- Opublikowano: 25 lipca, 2011
Elektrownie węglowe dostarczają około 45 procent energii elektrycznej w USA. Aby zwiększyć udział energii elektrycznej pochodzącej z czystych źródeł, Ameryka prawdopodobnie będzie musiała odejść od węgla. Credit: Cathy Haglund/flickr.
Jak ostatnio zauważyłem, Amerykanie zużywają ogromne ilości energii elektrycznej każdego roku. W zależności od miejsca zamieszkania, może ona pochodzić z elektrowni węglowej lub gazowej, elektrowni atomowej, zapory wodnej, turbin wiatrowych, a nawet paneli słonecznych. Muszę jednak przyznać, że nie mam pojęcia skąd pochodzi moja energia elektryczna (poza tym, że ze ściany). Ale ponieważ mieszkam w środkowej części New Jersey, moja energia elektryczna pochodzi prawdopodobnie z elektrowni węglowych, gazowych i jądrowych.
Dla całego kraju, względne proporcje każdego rodzaju energii elektrycznej pozostają stałe od około 15 lat:
- Węgiel i gaz ziemny wytwarzają 70 procent naszej energii elektrycznej
- Energia jądrowa generuje około 20 procent
- Źródła odnawialne (jak wiatr i energia wodna) dostarczają około 10 procent.
Teraz wygląda na to, że te proporcje mogą się zmienić.
Podczas orędzia o stanie państwa w 2011 roku prezydent Obama ogłosił nowy cel energetyczny Stanów Zjednoczonych: do 2035 roku produkować 80 procent energii elektrycznej z czystych źródeł energii. Spalanie węgla i gazu ziemnego w celu wytworzenia energii elektrycznej uwalnia do atmosfery miliardy ton pochłaniającego ciepło dwutlenku węgla (CO2), więc przejście na bardziej „czyste” źródła energii pomogłoby ograniczyć wiele amerykańskich emisji gazów cieplarnianych, które są częściowo odpowiedzialne za ocieplenie klimatu.
Skąd więc ma pochodzić cała ta „czysta energia”? Na początek, plan Obamy zalicza gaz ziemny do „czystych”, ponieważ nawet jeśli wytwarza on CO2, emisja na każdą wygenerowaną kilowatogodzinę (kWh) jest tylko o połowę mniejsza niż w przypadku węgla. Gdybyśmy pozostawili wszystkie obecne elektrownie gazowe na miejscu, ale nie budowali nowych, osiągnięcie celu 80 procent oznaczałoby konieczność zastąpienia około dwóch trzecich krajowej energetyki węglowej. Nie jest to proste zadanie, ponieważ sam węgiel dostarcza blisko połowę energii elektrycznej w Ameryce.
Biorąc pod uwagę koszty, oto niektóre ze sposobów, w jakie Stany Zjednoczone mogłyby zastąpić wystarczającą ilość energii węglowej, aby osiągnąć cel 80 procent czystych źródeł energii do 2035 roku.
Aby zastąpić część energii z węgla i uzyskać 80 procent energii elektrycznej z czystych źródeł do 2035 roku, Stany Zjednoczone mogłyby zbudować 243 nowe zapory wielkości Tamy Hoovera (10 nowych zapór każdego roku). Credit: Josh Kenzer/flickr.
- Moglibyśmy zbudować 243 tamy hydroelektryczne, które mają moc generującą Tamy Hoovera (to średnio 10 nowych tam rocznie). Oznacza to, że potrzebowalibyśmy również 243 potężnych rzek, takich jak Kolorado, które nie mają jeszcze zapór. W USA nie ma wystarczająco dużo rzek, aby utrzymać taką liczbę dużych zapór, a mniejsze zapory same nie są w stanie wygenerować wystarczającej ilości energii elektrycznej, aby zastąpić elektrownie węglowe.
- Moglibyśmy zbudować 194 900 turbin wiatrowych, każda o mocy 2 megawatów (MW) (typowy rozmiar). Oznaczałoby to budowę ponad 8000 nowych turbin każdego roku, czyli 22 turbin dziennie, każdego dnia, przez 24 lata. Nawet jeśli jest to wykonalne, musielibyśmy również przebudować amerykańską sieć elektryczną i dodać sposób na przechowywanie energii elektrycznej, aby bezpiecznie i niezawodnie korzystać z nieregularnego przepływu energii elektrycznej pochodzącej z turbin wiatrowych.
- Moglibyśmy zbudować 64 nowe elektrownie jądrowe wielkości nowojorskiej elektrowni Indian Point. Jednak od czasu katastrofy w japońskiej Fukushimie wiosną ubiegłego roku takie tempo budowy, z prawie czterema elektrowniami jądrowymi budowanymi każdego roku, nie wydaje się już realistyczne. A należy pamiętać, że Stany Zjednoczone nie zbudowały nowej elektrowni jądrowej od ponad 20 lat.
- Moglibyśmy zbudować 10 200 farm energii słonecznej – ale każda z nich musiałaby mieć wielkość Copper Mountain w Nevadzie, która jest obecnie największa w kraju. Ilość miejsca potrzebna dla tej liczby paneli słonecznych: obszar około trzykrotnie większy od Delaware.
- Albo, moglibyśmy nadal używać elektrowni węglowych tak długo, jak są one wyposażone w urządzenia do wychwytywania i przechowywania spalin CO2 zamiast uwalniania go do atmosfery – technologia zwana CCS, czyli wychwytywanie i sekwestracja dwutlenku węgla. Ale stosowanie CCS sprawia, że elektrownia jest mniej wydajna w wytwarzaniu energii elektrycznej, więc nie tylko każda istniejąca elektrownia węglowa w kraju musiałaby być wyposażona w CCS, ale musielibyśmy zbudować 133 nowe elektrownie, które również byłyby wyposażone w technologię CCS. W tej chwili w USA nie ma jeszcze ani jednej elektrowni węglowej działającej z CCS.
- Wszyscy moglibyśmy poprawić naszą efektywność energetyczną, ale wymiana żarówek nie wystarczy, aby osiągnąć cel Obamy. Nawet gdyby wszyscy w USA wymienili wszystkie swoje żarówki na świetlówki kompaktowe, to i tak zaoszczędziliby tylko około jednego procenta całkowitej energii elektrycznej potrzebnej do osiągnięcia celu 80 procent.
Wszystkie te opcje nadal wymagają pozyskiwania około 20 procent energii elektrycznej w USA z gazu ziemnego, który powoduje emisję gazów cieplarnianych. A obecnie wszystkie wymienione tu źródła czystej energii są znacznie droższe niż węgiel.
Jasne jest, że żadna z tych opcji, sama w sobie, nie jest bardzo praktyczna – więc, jak słusznie zauważył Prezydent Obama podczas orędzia o stanie państwa, pozbycie się większości energii elektrycznej wytwarzanej z węgla w USA będzie wymagało połączenia wszystkich powyższych rozwiązań.
Jeśli jednak mamy z powodzeniem osiągnąć cel na rok 2035, czas zacząć działać.
.