motivo per cui il sistema elettrico non si accorge ancora dei costi delle fonti energetiche rinnovabili è che questi costi aggiuntivi si distribuiscono sul costo dell'intero pacchetto di consumi energetici, anche per i servizi di prenotazione stratificata con le fonti di generazione tradizionali (carbone, gas naturale e centrali nucleari). Questi ultimi sono costretti a fornire capacità di riserva, compresa una riserva “calda”, senza un'adeguata compensazione dei costi. Questa pratica crea grossi problemi alle società di produzione e le capacità di riserva non ricevono finanziamenti adeguati. Gli ingegneri energetici tradizionali sono costretti a bruciare gas gratuitamente, senza vendere un singolo chilowattora, solo in modo che i colleghi dim-green possono vendere chilowattora eolico e solare a un prezzo ragionevole e con un'affidabilità complessiva del sistema di alimentazione accettabile.

Se, secondo gli ambiziosi piani dei Verdi, l'uso dei combustibili fossili si interrompe improvvisamente, tutte queste riserve e capacità di base, comprese le centrali nucleari, scompariranno. (L'estrazione del combustibile nucleare, stranamente, dipende anche dal fossile.) Le FER dovranno improvvisamente capire come riservare capacità per i propri soldi. È allora che il problema della discontinuità diventa insormontabile. Le riserve strategiche di petrolio, prodotti petroliferi, carbone, uranio possono essere stoccate per anni, inoltre, con perdite insignificanti e relativamente poco costose; gli impianti di stoccaggio del gas sotterranei sono un po' più costosi da gestire; i costi di stoccaggio dell'elettricità generata, sia nelle centrali elettriche di accumulo di pompaggio che nelle batterie chimiche, sono incredibilmente enormi. Questi ultimi includono non solo il costo del sistema stesso, ma anche le inevitabili perdite di elettricità durante il pompaggio della centrale di accumulo di pompaggio e la carica delle batterie.

In effetti, la mancanza di finanziamento delle capacità tradizionali associate alla prerogativa delle FER per gli investimenti sta già diventando in alcuni luoghi un problema insormontabile. L'Ohio ha recentemente deciso di tagliare i fondi per le energie rinnovabili e fornire sussidi alle centrali nucleari e alle centrali a carbone.

(5) Il costo dello smaltimento delle turbine eoliche, dei pannelli solari e delle batterie chimiche non si riflette quasi mai nelle stime dei costi dei progetti.

Sembra che nei modelli energetici si creda che alla fine della loro vita utile, le turbine eoliche, i pannelli e le batterie multi-ton si dissolvano da sole in natura. Anche se i costi di smaltimento sono inclusi nelle stime, spesso si presume che il costo di smantellamento sarà inferiore al prezzo dei rottami metallici. Stiamo già scoprendo che lo smaltimento competente dei rifiuti usati è un piacere costoso, e il consumo di energia per il riciclaggio (soprattutto metalli e semiconduttori) è spesso superiore a tutta l'energia venduta ai consumatori durante il funzionamento dell'impianto.

(6) I RES non sono un sostituto diretto di molti dei dispositivi e dei processi che utilizziamo attivamente oggi. L'elenco delle cose necessarie per lo sfruttamento delle fonti energetiche rinnovabili è lungo e gran parte di questo elenco è prodotto, almeno per ora, esclusivamente utilizzando combustibili fossili. La manutenzione delle turbine eoliche degli elicotteri è un buon esempio. Non cercare di convincerci che anche gli elicotteri pesanti possono volare con le batterie! Molti di questi processi o dispositivi non cambieranno per almeno i prossimi 20 anni, il che significa che saranno necessari combustibili fossili per mantenere operativi i sistemi di energia rinnovabile.

Oltre a servire le fonti di energia rinnovabile, ci sono molti altri processi in cui non c'è alcun sostituto per i combustibili fossili e non è visibile in futuro. Acciaio, fertilizzante, cemento e plastica sono quattro esempi che Bill Gates cita nel suo video. E menzioneremo anche l'asfalto e le medicine più moderne. Dovremo cambiare molto e imparare a fare a meno di molte delle solite chicche. Non è possibile costruire né una strada, magari con l'acciottolato, né un moderno edificio a più piani utilizzando solo fonti di energia rinnovabile. Probabilmente, alcuni dei materiali possono essere sostituiti con il legno, ma ci sarà abbastanza legno per tutti e il mondo dovrà affrontare il problema della massiccia deforestazione?

(7) È probabile che il passaggio alle energie rinnovabili non richiederà 20 anni, come nelle rosee previsioni dei Verdi, ma 50 anni o più. Durante questo periodo, l'energia eolica e solare fungeranno da utile aiuto all'economia dei combustibili fossili, ma le rinnovabili non saranno in grado di sostituire i combustibili fossili. Questo aumenta anche i costi.

Affinché la produzione di combustibili fossili continui per il prossimo futuro, risorse e denaro dovranno essere spesi più o meno allo stesso ritmo di oggi. La fornitura di combustibili fossili richiede ancora infrastrutture: oleodotti, raffinerie e professionisti qualificati. Minatori, lavoratori del petrolio, del gas, operatori di centrali termiche e nucleari e molti altri lavoratori del settore energetico "tradizionale" vogliono per qualche motivo ricevere uno stipendio tutto l'anno, e non solo quando c'è un improvviso nevicate e pannelli solari temporaneamente… Le società minerarie devono estinguere i prestiti, ricevuti in precedenza, per la costruzione di strutture esistenti. Se il gas naturale viene utilizzato come riserva invernale, saranno necessari nuovi depositi sotterranei. Anche se l'uso del gas naturale diminuisce, diciamo, di un categorico 90%, i costi del personale e delle infrastrutture - per lo più fissi e poco dipendenti dal volume di pompaggio - saranno ridotti di una percentuale molto più piccola, diciamo del 30%.

Uno dei motivi per cui il passaggio alle energie rinnovabili sarà lungo e doloroso è che in molti casi non c'è nemmeno un accenno a come scendere dall'“ago del petrolio”. È necessario apportare modifiche alla tecnologia e, per questo, inventare qualcosa di nuovo. Una volta inventate, le innovazioni tecniche devono essere testate su dispositivi reali. Quando hanno provato, se tutto è in ordine, è necessario costruire e stabilire linee tecnologiche per la produzione in serie di nuovi dispositivi. È probabile che in futuro sarà necessario in qualche modo compensare i proprietari di dispositivi e tecnologie esistenti a combustibili fossili per la perdita di reddito o il costo della sostituzione prematura delle apparecchiature. Ad esempio, perdona gli agricoltori per i prestiti spesi per l'acquisto di trattori e mietitrebbie con motori a combustione interna. Se ciò non viene fatto, l'economia crollerà sotto il peso dei crediti inesigibili. Solo dopo che tutti questi passaggi sono stati implementati con successo si può parlare di una vera transizione verso una nuova tecnologia. E così - per ogni specifica catena tecnologica!

Questi costi indiretti fanno sorgere da chiedersi se non abbia senso incoraggiare l'uso diffuso di vento e sole nel settore energetico. Le energie rinnovabili possono ridurre le emissioni di CO2 solo quando sostituiscono effettivamente i combustibili fossili nella produzione di elettricità. E se l'energia rinnovabile è solo un'aggiunta politicamente corretta per un sistema che continua a divorare combustibili fossili, ne vale la pena?

Il futuro dell'energia eolica e solare è migliore di quello dei combustibili fossili?

Alla fine del video, Randall Munroe afferma che l'energia eolica e solare sono disponibili all'infinito e che i combustibili fossili sono molto limitati.

Nell'ultima affermazione, sono abbastanza d'accordo con Munro. I combustibili fossili sono molto limitati. Questo perché abbiamo a disposizione solo fonti energetiche naturali con un costo di estrazione relativamente basso.

I prezzi dei prodotti finiti realizzati con combustibili fossili devono rimanere sufficientemente bassi affinché il consumatore tradizionale possa permetterseli. Quando si cerca di mettere in circolazione risorse con un costo di estrazione maggiore, la domanda di massa si sposta da beni discrezionali (come automobili o smartphone) a beni di uso quotidiano (come cibo, riscaldamento o abbigliamento). Il calo della domanda di beni discrezionali provoca un eccesso di scorte e una diminuzione della loro produzione. Poiché le auto e gli smartphone sono fabbricati utilizzando altri beni, compresi i combustibili fossili, la riduzione della domanda di questi beni porta alla deflazione {MJ: nascosta}, compresa la riduzione della domanda (e dei prezzi) di energia. Pertanto, il prezzo della risorsa si bilancia su una patch "già così costosa che poche persone possono permettersi" e "già così economica che si estrae in perdita", e tutto è controllato dalla presenza (o meglio dall'assenza) di nuovi depositi di energia con un costo di estrazione accettabile. Sembra che dal 2008 siamo stati in questo stato per la maggior parte del tempo, sperimentando un calo dei prezzi reali del petrolio e di altre risorse.

{(M. Ya.: la deflazione latente è mascherata dall'emissione monetaria, come "L'economia sta rallentando, buttiamo Kuytsov il prima possibile!")}

Figura 3. Prezzo medio settimanale del petrolio pent, corretto per l'inflazione, basato sui prezzi spot del petrolio EIA e sull'IPC urbano degli Stati Uniti.

Data questa logica, è difficile capire perché le rinnovabili dovrebbero funzionare meglio o più a lungo dei combustibili fossili. Se il costo delle FER senza sussidi è superiore a quello dei combustibili fossili, le FER non si svilupperanno. "È già così costoso che poche persone possono permetterselo." Se sovvenzioniamo le fonti energetiche rinnovabili, staccandoci dall'energia tradizionale, allora l'energia tradizionale cesserà di svilupparsi: “è già così a buon mercato che si estrae in perdita”. Come mostrato sopra, le FER nel prossimo futuro non possono svilupparsi senza l'uso di combustibili fossili (ad esempio, per la fabbricazione di pezzi di ricambio per turbine eoliche o per la costruzione/riparazione di linee elettriche). Da qui la conclusione: lo sviluppo delle fonti energetiche rinnovabili comincerà inevitabilmente a rallentare, sia con che senza sussidi.

Crediamo troppo nei modelli?

L'idea di utilizzare fonti di energia rinnovabile sembra allettante, ma il nome inganna. La maggior parte delle fonti energetiche rinnovabili - ad eccezione della legna da ardere, dei biocombustibili secondari (paglia, panelli) e del letame - non sono rinnovabili di per sé. In effetti, le rinnovabili dipendono fortemente dai combustibili fossili.

{M. Ya.: il sole e il vento, sono, ovviamente, praticamente eterni, ma i pannelli, le batterie, le piattaforme girevoli e persino le centrali idroelettriche / centrali ad accumulazione di pompaggio non sono affatto eterne. Venti, trenta, beh, cento anni - ROTTURA! Leggiamo da Kapitsa Sr.:.}

È interessante notare che i modellisti climatici dell'IPCC e altri spaventapasseri del cambiamento climatico sembrano essere pienamente convinti che le risorse di combustibili fossili recuperabili sulla Terra siano, se non inesauribili, molto grandi. In effetti, quanto combustibili fossili possano effettivamente essere considerati “recuperabili” è uno dei problemi principali della modellizzazione, e questo problema deve essere studiato attentamente. È probabile che il volume della produzione futura dipenda fortemente da quanto sia stabile il sistema economico esistente, compreso quanto sia stabile il modello di globalizzazione dell'economia mondiale. Il crollo del sistema globale rischia di portare a un rapido declino della produzione di combustibili fossili.

In conclusione, vorrei sottolineare che il costo sociale delle energie rinnovabili richiede un'attenta analisi. Una caratteristica distintiva dell'energia tradizionale (soprattutto la produzione di petrolio) sono sempre stati gli enormi margini di profitto. Da questi altissimi tassi, attraverso la tassazione, i governi hanno ricevuto fondi sufficienti per sponsorizzare settori vitali ma non redditizi dell'economia. Questa è una delle manifestazioni fisiche di ERoEI.

{M. Ya. ERoEI social contro ERoEI standard, leggi qui:}

Se l'energia eolica e solare avesse davvero un ERoEI così alto, come alcuni sostenitori hanno contato, allora queste FER non richiederebbero sussidi: non solo monetari, ma anche organizzativi, sotto forma di preferenze statali. Nel frattempo, per quanto ne sappiamo, il vero ERoEI delle FER è tale che non si parla di tassare le FER a favore di settori dell'economia pianificati non redditizi. Forse i ricercatori credono troppo nei loro modelli semplicistici.

Aiuto su KIUM:

Nei commenti è scivolato che al posto della frase "potenza disponibile" (potenza assorbita disponibile), è necessario utilizzare la sigla ICUF (fattore di utilizzo della capacità installata). Spieghiamo che l'abbreviazione KIUM NON può essere utilizzata. Esistono almeno tre metodi per calcolare il parametro "potenza installata nominale" per i pannelli solari e le turbine eoliche nel mondo:

Condizionalmente "cinese". Il pannello sul retro dice "1kW" (potenza massima)? 1000 pannelli installati, il che significa che la potenza nominale installata è di 1 MW. Non puoi nemmeno connetterti alla rete. I pannelli sono (sui montanti)? Quindi sono "installati"! È vero, se non ti alleghi, l'ICUM risulterà 0, ma ai cinesi non interessano queste sciocchezze.

Condizionalmente "Unione Europea". 1000 pannelli da 1 kW ciascuno sono stati collegati secondo il progetto a un convertitore da 550 kW. Ciò significa che la potenza nominale installata è di 0,55 MW. Sopra la tua testa - scusa, il collo di bottiglia del sistema - non puoi saltare. Questa è la tecnica di conteggio più corretta, ma non è utilizzata ovunque. Ebbene, la linea elettrica in uscita dovrebbe essere 0,55 MW, nonostante il fatto che in media al giorno il convertitore emetterà circa 0,22 MW con ottimo tempo soleggiato e zero in caso di neve.

Condizionatamente "USA". 1000 pannelli da 1kW nel nord della California sono stati collegati a un convertitore da 950kW. Il coefficiente di irraggiamento medio annuo per questa particolare località è 0,24. Ciò significa che la potenza nominale installata è di 0,24 MW. In un anno di grande successo, se non ci sono nevicate, è possibile generare 2,3 GWh e ICUM = 108%!