Tehnologije, s katerimi bi Kitajska do leta 2050 dosegla ničelni neto
Kitajska si je zastavila cilj ničelnih neto emisij do leta 2060, desetletje po trditvah znanstvenikov, da moramo zmanjšati ogljik na raven, ki bo preprečila najhujše posledice podnebnih sprememb. Toda strokovnjaki verjamejo, da bi lahko Kitajska pred časom dosegla neto nič, če bo povečala pravo mešanico tehnologij.
27. pogovori o podnebju na konferenci pogodbenic (COP27) v Sharm el-Sheikhu v Egiptu bodo letos osredotočeni na nacionalne zaveze za zmanjšanje onesnaževanja z ogljikom. In ena od držav, ki bo pod največjim nadzorom, je Kitajska, ki je odgovorna za 30 odstotkov svetovnih emisij.
Kitajska se je že zavezala, da bo svoje neto emisije zmanjšala na nič do leta 2060, kar je desetletje po tem, ko znanstveniki trdijo, da je to potrebno za preprečitev najhujših učinkov podnebnih sprememb.
Toda strokovnjaki pravijo, da bi lahko država, ki trenutno večino energije pridobiva iz premoga, do leta 2050 potencialno izključila skoraj vsa fosilna goriva iz svojega energetskega sistema, kar bi Kitajski dalo prostor za povečanje podnebnih ambicij na COP27 – in spremenilo obete za globalno dekarbonizacijo.
Po mnenju raziskovalcev Harvard-China Project, ki je rezultat sodelovanja med Univerzo Harvard, Univerzo Tsinghua in Univerzo za znanost in tehnologijo Huazhong, je ključ do pospešitve energetskega prehoda Kitajske preprost.
»Na Kitajskem obstaja veliko negotovosti glede poti do ogljične nevtralnosti sredi-stoletja,« je lansko leto v sporočilu za javnost zapisala Harvardska univerza, ki je napovedala obsežno študijo na to temo. "Toda en temeljni vidik je gotov: potrebovali bodo obsežno širitev vetrne in sončne energije, da bodo izpodrinili energijo- in plin-izgorevanje."
Povečanje obsega ni problem
Raziskovalci pravijo, da težava "ni v stroških in izvedljivosti zadostne proizvodnje obnovljivih virov energije, temveč v izzivih, ki jih prinaša v omrežje zaradi svoje spremenljivosti: veter ne piha vedno in sonce ne sije vedno."
Strokovnjaki so z uporabo-modela visoke ločljivosti, da bi našli stroškovno-najučinkovitejši način, da kitajski elektroenergetski sistem do leta 2050 postane ogljično nevtralen, našli pot, ki ni le izvedljiva, ampak ni nujno, da bo stala več kot zanašanje na fosilna goriva.
Prvi korak je povečanje vetrne in sončne energije. To je najlažji del: Kitajska ima ogromna območja za gradnjo elektrarn na obnovljivo energijo in je tudi-največja svetovna proizvajalka sončnih kolektorjev. Leta 2020 je bilo sedem od desetih največjih proizvajalcev vetrnih turbin kitajskih podjetij.
Težava je v tem, da bo samo povečanje vetrne in sončne energije verjetno poslabšalo energetske težave Kitajske, namesto da bi jih izboljšalo. Sončna energija je na voljo le podnevi – in morda ne bo veliko, če je oblačno – energija vetra pa je sama po sebi nepredvidljiva. To pomeni, da bi se lahko Kitajska znašla z množico moči, ki je na voljo v določenih trenutkih, v drugih pa skoraj nič.
Celovita strategija
Del te spremenljivosti je mogoče obvladati z uporabo omrežnih tehnologij, kot je shranjevanje baterij, vendar bo za tako ogromen energetski sistem, kot je kitajski, treba upoštevati, kako se električna energija uporablja v sektorjih, kot sta promet in težka industrija.
Modeliranje, ki ga je izdelal Harvard-China Project, kaže, da bi Kitajska, če bi se zanašala samo na konvencionalno integracijo v omrežje – torej samo s povečanjem količine obnovljive energije in shranjevanja v električnem omrežju – stala dodatnih 27 USD na tono ogljika.
Glede na to, da je Kitajska leta 2019 izpustila približno 10 milijard ton ogljikovega dioksida, bi bilo takšno strategijo težko izvesti na finančni podlagi. Ko pa so raziskovalci Harvard-China Project izdelali model, ki je v mešanico vključeval ultra-visoki-napetostni prenos, medsebojno povezovanje med nacionalnim omrežjem, zeleni vodik in počasno-polnilne flote električnih vozil, so se stvari dramatično spremenile.
Namesto da bi stalo več, bi z odpravo tone ogljikovega dioksida dejansko prihranili 25 dolarjev v primerjavi z nadaljevanjem poslovanja kot običajno, je pokazal model. Ta celovita integracijska strategija bi Kitajski omogočila, da se znebi do 80 odstotkov svojih emisij ogljika.
Prihranki bi omogočili, da bi preostalih 20 odstotkov obravnavali z dragim zajemanjem in shranjevanjem ogljika, "in še vedno dosegli ogljično-nevtralen energetski sektor leta 2050 brez neto stroškov," v skladu s Harvard-China Project.
Zahtevno, a izvedljivo
To pa ne pomeni, da je enostavno. Michael McElroy, profesor okoljskih študij Gilberta Butlerja na Univerzi Harvard, pravi Michael McElroy, doseči, da bo neto nič do leta 2050 dosegla Kitajsko. "Potreben je nacionalni načrt in resen poskus mobilizacije električne energije in njene nacionalne distribucije," pravi.
Toda "naložba bi se povrnila, ker sta veter in sonce primarna vira, in ko plačate kapitalske stroške, sta veter in sonce zastonj."
Še ena prednost, ki je nastala pri modeliranju, je, da bi Kitajska morda lahko proizvedla zeleni vodik iz elektrolize vode z uporabo obnovljive energije, "po ceni, ki je konkurenčna industrijskim virom v razmeroma kratkem časovnem okviru," pravi McElroy.
Ta vodik bi lahko poganjal industrijske procese in se uporabljal v turbinah za ustvarjanje električne energije za omrežje v času nizke razpoložljivosti sonca in vetra. Poleg tega bi ga lahko izvažali na Japonsko, ki si želi razviti energetski sistem-na osnovi vodika.
Japonska si prizadeva pridobiti vodik na tako oddaljenih trgih, kot je Avstralija. "Naš članek trdi, da je Kitajska takoj za Japonsko in je najcenejši vir [zelenega vodika], kar si ga lahko predstavljamo," pravi McElroy.
Veter na morju je ključen
Druga ključna sestavina mešanice tehnologij bi bil veter na morju. Kitajska že ima največji svetovni trg vetrnih elektrarn na morju, pri čemer podatki državne uprave za energijo kažejo, da je leta 2021 namestila več zmogljivosti kot preostali svet v zadnjih pol desetletja.
Veter na morju lahko na Kitajskem še naprej cveti, ker je država obdana s plitvimi morji, kjer je enostavno namestiti turbine. Tehnologija je naravno primerna za energetske potrebe države, saj je večina kitajskega prebivalstva, mest in industrijskih središč blizu obale, tako da elektriki, proizvedeni z vetrom na morju, ni treba potovati daleč, da bi prišla do večjih centrov obremenitve.
McElroy pravi, da je kitajska vlada verjetno upoštevala študijo Harvard-China Project in bi lahko bila pripravljena sprejeti njena priporočila, saj je eden od vodilnih kitajskih avtorjev dobro povezan z državno upravo. "To je premikajoča se tarča," pravi profesor.
"Rekli so, da bodo dosegli neto nič do leta 2060 ali prej. Mislim, da niso poročeni z letom 2060. Zato smo iskali bolj zahtevno priložnost, kot je leto 2050."
Bistveno poslanstvo
Omogočanje razogljičenja na Kitajskem ni pomembno le zaradi deleža svetovnih emisij, za katere je država odgovorna, ampak tudi zaradi obsega proizvodnje, ki poteka v državi. V bistvu, če lahko Kitajska doseže neto ničelne emisije, potem bo zmanjšala raven utelešenega ogljika v milijonih izdelkov, ki se uporabljajo po vsem svetu.
"Kitajske energetske potrebe in uporaba se hitro spreminjajo kot del globalne velike tranzicije, ki vključuje vzpon digitalnega gospodarstva, naslednjo industrijsko revolucijo in nastanek ekološke civilizacije," pravi generalna sekretarka Svetovnega energetskega sveta Angela Wilkinson.
"Kako Kitajska gradi, vzdržuje, spreminja namembnost in razgrajuje energetske sisteme za izpolnjevanje potreb po toploti, energiji, gorivu in shranjevanju energije doma in v tujini, bo preoblikovalo globalne energetske obete."
Kitajska ima že več vetrnih zmogljivosti kot Združene države in vidi tehnologijo kot "ključni del svojega prizadevanja za razogljičeno, samozadostno-prihodnost, kjer ne bo prostora za nov premog," dodaja Wilkinson.
»Zdi se, da je odprta za številne poti za zagotavljanje bolj trajnostnih in podnebno-nevtralnih energetskih storitev, pri čemer se zaveda, da bo revolucija obnovljivih virov energije potrebovala druge čiste, cenovno dostopne in zanesljive energetske prijatelje, da bo dosegla obseg.«
