Rečeno nam je da isprekidana električna energija iz vjetra i Sunca, možda zajedno s proizvodnjom hidroelektrana (hidro), može biti temelj zelenog gospodarstva. Međutim, stvari sve više ne idu kako je planirano. Prirodni plin ili ugljen koji se koriste za uravnoteženje povremene proizvodnje obnovljivih izvora sve su skuplji ili nisu dostupni. Postaje jasno da su modelari koji su poticali stajalište da je moguć gladak prijelaz na vjetar, solarnu energiju i hidroelektrane propustili neke važne točke.
Pogledajmo neke od problema:
[1] Postaje jasno da se ne može računati da će povremeni vjetar i solarna energija osigurati odgovarajuću opskrbu električnom energijom kada ih elektrodistribucijski sustav zatreba.
Rani modelari nisu očekivali da će varijabilnost vjetra i Sunca biti veliki problem. Činilo se da vjeruju da će se, uz korištenje dovoljno povremenih obnovljivih izvora, njihova varijabilnost poništiti. Alternativno, dugi dalekovodi bi omogućili dovoljno prijenosa električne energije između lokacija kako bi se u velikoj mjeri nadoknadila varijabilnost.
U praksi je varijabilnost još uvijek veliki problem. Na primjer, u trećem tromjesečju 2021. slabi vjetrovi značajno su pridonijeli smanjenju snage u Europi. Najveći europski proizvođači vjetra (Britanija, Njemačka i Francuska) proizveli su samo 14% instaliranog kapaciteta tijekom tog razdoblja, u usporedbi s prosjekom od 20% do 26% prethodnih godina. Nitko nije planirao ovakav tromjesečni manjak.
Godine 2021. Kina je doživjela suho vrijeme bez vjetra, tako da je i proizvodnja vjetra i hidroelektrana bila niska. Država je utvrdila da treba upotrijebiti neprekidne zamračenja kako bi se izborila sa situacijom. To je dovelo do otkazivanja semafora i do toga da su mnoge obitelji morale jesti večere uz svijeće.
U Europi, s niskom opskrbom električnom energijom, Kosovo je moralo koristiti trajno isključenje struje. Postoji stvarna zabrinutost da će se potreba za neprekidnim zamračenjem proširiti i na druge dijelove Europe, bilo kasnije ove zime, ili u budućoj zimi. Posebno zabrinjavaju zime jer je solarna energija mala, a potrebe za grijanjem velike.
[2] Odgovarajuće skladištenje električne energije nije izvedivo ni u jednom razumnom vremenskom okviru. To znači da ako se hladne zemlje ne žele "smrznuti u mraku" tijekom zime, sigurnosna kopija fosilnih goriva vjerojatno će biti potrebna još mnogo godina u budućnosti.
Jedno rješenje za varijabilnost električne energije je skladištenje. Nedavni Reutersov članak naslovljen je: Slabi vjetrovi pogoršali su slabljenje snage u Europi; komunalne usluge trebaju bolje skladištenje. U članku se citira Matthew Jones, vodeći analitičar za EU Power, koji je rekao da je rezervni kapacitet s niskim ili nultim emisijama "još uvijek udaljen više od desetljeća od toga da bude dostupan u velikim količinama". Stoga, posjedovanje ogromnih baterija ili skladištenja vodika u mjerilima koja su potrebna za višemjesečno skladištenje nije nešto što se razumno može stvoriti sada ili u sljedećih nekoliko godina.
Danas se količina raspoložive električne energije može mjeriti u minutama ili satima. Uglavnom se koristi za ublažavanje kratkotrajnih promjena, kao što je vjetar koji privremeno prestaje puhati ili brzi prijelaz nastao kada Sunce zađe i građani su usred kuhanja večere. Ono što je potrebno je kapacitet za višemjesečno skladištenje električne energije. Takvo skladištenje zahtijevalo bi nevjerojatno veliku količinu materijala za proizvodnju. Nepotrebno je reći da bi, kada bi se takvo skladištenje uključilo, trošak cjelokupnog električnog sustava bio znatno veći nego što se mislilo. Sve glavne vrste analiza troškova (uključujući izravnanu cijenu energije, povrat energije na uloženu energiju i razdoblje povrata energije) izostavljaju potrebu za skladištenjem (i kratkoročnim i dugoročnim) ako balansiranje s drugom proizvodnjom električne energije nije dostupno.
Ako se ne može pronaći rješenje za neodgovarajuću opskrbu električnom energijom, potražnja se mora smanjiti na ovaj ili onaj način. Jedan pristup je zatvaranje poduzeća ili škola. Drugi pristup je zamračenje. Treći pristup je dopustiti astronomski visoke cijene električne energije, istiskujući neke kupce električne energije. Četvrti pristup uravnoteženja je uvođenje recesije, možda povećanjem kamatnih stopa; recesije smanjuju potražnju za svim nebitnim dobrima i uslugama. Recesije obično dovode do značajnog gubitka radnih mjesta, osim smanjenja potražnje za električnom energijom. Nijedna od ovih stvari nije privlačna opcija.
[3] Nakon mnogo godina subvencija i mandata, današnja zelena električna energija samo je mali djelić onoga što je potrebno da bi naše sadašnje gospodarstvo moglo funkcionirati .
Rani kreatori modela nisu razmatrali koliko bi bilo teško povećati zelenu električnu energiju.
U usporedbi s današnjom ukupnom svjetskom potrošnjom energije (električna i neelektrična energija, kao što je nafta, kombinirana), vjetar i Sunce su doista beznačajni. U 2020. godini, vjetar je činio 3% ukupne svjetske potrošnje energije, a solarna energija 1% ukupne energije, koristeći BP-ov velikodušan način brojanja električne energije u odnosu na druge vrste energije. Tako je kombinacija vjetra i Sunca proizvela 4% svjetske energije 2020. godine.
Međunarodna agencija za energiju (IEA) koristi manje velikodušan pristup za kreditiranje električne energije; daje zasluge samo za toplinsku energiju dobivenu iz obnovljivih izvora energije. IEA ne prikazuje vjetar i solarnu energiju odvojeno u svojim nedavnim izvješćima. Umjesto toga, prikazuje kategoriju "Ostalo" koja uključuje više od vjetra i Sunca. Ova šira kategorija iznosila je 2% svjetske opskrbe energijom u 2018.
Hidro je još jedna vrsta zelene električne energije koja se ponekad smatra uz vjetar i Sunce. Prilično je veći od vjetra ili Sunca; iznosilo je 7% svjetske opskrbe energijom u 2020. Uzevši zajedno, hidro + vjetar + solarna energija iznosili su 11% svjetske opskrbe energijom u 2020. prema BP metodologiji. To još uvijek nije mnogo od ukupne svjetske potrošnje energije.
Naravno, različiti dijelovi svijeta razlikuju se s obzirom na udio energije stvorene korištenjem vjetra, hidro i Sunca.
Očekivano, svjetski prosjek je oko 11%. Europska unija je najveća s 14%; Rusija+ (odnosno Rusija i njezine podružnice, što je ekvivalent članicama Zajednice nezavisnih država) je najniža sa 6,5%.
[4] Čak i kao postotak električne energije, a ne ukupne energije, obnovljivi izvori i dalje su činili relativno mali udio u 2020. godini.
Vjetar i solarna energija ne zamjenjuju “otpremnu” generaciju; oni osiguravaju privremenu opskrbu električnom energijom, ali imaju tendenciju da otežavaju rad cjelokupnog električnog sustava zbog unesene varijabilnosti. Obnovljivi izvori energije dostupni su samo dio vremena, tako da su druge vrste dobavljača električne energije još uvijek potrebne kada opskrba privremeno nije dostupna. U određenom smislu, sve što zamjenjuju dio je goriva potrebnog za proizvodnju električne energije. Fiksni troškovi rezervnih opskrbljivača električne energije nisu adekvatno kompenzirani, niti se troškovi dodatne složenosti uvode u sustav.
Ako analitičari daju potpunu zaslugu vjetra i Sunca za zamjenu električne energije, kao što to čini BP, tada je, na svjetskoj razini, električna energija vjetra zamijenila 6% ukupne potrošnje električne energije u 2020. Solarna električna energija zamijenila je 3% ukupne isporučene električne energije, a hidro 16% svjetske struje. U kombinaciji, vjetar i solarna energija osiguravaju 9% svjetske električne energije. S uključenom hidroelektranom, ovi obnovljivi izvori energije iznosili su 25% svjetske opskrbe električnom energijom u 2020.
Udio opskrbe električnom energijom vjetra, Sunca i hidroelektrane varira u cijelom svijetu, Europska unija je najveća s 32%; Japan je najniži sa 17%.
Grupacija zemalja ostalih uključuje mnoge od siromašnijih zemalja. Ove zemlje često koriste dosta hidroenergije, iako dostupnost hidroelektrane ima tendenciju da jako varira, ovisno o vremenskim uvjetima. Ako je područje podložno vlažnim i sušnim sezonama, vjerojatno će biti vrlo ograničena opskrba električnom energijom tijekom sušne sezone. U područjima s otapanjem snijega, vrlo velike zalihe često su dostupne u proljeće, a znatno manje zalihe tijekom ostatka godine.
Stoga, iako se hidroelektrana često smatra pouzdanim izvorom energije, to može biti, ali i ne mora biti slučaj. Poput vjetra i Sunca, hidroelektrane često trebaju rezervnu kopiju pogon s fosilnim gorivima kako bi industrija mogla ovisiti o električnoj energiji tijekom cijele godine.
[5] Većina modelara nije razumjela da omjer rezerve i proizvodnje uvelike precjenjuje količinu fosilnih goriva i drugih minerala koje će gospodarstvo moći izdvojiti.
Većina modelara nije razumjela kako funkcionira svjetsko gospodarstvo. Pretpostavili su da ćemo to moći učiniti sve dok imamo tehničku sposobnost za ekstrakciju fosilnih goriva ili drugih minerala. Popularan način gledanja na dostupnost resursa je omjer rezerve i proizvodnje . Ovi omjeri predstavljaju procjenu koliko godina bi se proizvodnja mogla nastaviti, ako se eksploatacija nastavi istom brzinom kao u posljednjoj godini, s obzirom na poznate resurse i trenutnu tehnologiju.
Uvriježeno je uvjerenje da ovi omjeri podcjenjuju koliko je svakog resursa dostupno, dijelom zato što se tehnologija stalno poboljšava, a dijelom zato što istraživanje ovih minerala možda nije dovršeno.
Zapravo, ovaj model buduće dostupnosti resursa uvelike precjenjuje količinu budućih resursa koji se zapravo mogu izvući. Problem je u tome što svjetskom gospodarstvu istovremeno nedostaje mnogo vrsta resursa . Na primjer, Podaci o cijenama robe Svjetske banke pokazuju da su cijene mnogih materijala u siječnju 2022. bile visoke, uključujući fosilna goriva, gnojiva, aluminij, bakar, željeznu rudu, nikal, kositar i cink. Iako su cijene porasle vrlo visoko, to nije pokazatelj da će proizvođači moći iskoristiti te visoke cijene za ekstrakciju više ovih potrebnih materijala.
Kako bi se proizvelo više fosilnih goriva ili više minerala bilo koje vrste, priprema se mora započeti godinama unaprijed. Nove naftne bušotine moraju se izgraditi na odgovarajućim mjestima; moraju se izgraditi novi rudnici bakra ili litija ili rijetkih zemnih minerala; radnici moraju biti osposobljeni za sva ova područja. Visoke cijene za mnoge proizvode mogu biti znak privremeno velike potražnje ili može biti znak da nešto ozbiljno nije u redu sa sustavom. Ne postoji način na koji sustav može povećati potrebnu proizvodnju u velikom broju područja odjednom. Vodovi opskrbe će se prekinuti. Vjerojatno će nastupiti recesija.
Čini se da je problem koji leži u osnovi nedavnog skoka cijena "smanjenje prinosa". Takav sve manji prinos utječe na gotovo sve dijelove gospodarstva istovremeno. Za svaku vrstu minerala rudari su prvo proizveli najlakše t0-ekstraktne materijale. Kasnije su prešli na dublje naftne bušotine i minerale iz ruda nižeg kvaliteta. Zagađenje je postupno raslo, pa su i njemu bila potrebna veća ulaganja. Istovremeno, svjetska populacija raste, pa je gospodarstvo zahtijevalo više hrane, svježe vode i raznih vrsta robe; oni također zahtijevaju ulaganje sredstava mnogih vrsta.
Problem koji na kraju pogađa gospodarstvo je to što ono ne može održati gospodarski rast. Previše područja gospodarstva istodobno zahtijevaju ulaganja, jer sve manji prinosi povećavaju potrebe ulaganja. Ovo ulaganje nije samo financijsko ulaganje; to je ulaganje fizičkih resursa (nafta, ugljen, čelik, bakar itd.) i ulaganje vremena ljudi.
Način na koji bi ekonomiji nedostajalo investicijskih materijala simuliran je u knjizi The Limits to Growth iz 1972. , koju su napisali Donella Meadows i drugi. Knjiga je dala rezultate brojnih simulacija o tome kako će se svjetsko gospodarstvo ponašati u budućnosti. Gotovo sve simulacije pokazale su da će na kraju gospodarstvo dosegnuti granice rasta. Veliki problem bio je taj što je za reinvestiranje bio potreban preveliki udio proizvodnje gospodarstva, ostavljajući premalo za druge namjene. U osnovnom modelu takva ograničenja rasta nastala su sada, sredinom prve polovice 21. stoljeća. Ekonomija bi prestala rasti i postupno bi počela propadati.
[6] Čini se da svjetsko gospodarstvo već doseže granice u vađenju ugljena i prirodnog plina koji će se koristiti za uravnoteženje električne energije koju osiguravaju povremeni obnovljivi izvori energije.
Ugljen i prirodni plin su skupi za transport pa, ako se izvoze, uglavnom se izvoze u zemlje koje su u blizini. Iz tog razloga, moja analiza grupira izvoz i uvoz u velike regije u kojima će se najvjerojatnije odvijati trgovina.
Ako analiziramo uvoz prirodnog plina po dijelovima svijeta, dvije regije ističu se kao s najviše uvoza prirodnog plina izvan regije: Europa i Azijsko-pacifička regija. Europski uvoz prirodnog plina izvan regije dosegao vrhunac 2007. i 2010. godine, nakon čega je opao. Posljednjih godina europski uvoz jedva je premašio svoje prethodne vrhunce. Azijsko-pacifički uvoz izvan regije pokazao je daleko dosljedniji rast dugoročnog rasta.
Razlog zašto je azijsko-pacifički uvoz rastao je podrška rastućoj proizvodnoj proizvodnji. Proizvodna proizvodnja se sve više prebacuje u azijsko-pacifičku regiju, dijelom zato što ova regija može jeftino obavljati ovu proizvodnju, a dijelom zato što su bogate zemlje željele smanjiti svoj ugljični otisak. Premještanje teške industrije u inozemstvo smanjuje prijavu proizvodnje CO2 u zemlji, čak i ako se proizvedeni proizvodi uvoze kao gotovi proizvodi.
Ukupna potrošnja energije u Aziji i Pacifiku po glavi stanovnika raste. Novi proizvodni poslovi prebačeni u ovu regiju podigli su životni standard mnogih radnika. Europa je, s druge strane, smanjila svoju lokalnu proizvodnju. Njegovo stanovništvo ima tendenciju da postaje siromašnije, u smislu potrošnje energije po glavi stanovnika. Poslovi uslužnih djelatnosti koji su uvjetovani smanjenom potrošnjom energije po stanovniku obično su bili manje plaćeni od radnih mjesta u proizvodnji koje su zamijenili.
Europa u posljednje vrijeme ima sukobe s Rusijom oko prirodnog plina. Čini se da svijet dolazi u situaciju u kojoj nema dovoljno izvoza prirodnog plina koji bi mogao ići okolo. Čini se da bi Azijsko-pacifička regija (ili barem produktivniji dijelovi Azijsko-pacifičke regije) mogla nadmašiti Europu kada je lokalna opskrba prirodnim plinom neadekvatna.
Na ovoj gruboj osnovi, nalazimo da je europski uvoz prirodnog plina veći od ukupnog izvoza prirodnog plina Rusije+.
Europa se već susreće s višestrukim problemima prirodnog plina. Njegova opskrba iz sjeverne Afrike nije tako pouzdana kao u prošlosti. Zemlje Rusije+ ne isporučuju toliko prirodnog plina koliko bi Europa željela, a posebno se čini da su spot cijene previsoke. Postoje i nesuglasice oko cjevovoda. Bloomberg izvještava da će Rusija u narednim godinama povećati svoj izvoz u Kinu. Osim ako Rusija ne pronađe način da poveća svoju opskrbu plinom, veći izvoz u Kinu vjerojatno će ostaviti manje prirodnog plina Rusiji za izvoz u Europu u godinama koje dolaze.
Ako pogledamo diljem svijeta da vidimo koji su drugi izvori izvoza prirodnog plina dostupni za Europu, otkrivamo da je izbor ograničen.
Sjedinjene Američke Države predstavljaju se kao mogući izbor za povećanje uvoza prirodnog plina u Europu. Jedna od kvačica rastućeg izvoza prirodnog plina iz Sjedinjenih Država je činjenica da je u povijesti SAD bio uvoznik prirodnog plina ; nije jasno koliko se izvoz može popeti iznad razine iz 2022. godine. Nadalje, dio američkog prirodnog plina proizvodi se s naftom iz škriljevca. Nafta iz škriljevca vjerojatno neće puno rasti u budućim godinama; zapravo, vrlo vjerojatno će opadati zbog iscrpljenih bušotina. To bi moglo ograničiti rast SAD-a u zalihama prirodnog plina dostupnog za izvoz.
Čini se da ni kategorija Ostatak svijeta nema mnogo mogućnosti za rast uvoza u Europu, jer je ukupni izvoz išao prema dolje. (Ostatak svijeta uključuje Afriku, Bliski istok i Ameriku, isključujući Sjedinjene Države.) Postoje mnoga izvješća o zemljama, uključujući Irak i Tursku, koje nisu u mogućnosti kupiti prirodni plin koji bi željele. Čini se da sada na tržištu nema dovoljno prirodnog plina. Malo je izvješća o povećanju zaliha kako bi se zamijenile iscrpljene zalihe.
Što se tiče ugljena, situacija u Europi je samo malo drugačija. Europska opskrba ugljenom se smanjuje, a uvoz nije mogao nadoknaditi to smanjenje.
Ako osoba traži po cijelom svijetu mjesta za više uvoza za Europu, nema mnogo izbora.
Većina proizvodnje ugljena nalazi se u azijsko-pacifičkoj regiji. S obzirom da se Kina, Indija i Japan nalaze u azijsko-pacifičkoj regiji, te visoki troškovi tranzita, ovaj ugljen vjerojatno neće napustiti regiju. Sjedinjene Države bile su veliki proizvođač ugljena, ali je njihova proizvodnja opala posljednjih godina. Još uvijek izvozi relativno malu količinu ugljena. Najvjerojatnija mogućnost povećanja uvoza ugljena bila bi iz Rusije i njezinih podružnica. I ovdje će Europa vjerojatno morati nadmašiti Kinu za kupnju ovog ugljena. Bolji odnos s Rusijom također bi bio od pomoći.
Svjetska proizvodnja ugljena u osnovi je ravna od 2011. Zemlja će izvoziti samo ugljen koji sama sebi ne treba. Stoga je manjak izvozne sposobnosti rani znak upozorenja za neadekvatno opskrbu. S obzirom da gospodarstva mnogih azijsko-pacifičkih zemalja još uvijek brzo rastu, potražnja za uvozom ugljena vjerojatno će rasti u ovoj regiji. Dok modeli mogu misliti da postoji blizu 150 godina vrijedna zaliha ugljena, iskustvo iz stvarnog svijeta sugerira da su granice ugljena već dostignute.
[7] Zaključak. Modelari i čelnici posvuda imaju osnovno nerazumijevanje kako gospodarstvo funkcionira i s kojim smo granicama suočeni. Ovaj nesporazum je omogućio znanstvenicima da sastave modele koji su daleko od situacije s kojom se zapravo suočavamo.
Ekonomija djeluje kao integrirana cjelina, kao što tijelo ljudskog bića djeluje kao integrirana cjelina, a ne kao skup stanica različitih tipova. To je nešto što većina modelara ne razumije, a njihove tehnike nisu opremljene za to.
Gospodarstvo se istovremeno suočava s mnogim ograničenjima: previše ljudi, previše zagađenja, premalo ribe u oceanu, teže vađenje fosilnih goriva i mnoge druge. Čini se da je način na koji se ta ograničenja odigravaju na način na koji sugeriraju modeli u knjizi iz 1972., The Limits to Growth : One se pokreću na kombiniranoj osnovi. Pravi problem je u tome što sve manji prinosi istovremeno dovode do ogromnih potreba za ulaganjima u mnogim područjima. Jedna ili dvije od ovih investicijskih potreba bi se možda mogle riješiti, ali ne sve, sve odjednom.
Pristup modelara, praktički posvuda, je da se problem razbije na male dijelove i pretpostavi da se svaki dio problema može samostalno riješiti. Stoga su oni koji su zabrinuti za "Peak Oil" zabrinuti zbog ponestanka nafte. Činilo se važnim pronaći zamjene. Oni koji su zabrinuti zbog klimatskih promjena bili su uvjereni da još treba izvući ogromne količine fosilnih goriva, čak i više od količina koje ukazuju omjer rezerve i proizvodnje. Zabrinutost im je bila pronalaženje zamjene za ogromnu količinu fosilnih goriva za koja su vjerovali da će se još izvući, što bi moglo uzrokovati klimatske promjene.
Političari su mogli vidjeti da je na pomolu nekakav veliki problem, ali nisu razumjeli što je to. Činilo se da je ideja zamjene obnovljivih izvora fosilnih goriva rješenje koje će usrećiti i Peak Oilers i one koji su zabrinuti zbog klimatskih promjena. Činilo se da se modeli temeljeni na zamjeni fosilnih goriva obnovljivim izvorima energije sviđaju gotovo svima. Pristup obnovljivih izvora energije sugerirao je da imamo jako dug vremenski okvir za rješavanje, odlažući problem, što je duže moguće u budućnost.
Danas počinjemo uviđati da obnovljivi izvori energije nisu u stanju ispuniti obećanje za koje su se modeli nadali da će imati. Kako će se točno situacija odigrati nije sasvim jasno, ali čini se da ćemo svi imati mjesta u prvom redu u saznanju.
oilprice.com
