211service.com
Med denne hastigheten vil det ta nesten 400 år å transformere energisystemet
Denis Doyle | Getty
For 15 år siden beregnet Ken Caldeira, en seniorforsker ved Carnegie Institution, at verden ville trenge å legge til omtrent et kjernekraftverks verdi av ren energikapasitet hver dag mellom 2000 og 2050 for å unngå katastrofale klimaendringer. Nylig gjorde han en rask beregning for å se hvordan vi har det.
Ikke bra. I stedet for de omtrent 1100 megawattene karbonfri energi per dag som sannsynligvis trengs for å forhindre at temperaturen stiger mer enn 2 ˚C, som 2003 Vitenskap papir av Caldeira og hans kolleger funnet, legger vi til rundt 151 megawatt. Det er bare nok til å drive omtrent 125 000 hjem.
Med den hastigheten vil en vesentlig transformasjon av energisystemet ta, ikke de neste tre tiårene, men nesten de neste fire århundrene. I mellomtiden ville temperaturen stige, smelte iskapper, synke byer og slippe løs ødeleggende hetebølger rundt om på kloden (se Året klimaendringene begynte å snurre ut av kontroll).
Caldeira understreker at andre faktorer sannsynligvis vil forkorte denne tidsrammen betydelig (spesielt vil elektrifisering av varmeproduksjon, som utgjør mer enn halvparten av det globale energiforbruket, endre etterspørselen betydelig). Men han sier at det er klart at vi overhaler energisystemet om en størrelsesorden for sakte, og understreker et poeng som få virkelig setter pris på: Det er ikke det at vi ikke bygger ren energi raskt nok til å møte utfordringen med klimaendringer. Det er det - selv etter tiår med advarsler , politiske debatter og ren-energi-kampanjer – verden har knapt engang begynt å konfrontere problemet.
FNs organ for klimaendringer hevder at verden må kutte så mye som 70 prosent av klimagassutslippene innen midten av århundret for å ha noen sjanse til å unngå 2 ˚C oppvarming. Men karbonforurensning har fortsatt å stige, og tikker opp 2 prosent i fjor.
Så hva er ventetiden?
Utover den irriterende kombinasjonen av økonomiske, politiske og tekniske utfordringer er det grunnleggende problemet med overveldende skala. Det er en enorm mengde som må bygges, som vil suge opp en enorm mengde arbeidskraft, penger og materialer.
For det første vil det globale energiforbruket sannsynligvis stige med rundt 30 prosent i løpet av de neste tiårene ettersom utviklingsøkonomiene ekspanderer. (Kina alene må legge til tilsvarende hele USAs kraftsektor innen 2040, ifølge Det internasjonale energibyrået.) For å kutte utslippene raskt nok og holde tritt med veksten, må verden utvikle 10 til 30 terawatt ren energikapasitet innen 2050. high-end som ville bety å bygge tilsvarende rundt 30 000 atomkraftverk – eller produsere og installere 120 milliarder 250-watts solcellepaneler.
Det er rett og slett lite økonomisk incitament for energiindustrien til å bygge i den skalaen og hastigheten mens den har titalls billioner dollar i ubrukte kostnader i det eksisterende systemet.
Hvis du betaler en milliard dollar for en gigawatt kull, kommer du ikke til å være fornøyd hvis du må pensjonere den om 10 år, sier Steven Davis, førsteamanuensis ved Institutt for jordsystemvitenskap ved University of California, Irvine.
Det er et sted mellom vanskelig og umulig å se hvordan noe av det vil endre seg før det er sterk nok regjeringspolitikk eller store nok teknologiske gjennombrudd til å overstyre økonomien.
Et kvantesprang
I slutten av februar satt jeg på Daniel Schrags kontor ved Harvard University Center for the Environment. Den store gule Chinook hans, Mickey, la seg ved siden av føttene mine.
Schrag var en av president Barack Obamas beste klimarådgivere. Som en geolog som har nærstudert klimavariasjoner og oppvarmingsperioder i gammel fortid, har han en spesiell forståelse for hvor dramatisk ting kan endre seg.
Han satt ved siden av meg med den bærbare datamaskinen sin og åpnet en rapportere han hadde nylig vært medforfatter til å vurdere risikoen ved klimaendringer. Den fremhever de mange tekniske fremskritt som vil kreves for å overhale energisystemet, inkludert bedre karbonfangst, biodrivstoff og lagring.
Relatert historie
Relatert historie Studien bemerker også at USA legger til omtrent 10 gigawatt ny energiproduksjonskapasitet per år. Det inkluderer alle typer, naturgass samt sol og vind. Men selv med den hastigheten ville det ta mer enn 100 år å bygge opp det eksisterende strømnettet igjen, for ikke å si noe om det langt større som kreves i tiårene som kommer.
Er det mulig å akselerere med en faktor på 20? han spør. Ja, men jeg tror ikke folk forstår hva det er, når det gjelder stål og glass og sement.
Klimaobservatører og kommentatorer har brukt ulike historiske paralleller for å illustrere omfanget av oppgaven, inkludert Manhattan-prosjektet og måneoppdraget. Men for Schrag er analogien som virkelig taler til problemets dimensjoner og haster andre verdenskrig, da USA nasjonaliserte deler av stål-, kull- og jernbaneindustrien. Regjeringen tvang bilprodusentene til å stanse bilproduksjonen for å kassere fly, stridsvogner og jeeper.
Den gode nyheten her er at hvis du styrer en hel økonomi mot en oppgave, kan store ting skje raskt. Men hvordan inspirerer man til en krigsmentalitet i fredstid, når fienden er usynlig og beveger seg i sakte film?
Det er et kvantesprang fra der vi er i dag, sier Schrag.
Tidsforsinkelsen
Det faktum at de virkelig ødeleggende konsekvensene av klimaendringer ikke vil komme på flere tiår, kompliserer saken på viktige måter. Selv for folk som bryr seg om problemet i det abstrakte, rangerer det ikke høyt blant deres umiddelbare bekymringer. Som en konsekvens er de ikke tilbøyelige til å betale mye, eller endre livsstil, for å faktisk ta tak i det. De siste årene har amerikanerne vært villige til å øke strømregningen med et medianbeløp på bare $5 i måneden selv om det løste, ikke lettet, global oppvarming, ned fra $10 15 år tidligere, ifølge en rekke undersøkelser av MIT og Harvard.
Det er tenkelig at klimaendringer en dag vil endre tankesettet ettersom det økende antallet skogbranner, orkaner, tørker, utryddelse og havnivåstigning til slutt tvinger verden til å takle problemet.
Men det vil være for sent. Karbondioksid virker på en tidsforsinkelse. Det tar omtrent 10 år å oppnå sin fulle oppvarmingseffekt, og den forblir i atmosfæren i tusenvis av år. Etter at vi har tippet inn i faresonen, reduserer ikke effekten av å eliminere karbondioksidutslipp; det kan bare forhindre at de blir verre. Uansett hvilket nivå av klimaendringer vi tillater å utfolde seg er låst i årtusener, med mindre vi utvikler teknologier for å fjerne klimagasser fra atmosfæren i massiv skala (eller prøver lykken med geoengineering).
Dette betyr også at det sannsynligvis vil være en stor avveining mellom hva vi må betale for å fikse energisystemet og hva det vil koste å håndtere de resulterende katastrofene hvis vi ikke gjør det. Diverse estimater finner ut at utslippskutt vil krympe den globale økonomien med noen få prosentpoeng i året, men ubegrenset oppvarming kan redusere verdensomspennende BNP mer enn 20 prosent innen slutten av århundret, hvis ikke langt mer .
I pengene
Uten tvil det mest avgjørende skrittet for å akselerere energiutviklingen er å vedta en sterk regjeringspolitikk. Mange økonomer mener at det kraftigste verktøyet vil være en pris på karbon, pålagt enten gjennom en direkte skatt eller et cap-and-trade-program. Etter hvert som prisen på å produsere energi fra fossilt brensel vokser, vil dette skape større insentiver for å erstatte disse plantene med ren energi (se forslag til økning av karbonprising som kommer på nyåret).
Hvis vi skal gjøre noen fremskritt med klimagasser, må vi enten betale de implisitte eller eksplisitte kostnadene for karbon, sier Severin Borenstein, en energiøkonom ved University of California, Berkeley.
Relatert historie
Relatert historie Men det må være en stor pris, langt høyere enn $15 per tonn det kostet å skaffe kvoter i Californias cap-and-trade-program sent i fjor. Borenstein sier at en karbonavgift som nærmer seg 40 dollar per tonn bare blåser kull helt ut av markedet og begynner å sette inn vind og sol veldig mye i pengene, i hvert fall når du gjennomsnittlig koster over hele levetiden til anleggene.
Andre mener prisen bør være høyere. Men det er veldig vanskelig å se hvordan en skatt som til og med nærmer seg dette tallet kan passere i USA, eller mange andre nasjoner, når som helst snart.
Det andre store politiske alternativet ville være tak som tvinger forsyningsselskaper og selskaper til å holde klimagassutslippene under et visst nivå, ideelt sett en som reduseres over tid. Denne reguleringsbaserte tilnærmingen anses ikke som like økonomisk effektiv som en karbonpris, men den har fordelen av å være mye mer politisk velsmakende. Amerikanske velgere hater skatter, men er helt komfortable med luftforurensningsregler, sier Stephen Ansolabehere, professor i regjering ved Harvard University.
Grunnleggende tekniske begrensninger vil også øke kostnadene og kompleksiteten ved overgang til ren energi. Våre raskest voksende karbonfrie kilder, solenergi- og vindparker, leverer ikke strøm når solen ikke skinner eller vinden ikke blåser. Så ettersom de gir en større del av nettets elektrisitet, vil vi også trenge langdistanse overføringslinjer som kan balansere topper og daler på tvers av stater, eller enorme mengder svært kostbar energilagring, eller begge deler (se Å stole på fornybar energi alene. øker kostnadene ved overhaling av energi).
Resultatet er at vi til slutt må enten supplere vind og sol med mange flere atomreaktorer, fossilt brenselanlegg med karbonfangst og andre lavutslippskilder, eller betale langt mer å bygge ut et mye større system for overføring, lagring og fornybar generasjon, sier Jesse Jenkins, en forsker ved MIT Energy Initiative. I alle tilfeller vil vi sannsynligvis fortsatt trenge betydelige tekniske fremskritt som reduserer kostnadene.
Alt dette løser forresten bare utfordringen med å overhale elektrisitetssektoren, som i dag utgjør mindre enn 20 prosent av det totale energiforbruket. Det vil gi en langt større del når vi elektrifiserer ting som kjøretøy og oppvarming, noe som betyr at vi til slutt må utvikle et elektrisk system som er flere ganger større enn dagens.
Men det etterlater fortsatt de virkelig vanskelige delene av det globale energisystemet å håndtere, sier Davis ved UC Irvine. Det inkluderer luftfart, langdistansetransport og sement- og stålindustrien, som produserer karbondioksid i selve produksjonsprosessen. For å rydde opp i disse enorme sektorene av økonomien, trenger vi bedre karbonfangst- og lagringsverktøy, samt billigere biodrivstoff eller energilagring, sier han.
Slike store tekniske prestasjoner har en tendens til å kreve betydelig og vedvarende statlig støtte. Men i likhet med karbonskatter eller utslippstak, er en enorm økning i føderal forsknings- og utviklingsfinansiering svært usannsynlig i det nåværende politiske klimaet.
Gi opp?
Så skal vi bare gi opp?
Det er ingen magisk kule eller åpenbar vei her. Alt vi kan gjøre er å trekke hardt i spakene som ser ut til å fungere best.
Interessegrupper for miljø og ren energi må gjøre klimaendringer til en høyere prioritet, og knytte dem til praktiske spørsmål som innbyggere og politikere bryr seg om, som ren luft, sikkerhet og arbeidsplasser. Investorer eller filantroper må være villige til å satse langsiktig på tidlige energiteknologier. Forskere og teknologer må fokusere innsatsen på de mest trengte verktøyene. Og lovgivere må presse gjennom politiske endringer for å gi insentiver, eller mandater, for energiselskaper til å endre seg.
Den vanskelige virkeligheten er imidlertid at verden med stor sannsynlighet ikke vil være i stand til å oppnå det som kreves i midten av århundret. Schrag sier at å holde temperaturøkningene under 2 ˚C allerede er en drøm, og legger til at vi vil være heldige som forhindrer 4 ˚C oppvarming dette århundret.
Det betyr at vi sannsynligvis vil betale en svært høy avgift i tapte liv, lidelser og miljøødeleggelser (se Varmt og voldelig ).
Men imperativet slutter ikke hvis oppvarmingen tipper over 2 ˚C. Det gjør det bare mer presserende å gjøre alt vi kan for å begrense de truende truslene, begrense skaden og gå over til et bærekraftig system så raskt som mulig.
Hvis du går glipp av 2050, sier Schrag, har du fortsatt 2060, 2070 og 2080.