• Home
  • Chimica
  • Astronomia
  • Energia
  • Natura
  • Biologia
  • Fisica
  • Elettronica
  • Sostituire i combustibili fossili con quelli rinnovabili entro il 2050 è impossibile senza ridurre il consumo energetico

    Credito:Shutterstock

    Il consumo di energia, che si tratti di riscaldare la casa, guidare, raffinare il petrolio o liquefare il gas naturale, è responsabile di circa l'82% delle emissioni di gas serra dell'Australia.

    A meno che l'Australia non riduca il suo consumo di energia, il mio recente studio rileva che sarà quasi impossibile per le energie rinnovabili sostituire i combustibili fossili entro il 2050. Questo è ciò che è necessario per raggiungere il nostro obiettivo di zero emissioni nette.

    Tuttavia, mentre l'economia della nazione si riprenderà dalla pandemia, è probabile che il consumo di energia dell'Australia torni alla sua crescita pre-pandemia. Lo studio individua due principali giustificazioni per la riduzione dei consumi energetici (o "discesa di energia"):

    1. Il probabile lento tasso di elettrificazione dei trasporti e del riscaldamento.
    2. Che l'energia rinnovabile inseguirà un obiettivo in ritirata se il consumo di energia cresce.

    La discesa di energia non è un compito impossibile. In effetti, nel 1979, il consumo totale di energia finale dell'Australia era circa la metà di quello del 2021. La chiave del successo sarà la transizione verso un'economia ecologicamente sostenibile e stabile, con tecnologie e industrie più ecologiche.

    Cosa sta rallentando la crescita delle energie rinnovabili?

    Per passare all'energia sostenibile, l'Australia deve elettrificare i trasporti e il riscaldamento a combustione, sostituendo al contempo tutta l'elettricità prodotta da combustibili fossili con l'efficienza energetica e le energie rinnovabili, che sono le tecnologie energetiche più economiche.

    Le energie rinnovabili possono essere implementate rapidamente:parchi eolici e solari possono essere costruiti in pochi anni e impianti solari residenziali sui tetti possono essere installati in un solo giorno.

    Ma la rapida crescita del settore eolico e solare è rallentata da tre requisiti infrastrutturali e istituzionali critici del settore elettrico:

    • per creare zone di energia rinnovabile (un gruppo di parchi eolici e solari e stoccaggio)
    • per costruire nuove linee di trasmissione e stoccaggio di energia a medio termine come l'idropompa
    • riformare le regole del mercato elettrico per renderle più adatte all'energia elettrica rinnovabile.

    Questi richiedono più tempo rispetto alla costruzione di parchi solari ed eolici e molto più tempo rispetto all'installazione di pannelli solari e batterie sul tetto. Tuttavia, potrebbero essere completamente implementati entro un decennio.

    In effetti, la transizione della produzione di elettricità da combustibili fossili esistente, come le centrali elettriche a carbone, al 100% da fonti rinnovabili potrebbe essere completata entro l'inizio degli anni '30.

    Ma calcoli ottimistici basati sulla rapidità con cui possiamo costruire parchi solari ed eolici e le loro infrastrutture ignorano il fatto che la crescita dell'elettricità rinnovabile è limitata dalla domanda di elettricità.

    Quando le centrali elettriche a carbone esistenti saranno sostituite da fonti rinnovabili, la domanda di elettricità sarà determinata dalla rapidità con cui potremo elettrificare i trasporti e il riscaldamento a combustione. Questi sono i compiti principali che limiteranno il futuro tasso di crescita dell'energia elettrica rinnovabile. Probabilmente verranno attuati lentamente, nonostante l'urgenza del cambiamento climatico.

    Le famiglie e le industrie hanno grandi investimenti nei veicoli a benzina/diesel e nel riscaldamento a combustione. Potrebbero essere riluttanti a sostituire queste tecnologie di lavoro, senza sostanziali incentivi governativi.

    Finora, le politiche efficaci del governo federale sono quasi inesistenti per la transizione dei trasporti e del riscaldamento, che insieme sono responsabili del 38% delle emissioni dell'Australia.

    L'annuncio di questo mese di una futura "consultazione" sugli standard di efficienza del carburante della flotta è il primo timido passo del governo.

    Inseguire un bersaglio in ritirata

    Se guardiamo solo ai tassi di crescita percentuali, il compito dell'elettricità rinnovabile sembra ingannevolmente facile. Dal 2015 al 2019, l'elettricità rinnovabile australiana è cresciuta del 62%, un risultato eccellente.

    Ma stava partendo da una piccola base. Ciò significa che il suo aumento della produzione di energia in quel periodo è stato solo leggermente superiore alla crescita del consumo totale di energia finale, che comprende elettricità, trasporti e riscaldamento, che è ancora principalmente alimentato da combustibili fossili.

    Su scala globale, la situazione è ancora peggiore. A seguito della crescita del consumo totale di energia finale, la quota di combustibili fossili è stata la stessa nel 2019 rispetto al 2000:circa l'80%.

    La sfida per l'energia rinnovabile è come un corridore che cerca di battere un record mentre i funzionari si allontanano a grandi passi lungo la pista con il nastro finale.

    Questa situazione non è colpa delle tecnologie di energia rinnovabile. L'energia nucleare, ad esempio, crescerebbe molto più lentamente e impiegherebbe ancora più tempo per recuperare il ritardo con l'aumento dei consumi.

    In uno degli scenari che esploro nel mio studio, il consumo totale di energia finale dell'Australia cresce linearmente al tasso pre-pandemia dal 2021 al 2050. Quindi, l'elettricità rinnovabile dovrebbe crescere a 7,6 volte il suo tasso pre-pandemia per recuperare entro il 2050.

    Alternatively, if renewable electricity growth is exponential , it would have to double every 6.8 years until 2050.

    Considering that future growth in renewable electricity will be limited by the rate of electrifying transport and combustion heating, both the required linear and exponential growth rates appear impossible.

    Possible solutions

    Both the International Energy Agency and modeling done for the Intergovernmental Panel on Climate Change avoid the problem by assuming large-scale carbon dioxide capture and storage or directly capturing CO₂ from the air will become commercially available.

    But relying on these unproven technologies is speculative and risky. Therefore, we need a Plan B:reducing our energy consumption.

    My study shows if we could halve 2021 energy consumption by 2050, the transition may be possible. That is, if raw materials (such as lithium and other critical minerals) are available and local manufacturing could be greatly increased.

    For example, if the total final energy consumption declines linearly and renewable electricity grows linearly, the latter would only have to grow at about three times its 2015–2019 rate to replace all fossil energy by 2050. For exponential growth, the doubling time is 9.4 years.

    Improvements in energy efficiency would help, such as home insulation, efficient electrical appliances, and solar and heat pump hot water systems. However, the International Energy Agency shows such improvements will be unlikely to reduce demand sufficiently.

    We need behavioral changes encouraged by socioeconomic policies, as well as technical.

    Implications of energy descent

    To reduce our energy consumption, we would need public debate followed by policies to encourage greener technologies and industries, and to make socioeconomic changes.

    This need not involve deprivation of key technologies, but rather a planned reduction to a sustainable level of prosperity.

    It would be characterized by greater emphasis on improving and expanding public transport, bicycle paths, pedestrian areas, parks and national parks, public health centers, public education, and public housing.

    This approach of providing universal basic services reduces the need for high incomes and its associated high consumption. As research in 2020 pointed out, the world's wealthiest 40 million people are responsible for 14% of lifestyle-related greenhouse gas emissions.

    And on a global scale, energy descent could be financed by the rich countries, including Australia. Most people would experience a better quality of life. Energy descent is a key part of the pathway to an ecologically sustainable, socially just society. + Esplora ulteriormente

    Net zero by 2050 will hit a major timing problem technology can't solve. We need to talk about cutting consumption

    Questo articolo è stato ripubblicato da The Conversation con licenza Creative Commons. Leggi l'articolo originale.




    © Scienza https://it.scienceaq.com