`
În fiecare primăvară, Laboratorul Național Lawrence Livermore și Departamentul Energiei produc diagrame Sankey care arată fluxurile de energie în S.U.A. Am numit-o „Diagrama care explică totul” și în fiecare an, ne uităm la ea pentru a vedea de unde provine energia noastră, unde se duce și cât de multă este „energie respinsă” care se pierde prin coșul de fum sau prin țeava de eșapament sub formă de căldură și deșeuri. Cu excepția acestui an, am uitat și mi-am amintit recent când fizicianul Allison Bailes III a folosit diagrama pentru a explica semnificația energiei respinse. Dar înainte să ajungem acolo, să aruncăm o privire la lecțiile din diagrama Livermore din 2021.
Prima lecție este că consumul de energie este mult mai mare față de 2020 când consumul a fost de 92,9 quads. Un quad este un cvadrilion de BTU (1015) și este echivalent cu energia din aproximativ 30,31 miliarde de litri de benzină – este o cantitate mare și la fel este și creșterea de 4,4 quads. Dar nu am revenit complet la nivelurile dinaintea pandemiei de Covid din 2019, când consumul de energie a fost de 100,2 quads.
Sursele cu emisii scăzute de carbon, precum energia nucleară și regenerabilele, au crescut din nou, cu un minuscul 0,132 quads față de 2020, ceea ce este destul de nesemnificativ comparativ cu saltul de 2,9 quads la petrol în același timp. La acest ritm de creștere, va dura mult timp până când gașca „electrificați totul” va avea suficientă energie pentru a înlocui tot acel petrol, cărbune și gaze fosile.
Dar stați! Saul Griffith și echipa Rewiring America arată spre acele 65,4 quads de „energie respinsă” și spun, „Uitați câtă energie economisim când trecem complet la electric!”
În cartea sa „Electrifică,” Griffith se uită la această diagramă și spune că dacă totul ar fi electric, atunci am avea nevoie doar de aproximativ 42% din energia pe care o folosim acum. Din păcate, aici intervin Bailes și acel tip menționat la începutul postării, omul de știință militar și fizicianul francez Nicolas Léonard Sadi Carnot.
Dacă vă uitați la diagramele Sankey din anii ’90 și mai devreme — publicate în postarea mea anterioară aici — blocul mare de Servicii Energetice este etichetat „energie utilă”. Aceasta se datorează faptului că o bucată de cărbune nu este o bucată de energie; este o bucată de carbon care reacționează cu oxigenul pentru a produce căldură și dioxid de carbon.
După cum notează Bailes, folosim căldura pentru a face lucru mecanic, fie că este vorba de a conduce o mașină sau de a învârti turbina pentru a genera electricitate: „Toate aceste procese implică o mașină termică, un dispozitiv care transformă căldura în lucru mecanic. Căldura se mișcă atunci când există o diferență de temperatură, iar a doua lege a termodinamicii ne spune că căldura se mișcă întotdeauna dintr-un loc mai cald către un loc mai rece. Asta înseamnă că mașinile termice nu vor funcționa fără o diferență de temperatură.” Dar nu există nicio modalitate de a converti toată căldura în lucru mecanic utilizabil.
Carnot a descoperit, de asemenea, că eficiența depinde de diferența de temperatură. Bailes a notat: „Pentru temperaturile utilizate în centralele convenționale de generare a electricității, aproximativ două treimi din energia din combustibil se transformă în energie respinsă. Centralele electrice cu turbină cu gaze cu ciclu combinat pot atinge temperaturi mai înalte și obțin eficiențe de până la aproximativ 60 la sută. Automobilele resping aproximativ trei sferturi din energia combustibilului.”
Acesta este un fapt al vieții, o lege a termodinamicii. De aceea gașca „electrificați totul” este lipsită de sinceritate când spune că vom avea nevoie doar de 42% din energia actuală; avem nevoie de exact aceeași cantitate de energie utilă; energia respinsă nu a fost niciodată în discuție. Carnot a arătat acest lucru în 1824, a intrat într-un azil suferind de „manie și delir” în 1832 și a murit la vârsta de 36 de ani la scurt timp după aceea. Dar el este acum cunoscut drept Părintele Termodinamicii, iar Bailes explică marea lecție de la el pe care toți trebuie să o înțelegem:
Sau, după cum spune vechea glumă, atunci când există o deversare masivă de energie solară, pur și simplu i se spune o zi frumoasă.
Acest lucru ne readuce și la întrebarea de unde vom obține toată această energie utilă regenerabilă. Avem acum 15,446 quads de energie curată, utilizabilă; scădem asta din totalul energiei utilizabile pe care o consumăm și trebuie să găsim 16,36 quads în grabă. Nu va fi hidro, energia nucleară este controversată și lentă de pus în funcțiune, așa că se pare că va fi multă energie solară și eoliană, deși am mari speranțe pentru energia geotermală.
Așadar, încă o dată, voi învăța de la Livermore și voi susține argumentele mele despre eficiență și suficiență. Nu vom avea nevoie de mult mai multă electricitate pentru rezidențial sau comercial dacă devenim serios eficienți și construim totul nou la standardul Passivhaus și dacă izolăm și punem pompe de căldurăla ceea ce avem acum. Nu vom avea nevoie de atât de mult pentru industrie dacă încetăm să producem atât de mult oțel și beton. Nu vom avea nevoie de atât de mult oțel sau beton dacă încetăm să construim atâtea mașini, parcări supraetajate și autostrăzi.
Anul acesta, Livermore a publicat o diagramă Sankey pentru emisiile de dioxid de carbon și aceasta spune o poveste similară. Deși poate fi înșelător, deoarece majoritatea acestor emisii electrice de carbon sunt de fapt emisii rezidențiale și comerciale — dacă vă uitați la diagrama energetică, acolo se duce electricitatea. Dar cântecul este același: majoritatea emisiilor industriale provin din producția de oțel și beton, care merg în principal în drumuri, mașini și clădiri. Iar cea mai mare sursă directă de emisii este transportul, în principal conducerea mașinilor între clădiri. Împreună cu diagrama originală Livermore care explică totul, ne arată ce trebuie să facem.
`
