背后的脱碳的理想绿色新政并非高不可攀

谈到绿色新政是大胆的,及时和必要的。绿色新政的最重要的组件是起草完成脱碳的承诺。这是目的地,为我们的月球探测器月球。问题是:我们如何到达那里?我们学习它是至少两次像我们想象的那么容易。

传统上,能源经济的讨论都是关于效率和国内生产,而不是对脱碳。这是一个工件1970年代的石油危机和关心美国能源独立。这种老式的方法翻译本质上更省油(但仍然石油)汽车和更好的绝缘(但仍自然使用)的家园。

这种方法可以让我们只有一小部分总脱碳。

我们需要替换技术,与零排放的方式满足我们的能源需求,除了提高效率。电力来自可再生能源(太阳能、风能、水力发电、地热)和核替换技术,满足问题的规模。好消息是,使用这些技术的路径总脱碳是更清晰和更引人注目的经济比大多数人认为。

脱碳不是一个不可能实现的理想;这是直接从美国能源使用的最佳数据。

在2017年,Otherlab我和领导创办公司,简约的高级研究项目署能源部(arpa - e)来评估所有可用的能源数据并创建一个超高分辨率的照片,美国能源经济。目的是确定研究重点和模型场景为新能源技术和政策。这个杠杆的许多年的努力工作美国能源信息署(PDF)和劳伦斯利弗莫尔国家实验室分析美国能源经济和提供年度快照桑基流程图的格式。Otherlab“超级桑基”工具是可用的www.departmentof.energy——是的,我们厚颜无耻的在选择URL。

这项工作美国能源使用映射始于1973年,当杰克桥梁,为原子能联合委员会工作(一个知识先驱能源部),使用桑基格式和改进这本书,“理解国家能源困境(PDF)。”委员会已被指控“开发一个能量显示系统,在不到一个小时,可以给一个非常忙碌的人的大小和复杂性的理解我们国家的能源困境。”That "busy person" was meant to represent the decision makers in Congress.

我们创建的交互式桑基图2018年arpa - e代表所有的能量流在美国经济中,“主要能源来源,如煤、天然气、石油、水电、太阳能、地热能和核能,通过转换成中间如汽油、柴油和其它中间化石燃料或电能,然后他们使用不同的经济领域。

图也代表了能源使用的转换,包括能源用于发电,迷失在传输或体现在产品和材料使用能源的生产。给定的流标识的宽度大小的一个给定的能源使用,从而指明了方向最有效的干预措施,以减少能源使用或使脱碳。

能源使用的规模国家经济以四胞胎。四是1000万亿年英国热量单位(热量)。使用方便,美国每年大约有100四胞胎,这意味着一个四几乎等于1%的国家的国家年度能源消耗总量。

桑基图告诉我们

配备最好的数据,并被指控犯有脱碳经济,什么类型的图片,或一组选项,出现?答案是如此意想不到的和重要的,它应该是绿色新政的任何讨论的核心。

大多数专家同意(PDF)最可能的和现实的途径,大规模的脱碳是巨大的电气化。仅仅的电气化对效率有一个强大的影响:从无碳能源的美国经济将减少一半以上所需的能量。为什么会这样呢?

脱碳电力节约国家能源使用总量的25%

首先,最大的储蓄完全脱碳经济(PDF)大量的能量损失(产生)和二氧化碳从化石燃料发电。

大约25%的我们的总能量需要消除是因为燃烧化石燃料发电是一种非常低效的过程产生大量的余热。39四胞胎的初级能源进入电力行业,只有12实际上是交付给行业,我们的家庭和我们的企业。其余的消失,毫不夸张地说,废热和二氧化碳到空气中。

当我们开发新的电力的主要来源,而非化石燃料转化为电能,这是不再需要浪费。

的运输节省14%好用的买球外围app网站

的电气化交通是下一个重大能源赢:28四胞胎的初好用的买球外围app网站级能源进入运输行业,包括汽车、卡车、飞机、火车和船。

绝大多数车辆运行在石油。如果我们把所有的汽车和卡车,我们将减少三分之二的能量消耗在这些车辆移动。汽车发动机甚至比发电厂效率降低化石燃料转换成一个有用的活动。通常他们运行效率在25%左右,动力传动系统的进一步的损失。电动汽车已经成为主流,滴在性能、成本和扩大范围和选择。一个绿色新政将增加的速度和影响这个行业的转变。

这是好消息;的21个四胞胎我们需要道路和公路运输,我们只需要大约7在电能未来,所以其他14个四胞胎不会需要生好用的买球外围app网站产或生成。

不需要找到、矿山、提炼和运输节省6%

大量的化石燃料用于发现、矿山、化石燃料和运输过程。在零碳经济中,我们不需要消耗能量。

这是多少?图0.9四胞胎用于泵通过440万英里的天然气管道;超过四胞胎是用来把油变成在炼油厂汽油和其他燃料产品;几乎2四轴飞行器用于开采石油和天然气;0.25四轴飞行器用于采矿设备和0.25四胞胎是我使用柴油将煤炭从发电厂。进一步6四胞胎当前的能源经济,我们不需要。

是的,我们将不得不建造风车,太阳能电池,电池,核电站和电动汽车代替,但他们使用的能源建设和运营可能较小的比例21世纪的能源经济。太阳能板产生的能量生产在第一个两年的生活持续20到25年(PDF)。风力涡轮机偿还的能源生产的第一个六到九个月20年的生活。

的建设和水加热可以节省至少5%

解决如何加热水和空气在我们的家庭和办公室是另一个巨大的机会,一个新的能源经济的折扣。

今天,我们通常使用化石燃料加热我们的住宅和商业建筑;提供烹饪加热,热水和衣服干燥;为行业提供热量。(在本例中,绝大多数是来自天然气和剩余燃油或生物燃料)。但对于“低温热”,意思是一般温度比人类皮肤温度比沸水,我们有一个令人震惊的和成熟的技术称为热泵。

热泵有时被描述为空调运行的落后,这是正确的,但对于这次谈话所有我们需要知道的是,他们是商用的系数大于3的性能(警察),这意味着每单位热量,他们只需要三分之一的电力的单位。

的住宅和商业使用热泵热需要部门从7.5四胞胎的我们国家的能源消耗约2.5四胞胎,5四储蓄。低温热用于工业使用3四胞胎。的组件通过热泵将给我们一个2四折扣。

LED照明和工业效率可能赢得多出5%

LED照明,如电动汽车,已经成熟大大在质量、性能和可用性。批发致力于LED照明将拯救我们另一个四腔的腔,LED使用传统照明技术只有五分之一的能量。

超过4四胞胎的“能量流”是主要的燃料,在“能源材料”在钢铁、煤炭等能源体现在肥料、木材用于建筑、石油沥青、石油和天然气用于塑料。

这些燃料的使用不会导致排放,和其他人将被创新取代工业过程和生物的类似的材料来源。有更多的收益,在工业效率。

绿色新政的最重要的组件是起草完成脱碳的承诺。

简而言之,在不改变我们的家庭的大小,我们的汽车或从根本上改变我们生活的织物,这些折扣意味着一个完整的充电能源经济使用无碳燃料来源需要不到我们今天使用的能源总量的一半。

人们会指出你不能使充电一切。这是千真万确的;例如,一个长途飞行是非常困难的脱碳,虽然可以用生物燃料。美国有一个惊人的生物燃料资源,与已知的技术可以被转化为天然气、柴油和石油替代品。

对于那些经济不适合电气化,原因和应对冬季季节性储热的要求,我们可能需要两倍的能量产生生物燃料从四胞胎的4.5到9。这是一个more-than-achievable鉴于数量美国生物燃料的巨大潜力。

电力将在哪里我们需要在这个21世纪的基础设施从何而来?今天38个四胞胎的主要燃料交付只有12个四胞胎的电力。在明天的经济完全充电,我们需要33个四胞胎的电力。

有多条路径可以使电力清洁

超过30个四胞胎交付电力来自可再生能源和核能的合理预测?

美国的保守分析屋顶由国家可再生能源实验室(NREL) (PDF)估计屋顶太阳能可以提供大约四胞胎的电力。屋顶的一个雄心勃勃的转换会产生接近10 - 12四胞胎,这种能量的优势将生成的地方使用,减少传输的成本。思维外框,覆盖10%的第二个停车位在美国太阳能将产生超过6四胞胎。

美国也有令人难以置信的工业规模的风能、生物燃料、水电和太阳能资源——足以满足20四胞胎。

是可行的和合理的假设核动力发电,目前生产3四胞胎的能源使用来自100株与下一代核可以增至三倍,提供10。一些国家将难以产生足够的零碳能源来满足自己的需求;然而,美国将有机会成为能源净出口国。

确切的细节组成未来的网格可以敲定细节,政策,市场和人民;好消息是,目标是超过合理与已知的技术,在许多市场已经到目前为止最便宜的形式的电力和只会越来越便宜。

例如,澳大利亚的屋顶太阳能产生电力对消费者在7美分/千瓦时,大约一半的成本平均零售实用电力交付在美国,这是13.8 c /千瓦时。高的确定性,我们可以说,在脱碳的未来,美国平均家庭将支付更少的能源费用比他们今天做。

人们还将指出,需要创建新的21世纪脱碳能源基础设施。太阳能电池板、风力发电、电动汽车和热泵不长在树上。

在过渡期间,所需要的能量构建下一代的基础设施将是巨大的。但投资回报将是巨大的。可以减少50%的总能量用于我们的经济意味着这些新投资将有利可图。他们会创造新的产业和将数以百万计的人工作。

我们甚至没有提及其他的一些优势和可能获胜。

短,mid-distance电动飞行不仅是可能的,但会使那些航班安全,安静,消耗更少的能源。绝缘我们家庭和办公室提供了一个较小的(传统)效率赢得-或折扣。轻量级和更多的空气动力汽车和小型电动汽车的寒武纪大爆发意味着我们可能会进一步折扣还在运输。好用的买球外围app网站行业,特别是新生物技术提供选择和更好的前体加工成无数的材料是另一个令人难以置信的机会,美国可以成为领袖。工业自动化和先进制造业提供了更多的机会。

这个计划并不能解决所有的排放源。重要来源有待驯服,尤其是使用的制冷剂在空调和制冷,并从农业甲烷排放。对这些挑战也有技术解决方案。我在本文中只关注我的能源经济排放所做的研究。

将会有巨大的剩余收益改善空气质量,水质量和生活质量。我们所有人的健康福利应计将导致大的国家在医疗储蓄。

人们会提高我们将如何支付的幽灵。这不是正确的思考方法。从未来的效率,考虑到巨大的成本节约问题应该是“我们怎么金融这个扣篮投资呢?”Reducing a major source of costs by 50 percent should be seen as the source of unassailable competitive advantage for our economy, an investment sure to repay itself many times over.

我上面描述的所有的能源技术有较高的资本成本,但低运营成本。这些都是完美的融资创新的机会。美国在1920年代发明了汽车贷款,抵押贷款在1940年代和推广——这两个发明更多形状的20世纪美国社会比任何个人技术。

如果美国在这些技术的商业化和制造业将提供出口机会,我们自二战后就没见过。

融资就像一个时间机器,让你有你想要的未来,今天。如果我们能提供低息融资这一21世纪的基础设施在一个类似的低息融资方式我们给消费者购买汽车和房屋,和在20世纪的公用事业基础设施建设,这一努力将对每个人都负担得起的和锁定能源成本低,更可预见的未来。美国可以再次领导世界银行代表的绿色新政和融资机会。

第一次技术进步给我们提供了机会,干净和巧妙地为所有公民提供低成本的能源服务的访问所有他们喜欢今天和更多。这个程序有可能作为美国新丰富其副作用。它几乎肯定会改善所有美国人的健康和福祉。它也将提供一个巨大的新来源的高薪工作。

安装的所有电动热泵,太阳能屋顶、电动汽车和其他组件的大规模电气化计划主要是物理、当地无法外包的工作。设备和汽车产品支撑这个计划发挥美国制造业的优势。如果美国在这些技术的商业化和制造业出口它将提供机会,我们还没有看到自二战后就当世界其他国家的制造业基础设施被战争摧毁了。

野心的绿色新政不是天真的或者不可能的范围。恰恰相反,它代表了唯一可行的途径——最后新政以来美国丰富和卓越。

这篇文章最早出现在媒介。更多细节请参考那篇文章的一些概念在本文中引入的。扫罗格里菲斯将了演讲嘉宾边缘19,10月22 - 24日在奥克兰,加利福尼亚州。