Źródło:climatesolutions.org
Znaczące redukcje emisji gazów cieplarnianych będą wymagały kompleksowych zmian nie tylko w sposobie zarządzania dostawami energii, lasami i systemami rolniczymi, ale także w sposobie życia i poruszania się na obszarach miejskich, gdzie zużywa się większość energii, materiałów i produktów na świecie. Główne ścieżki prowadzące do niskoemisyjnej przyszłości, czyli „głębokiej dekarbonizacji”, jak jest to opisywane w literaturze, to:
- Ochrona i wydajność — zużywanie mniejszej ilości energii i jej bardziej efektywne wykorzystanie w budynkach, transporcie i przemyśle
- Dekarbonizacja — dekarbonizacja energii elektrycznej i innych paliw poprzez całkowite usunięcie węgla z sieci energetycznej; ograniczenie wykorzystania gazu kopalnego w ogrzewaniu i transporcie w horyzoncie czasowym 2030-35; oraz zmniejszenie o połowę zawartości węgla w paliwach transportowych do 2030 r. i przejście na paliwa o zerowej emisji dwutlenku węgla do 2050 r.
- Zmiana paliwa — Zamiana paliw kopalnych na paliwa odnawialne o niskiej lub zerowej emisji w celu zasilania budynków, pojazdów i przemysłu.
- Redukcja odpadów — redukcja emisji związanych ze wszystkimi produktami odpadowymi, a także zmniejszenie zużycia
- Sekwestracja emisji — ochrona i zwiększanie naturalnych pochłaniaczy dwutlenku węgla, takich jak lasy, grunty rolne, roślinność i gleby.
- Redukcja emisji metanu — ustalanie standardów emisji metanu dla nowych i istniejących inwestycji w gazy kopalne i ropę naftową w celu ograniczenia emisji metanu ze składowisk śmieci, kopalń węgla i rolnictwa.
Przejścia w sześciu sektorach
Istnieje sześć kluczowych sektorów, w których należy skoncentrować wysiłki na rzecz dekarbonizacji, a każdy z nich obejmuje szereg krytycznych przejść lub działań, które muszą nastąpić w następujący sposób:
Sektor dostaw energii wymagał zmian
- Zwiększ efektywność energetyczną
- Transformacja przedsiębiorstw użyteczności publicznej i rynków energii[i] [ii]
- Zmodernizuj sieć, aby zintegrować energię odnawialną i zasoby po stronie popytu
- Zastąp węgiel i gaz odnawialnymi źródłami energii, aby zmniejszyć emisję paliw kopalnych i dekarbonizację wytwarzania energii elektrycznej
- Zmodernizuj sieć, aby zintegrować odnawialne źródła energii i zarządzanie popytem
- Zwiększenie wytwarzania energii elektrycznej, aby rozwiązać problem zmiany paliwa
Transport (powietrzny, morski, flotowy, towarowy) Wymagane sektory Przejścia
- Popraw efektywność paliwową
- Popraw wydajność silnika
- Zelektryfikuj transport i/lub zastosuj pojazdy napędzane ogniwami paliwowymi
- Dekarbonizacja paliw płynnych i gazowych
- Zmniejsz liczbę przejechanych kilometrów przez pojazd
Wymagane przejścia w sektorze mieszkaniowym i komercyjnym
Popraw efektywność wykorzystania końcowego
Oszczędzać energię
Przejdź z węgla, ropy i gazu na energię elektryczną do ogrzewania pomieszczeń i wody
Przemysł (produkcja, budownictwo, rolnictwo, transformacja energetyczna, górnictwo) Sektor Wymagane przejścia
Efektywności energetycznej
Połączone ciepło i energia elektryczna do wychwytywania i ponownego wykorzystania ciepła odpadowego
Przejdź na źródła paliw o niższej emisji dwutlenku węgla i procesy elektryczne[iii]
Wymagane przejścia w sektorze rolnictwa i odpadów
Zmniejsz emisję metanu związaną z użytkowaniem gruntów i rolnictwem
Zwiększ efektywność wykorzystania składników odżywczych/zarządzaj nawozami azotowymi
Zwiększ sekwestrację węgla
Opracuj procesy przetwarzania obornika w energię
Wymagane działania w zakresie użytkowania gruntów i sektora leśnego
Utrzymuj i zwiększaj pochłaniacze dwutlenku węgla
Ogranicz wycinkę i konwersję lasów
Ponowne zalesianie
Zalesienie
Poprawa zarządzania gruntami uprawnymi w celu zwiększenia sekwestracji dwutlenku węgla
Zarządzaj miejskimi obszarami naturalnymi, aby zwiększyć sekwestrację dwutlenku węgla
Strategie dekarbonizacji
Budowa systemu przesyłowego, który będzie dostarczał energię odnawialną do odbiorców, którzy jej potrzebują, stawiając czoła wyzwaniom związanym ze zmiennością.
Opracowywanie strategii integracji sieci w celu dopasowania obciążeń do zmiennej energii odnawialnej
Reakcje na oczekiwane codzienne wzorce podaży i popytu na energię (np. wiosenne wieczory, kiedy zachodzi słońce i wszyscy wracają do domu z pracy, a zapotrzebowanie wzrasta)
Reakcja na długie okresy pochmurnej lub spokojnej pogody
Magazynowanie podłączone do sieci (baterie, elektrownie szczytowo-pompowe itp.)
Reagowanie na popyt
Sygnały cenowe w czasie rzeczywistym powiązane z wahaniami obciążenia, takimi jak te, które dodałoby ładowanie pojazdów elektrycznych
Ochrona i rozszerzanie polityk zachęcających do wzrostu odnawialnego
Własność strony trzeciej instalacji fotowoltaicznej na dachu
Pomiary netto (które z czasem będą ewoluować w kierunku wyceny według czasu użytkowania lub wartości energii słonecznej)
Standardy portfela odnawialnego
Zachęty podatkowe
Modele biznesowe sektora użyteczności publicznej zachęcające do ochrony środowiska i odnawialnych źródeł energii
Kapitalizacja sektora energii odnawialnej
Umowy na zakup energii wiatrowej obecnie 2,35 centa/kW-godz. (obecnie konkurencyjne w stosunku do energii niezwiązanej z odnawialnymi źródłami energii) i energii słonecznej poniżej 4 centów
Konkurencyjny nawet bez dotacji federalnych
Koszty nadal spadają
Przyspiesz inwestycje już teraz, ponieważ stopy procentowe są niskie
Energia odnawialna wiąże się z wysokim kosztem kapitału, ale zerowym kosztem paliwa, więc z czasem inwestycja bardzo się zwraca
Należy uznać, że dekarbonizacja sieci elektroenergetycznej i sektora transportu idą ręka w rękę
Czyszczenie sieci umożliwia „przełączenie paliwa” na pojazdy transportowe napędzane elektrycznie, wszędzie tam, gdzie jest to technicznie możliwe, w celu zastąpienia brudnych pojazdów napędzanych paliwami kopalnymi pojazdami napędzanymi czystą energią elektryczną
Aby zdekarbonizować sieć, większa moc niż będzie wykorzystywana w określonych porach dnia i obciążeniu wymaga pojemności i magazynowania, aby zrekompensować okresy, w których wytwarzana jest mniejsza ilość energii (zmienność energii odnawialnej)
Kiedy odnawialne źródła energii wytwarzają więcej energii niż jest zużywane, konieczne będzie magazynowanie, a akumulatory pojazdów elektrycznych lub wodór do pojazdów z ogniwami paliwowymi mogą zapewnić to magazynowanie oprócz magazynowania podłączonego do sieci
Transport i tak wymaga magazynowania energii, co doskonale wpisuje się w przyszłość, w której czasami będziemy mieli nadwyżkę czystych elektronów
Biopaliwa będą potrzebne w transporcie morskim, lotniczym i potencjalnie na długich dystansach, ale nie w samochodach
Zajmuje 1-2 akrów ziemi obsadzonej rzepakiem, aby utrzymać Jettę TDI na biodiesel i tylko 270 stóp kwadratowych panelu słonecznego w Seattle do zasilania Nissana Leaf, nie licząc wydatków kapitałowych na biorafinerię
Wzajemne połączenie efektywności energetycznej budynków i pojazdów elektrycznych
Zamień elektryczne ogrzewanie oporowe w zwykłym domu w Seattle na pośrednią pompę ciepła, oszczędzając 60% (7200 kWh) z 12000 kWh zużywanych na ogrzewanie domu zimą. Ta energia wystarczy, aby przejechać Nissanem Leafem 24{11}} mil
[i] Instytut Gór Skalistych; Projekt World Resources Institute Utilities of the Future; W ciągu ubiegłych dwóch lat CS zaangażowało się w różne wysiłki w zakresie reformy usług użyteczności publicznej.
[ii] Sven Teske, „Rewolucja energetyczna 2015: prognoza dotycząca zrównoważonej energii na świecie na rok 2015” (Greenpeace, 2015).
[iii] Karl Hausker i in., „Delivering on the US Climate Commitment: A 10-Plan punktowy w stronę przyszłości niskoemisyjnej” (World Resources Institute, maj 2015).
