ภาวะโลกร้อนมักจะรู้สึกท่วมท้นเนื่องจากความซับซ้อนทางการเมือง เซ็กซี่บาคาร่า สังคม และเศรษฐกิจ จากมุมมองทางวิศวกรรมล้วนๆ มันง่ายอย่างน่าประหลาดใจ มีเป้าหมายที่ชัดเจนและชุดเครื่องมือทางเทคโนโลยีที่มีขอบเขตจำกัดเพื่อให้บรรลุเป้าหมาย—เป็นเพียงแค่ประเภทของวิศวกรปัญหาที่ต้องการแก้ไข
เป้าหมายที่ชัดเจนคือการปล่อยก๊าซเรือนกระจกทั่วโลกเป็นศูนย์ภายในปี 2593 ซึ่งเป็นเป้าหมายที่โลกส่วนใหญ่กำลังรวมตัวกัน
การเข้าถึง net-zero ทั่วโลกนั้นจำเป็นต่อการรักษาเสถียรภาพของบรรยากาศในทุกอุณหภูมิ มิฉะนั้นจะยังคงร้อนขึ้น Julio Friedmann นักวิจัยด้านพลังงานของ Center for Global กล่าวว่า “ความแตกต่างระหว่าง 1 องศาครึ่ง องศา 2 องศา และ 2 องศาครึ่ง [ของภาวะโลกร้อน] นั้นเป็นเพียงระยะเวลาที่คุณต้องใช้เพื่อให้ได้ศูนย์สุทธิ” นโยบายพลังงานที่มหาวิทยาลัยโคลัมเบีย การไม่ไปถึงศูนย์สุทธิหมายถึงการไม่รักษาเสถียรภาพของบรรยากาศ
คำว่า “การปล่อยก๊าซสุทธิเป็นศูนย์” หมายความว่าสำหรับคาร์บอน
ทุกตันที่ปล่อยออกมาจากธรณีสเฟียร์สู่ชั้นบรรยากาศ (ผ่านการขุด การขุดเจาะ และการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิล) หนึ่งตันจะต้องถูกส่งกลับจากชั้นบรรยากาศสู่ธรณีสเฟียร์ไม่ว่าจะด้วยวิธีธรรมชาติ หมายถึงการดูดซึมในมหาสมุทร ดิน และพืช หรือผ่านการดักจับและกักเก็บคาร์บอนในอุตสาหกรรม การทำให้เป็นศูนย์สุทธิหมายถึงการลดการปล่อยมลพิษให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ของมนุษย์และฝังคาร์บอนให้เพียงพอเพื่อพิจารณาการปล่อยมลพิษที่ไม่สามารถกำจัดได้
แผนภูมิแสดงสถานการณ์คาร์บอนที่เป็นกลางและคาร์บอนเชิงลบ
สุทธิศูนย์แล้วลบ OCI
ศูนย์สุทธิเป็นเป้าหมายที่ชัดเจน เครื่องมือที่ใช้ได้เพื่อให้บรรลุคือเทคโนโลยีพลังงานสะอาด เมื่อพิจารณาถึงเวลาที่ใช้สำหรับเทคโนโลยีใหม่ ๆ เพื่อขยายไปสู่ความสำคัญของตลาดมวลชน เป้าหมายปี 2050 เกือบจะสำเร็จ (ถ้ามี) ด้วยเทคโนโลยีพลังงานสะอาดที่มีอยู่ในปัจจุบัน บางคนอาจจะยังอยู่ในช่วงเริ่มต้นของการพัฒนา แต่ก็มีอยู่แล้วในบางแห่ง เป็นชุดเครื่องมือขนาดใหญ่ แต่เป็นชุดที่มีขอบเขต
จากมุมมองทางวิศวกรรม คำถามสำคัญคือเครื่องมือที่มีอยู่นั้นตรงกับงานที่ต้องการหรือไม่
January 6 Committee Votes On Contempt Charges Against Trump Aides
สำนักงานพลังงานระหว่างประเทศ (IEA) ได้กำหนดไว้เพื่อตอบคำถามนี้ภายใต้รูบริกของโครงการมุมมองด้านเทคโนโลยีพลังงาน (ETP) ซึ่งออกรายงานนวัตกรรมพลังงานสะอาด ฉบับล่าสุดในเดือน นี้
รายงาน (ครอบคลุมและน่าสนใจ) สำรวจด้านเทคโนโลยีพลังงานสะอาด และกำหนดว่าเทคโนโลยีต่างๆ อยู่ในโค้งการพัฒนาที่ใด และจุดใดที่เทคโนโลยีเหล่านั้นต้องบรรลุถึงศูนย์สุทธิภายในปี 2593 เผยให้เห็นปัญหาที่น่ากังวลทางการเมืองในทันที และจาก มุมมองทางวิศวกรรม สามารถแก้ไขได้อย่างเด่นชัด แม้กระทั่งหรือโดยเฉพาะอย่างยิ่งในยุคโควิด-19
IEA พยายามให้โอกาสกับเทคโนโลยีใหม่
ในอดีต IEA ถูกวิพากษ์วิจารณ์ว่าไม่อนุรักษ์นิยมในการสร้างแบบจำลอง ประเมินความก้าวหน้าอย่างรวดเร็วของการพัฒนาเทคโนโลยีสะอาดต่ำเกินไป และประเมินค่าใช้จ่ายในการกำจัดคาร์บอนสูงเกินไป (ฉันได้กล่าวถึงข้อโต้แย้งโดยละเอียดในโพสต์นี้ ) โปรแกรม ETP เป็นส่วนหนึ่งของความพยายามที่จะตอบสนองต่อการวิพากษ์วิจารณ์เหล่านั้น
มีสี่ขั้นตอนพื้นฐานที่เทคโนโลยีใหม่จะต้องดำเนินการในกระบวนการขยายไปสู่ความสำคัญของตลาดมวลชน อ้างจากรายงาน IEA:
ต้นแบบ: แนวคิดได้รับการพัฒนาในการออกแบบ แล้วจึงกลายเป็นต้นแบบสำหรับอุปกรณ์ใหม่ (เช่น เตาหลอมที่ผลิตเหล็กด้วยไฮโดรเจนบริสุทธิ์แทนถ่านหิน)
การสาธิต: ตัวอย่างแรกของเทคโนโลยีใหม่ถูกนำมาใช้ในขนาดหน่วยการค้าเต็มรูปแบบ (เช่น ระบบที่ดักจับการปล่อย CO2 จากโรงงานปูนซีเมนต์)
การนำไปใช้ก่อนกำหนด: ในขั้นตอนนี้ ยังมีช่องว่างด้านต้นทุนและประสิทธิภาพด้วยเทคโนโลยีที่จัดตั้งขึ้น ซึ่งต้องให้ความสำคัญกับนโยบาย (เช่น รถยนต์ไฟฟ้าและรถยนต์ที่ขับเคลื่อนด้วยไฮโดรเจน)
ครบกำหนด: ในขณะที่การใช้งานดำเนินไป ผลิตภัณฑ์จะเข้าสู่กระแสหลักเพื่อเป็นทางเลือกทั่วไปสำหรับการซื้อใหม่ (เช่น กังหันไฟฟ้าพลังน้ำ)
เนื่องจากการพัฒนาเทคโนโลยีมีความไม่แน่นอนและคาดเดาได้ยาก โดยทั่วไป IEA จึงใช้เทคโนโลยีจากหมวดหมู่ 3 และ 4 ในแบบจำลองเท่านั้น ซึ่งเป็นหนึ่งในเหตุผลที่สถานการณ์ถูกมองว่าอนุรักษ์นิยมอย่างเกินควร
ขั้นตอนของการพัฒนาเทคโนโลยี
IEA
รายงานนวัตกรรมพลังงานสะอาดตอบสนองต่อข้อกังวลนั้นโดยตรง โดยสำรวจเทคโนโลยีพลังงานสะอาด 400 รายการใน 4 ด้านหลัก (การผลิตไฟฟ้า การจัดการคาร์บอน ไฮโดรเจน และพลังงานชีวภาพ) กำหนดขั้นตอนของการพัฒนา และจำลองสิ่งที่จะเกิดขึ้นหากเทคโนโลยีทั้งหมดในระยะแรกได้รับการเร่งให้เกิดการเติบโตอย่างรวดเร็วอย่างรวดเร็ว เรียกสถานการณ์ใหม่นี้ว่า Faster Innovation Case
รายงานมีรายละเอียดมากมายเกี่ยวกับผลกระทบของโควิด-19 ต่อนวัตกรรมพลังงานระดับโลก ฉันจะไม่ลงรายละเอียด ผลที่สุดคือโลกทั้งใบอยู่ที่จุดเปลี่ยน
ณ ตอนนี้ coronavirus ได้ส่งผลกระทบต่อบริษัทพลังงานอย่างหนักและชะลอการใช้จ่ายด้านนวัตกรรม แม้ว่าภาวะเศรษฐกิจถดถอยจะทำให้เกิดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกในระยะสั้นแต่ก็สามารถชะลอการกำจัดคาร์บอนในระยะยาว ซึ่งจะทำให้งานในท้ายที่สุดยากขึ้นเท่านั้น
แต่ประเทศต่างๆ ทั่วโลกกำลังพิจารณาใช้เงิน
หลายล้านล้านดอลลาร์เพื่อการฟื้นฟูและกระตุ้นการใช้จ่ายเพื่อกอบกู้เศรษฐกิจ นั่นถือเป็นโอกาสอันมหาศาลในการเริ่มต้นวงจรของการสร้างและนวัตกรรมซึ่งจำเป็นต่อการบรรลุเป้าหมายปี 2050 หากพวกเขาฉลาดในเรื่องนี้ ประเทศต่างๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งประเทศที่มั่งคั่งอย่างสหรัฐอเมริกา สามารถจงใจเร่งพัฒนาเทคโนโลยีพลังงานสะอาดในระยะเริ่มต้น และทำให้พวกเขาดำเนินการตามแผนเพื่อทำงานมหาศาลที่จะถูกถามถึงในช่วงกลางศตวรรษ
เทคโนโลยีหลายอย่างที่จำเป็นสำหรับการแยกคาร์บอนออกอย่างล้ำลึกนั้นยังไม่พร้อมเลย
IEA เริ่มต้นด้วยการกำหนดว่าเทคโนโลยีพลังงานสะอาดในปัจจุบันมีความพร้อมเพียงใดในการตอบสนองสถานการณ์การพัฒนาที่ยั่งยืนของสหประชาชาติ (SDS) ซึ่งจะปล่อยมลพิษสุทธิเป็นศูนย์ทั่วโลกภายในปี 2070 และทำให้อุณหภูมิโลกสูงขึ้นที่ 1.8 °C (พร้อมกับการพัฒนาที่ยั่งยืน อื่นๆ อีกหลายประการ เป้าหมาย ).
ในภาคพลังงาน IEA ระบุแนวทางหลักสี่ประการในการขจัดคาร์บอนไดออกไซด์ที่ล้าหลังในเทคโนโลยี:
การใช้พลังงานไฟฟ้าในการใช้งานปลายทาง โดยเฉพาะอย่างยิ่งการให้ความร้อนและการขนส่ง
การดักจับ การใช้ และการจัดเก็บคาร์บอน (CCUS)
เชื้อเพลิงไฮโดรเจนและไฮโดรเจนคาร์บอนต่ำ
พลังงานชีวภาพ
ภายในสี่แนวทางดังกล่าว IEA ประเมินมากกว่า 400 เทคโนโลยีที่แยกจากกัน สิ่งที่น่าทึ่งและน่าท้อแท้คือมีเพียงไม่กี่คนเท่านั้นที่สามารถบรรลุเป้าหมาย SDS
รายงานจะเจาะลึกเกี่ยวกับเทคโนโลยีส่วนประกอบในแต่ละด้านจากสี่ด้าน นี่คือรูปแบบการใช้พลังงานไฟฟ้า:
IEA ความพร้อมด้านเทคโนโลยีในภาคพลังงาน
IEA
ดังที่คุณเห็นทางด้านซ้าย เทคโนโลยีการผลิตไฟฟ้าที่เป็นศูนย์คาร์บอนจำนวนมากนั้นกำลังเติบโต (สีน้ำเงิน) หรืออยู่ในช่วงเริ่มต้น (สีเขียว) และกำลังขยายเพิ่มขึ้น แต่โครงสร้างพื้นฐานด้านไฟฟ้า (เสากลาง) ล้าหลัง และการผลิตไฟฟ้าของอุตสาหกรรมหนัก (คอลัมน์กลางด้านขวา) แทบไม่มีที่ไหนเลย
อย่างไรก็ตาม การใช้พลังงานไฟฟ้าน่าจะเป็นแนวทางที่ดีที่สุดในสี่แนวทาง นี่คือ CCUS:
ความพร้อมด้านเทคโนโลยีของ IEA ใน CO2
IEA
มีสีเหลืองและสีส้มจำนวนมาก ซึ่งแทบไม่มีเลยในช่วงเริ่มต้นหรือช่วงโตเต็มที่พร้อมออกสู่ตลาด
หากต้องการดูรายละเอียดที่คล้ายคลึงกันในด้านอื่นๆ ให้ตรวจสอบแดชบอร์ดแบบโต้ตอบ IEA ที่สร้างขึ้นเพื่อแสดงเทคโนโลยีทั้งหมด 400 รายการ
โดยรวมแล้ว “ประมาณ 35% ของการลดการปล่อย CO2
สะสมที่จำเป็นในการเปลี่ยนไปสู่เส้นทางที่ยั่งยืนนั้นมาจากเทคโนโลยีที่อยู่ในขั้นต้นแบบหรือขั้นตอนการสาธิต” รายงานกล่าว “การลดลงอีก 40% นั้นขึ้นอยู่กับเทคโนโลยีที่ยังไม่ได้นำไปใช้ในเชิงพาณิชย์ในระดับตลาดมวลชน”
IEA
IEA
ตามที่ IEA ตั้งข้อสังเกตว่า “สิ่งนี้เรียกร้องให้มีความพยายามอย่างเร่งด่วนในการเร่งสร้างนวัตกรรม”
เทคโนโลยีในระยะเริ่มต้นทั้งหมดเหล่านี้จำเป็นต้องได้รับการผลักดันเพื่อลดต้นทุนและบรรลุการยอมรับในตลาดมวลชน “หากปราศจากความพยายามในการวิจัยและพัฒนาอย่างแข็งแกร่งและตรงเป้าหมายในเทคโนโลยีที่สำคัญ” IEA กล่าว “การปล่อยมลพิษสุทธิเป็นศูนย์จะไม่สามารถทำได้”
ผลักดันเทคโนโลยีเข้าสู่โอเวอร์ไดรฟ์
หากเทคโนโลยีพลังงานสะอาดยังไม่พร้อมที่จะบรรลุเป้าหมายที่เป็นศูนย์สุทธิภายในปี 2513 ของ SDS เทคโนโลยีดังกล่าวจะไปถึงศูนย์สุทธิภายในปี 2593 ได้อย่างไร
นั่นคือจุดประสงค์ของ Faster Innovation Case (FIC) ของ IEA ซึ่งเป็นแบบจำลองว่าจะเกิดอะไรขึ้นหากเทคโนโลยีพลังงานสะอาดในระยะเริ่มต้นเหล่านั้นถูกเร่งอย่างรวดเร็วผ่านขั้นตอนของนวัตกรรม ซึ่งเร็วกว่าสองเท่าใน SDS
IEA ชัดเจนว่า FIC ไม่ใช่คำแนะนำ เป็นแบบฝึกหัดที่ค่อนข้างสมบูรณ์แบบซึ่งแทบจะเป็นไปไม่ได้เลยในทางปฏิบัติ การนำเทคโนโลยีพลังงานใหม่มาใช้อย่างกว้างขวางอาจใช้เวลา 80 ปีหรือมากกว่านั้น แม้แต่วงจรการนำไปใช้ที่เร็วที่สุดบางช่วงในประวัติศาสตร์เมื่อเร็วๆ นี้ เช่น หลอดไฟ LED ก็ใช้เวลาระหว่าง 10 ถึง 30 ปี
วัฏจักรนวัตกรรม
IEA
ใน FIC เทคโนโลยีพลังงานสะอาดในระยะเริ่มต้น ทั้งหมดจะตรงกับจังหวะนั้น “การประหยัด CO2 จากเทคโนโลยีในปัจจุบันที่ต้นแบบหรือขั้นตอนการสาธิตจะมากกว่า 75% ในปี 2050 ในสถานการณ์การพัฒนาที่ยั่งยืน” IEA รายงาน “และ 45% ของการลดการปล่อยมลพิษทั้งหมดในปี 2050 จะมาจากเทคโนโลยีที่ยังไม่ได้ ถึงตลาดแล้ว”
เหตุผลหนึ่งที่เทคโนโลยีในระยะเริ่มต้นเหล่านี้สามารถมีบทบาทเกินขนาดได้เพราะสามารถช่วยแก้ปัญหาการล็อคคาร์บอนได้ การปล่อยก๊าซเรือนกระจกในอนาคตจำนวนหนึ่งจะถูก “ล็อค” โดยภาระผูกพันการลงทุนในปัจจุบันในโรงไฟฟ้าและโรงงานที่สกปรก
การปล่อยก๊าซเรือนกระจกมากขึ้นจะถูกล็อคโดยการลงทุนรอบต่อไป วัฏจักรการลงทุนสำหรับเทคโนโลยีพลังงานบางอย่าง โดยเฉพาะอย่างยิ่งอุปกรณ์อุตสาหกรรมขนาดใหญ่ อยู่ในช่วง 20 ถึง 25 ปี “หากเทคโนโลยีที่เหมาะสมในภาคเหล็ก ซีเมนต์ และเคมีสามารถเข้าถึงตลาดได้ทันเวลาสำหรับรอบการตกแต่งใหม่ 25 ปีข้างหน้า ซึ่งจะเริ่มในราวปี 2573 สิ่งเหล่านี้สามารถป้องกันการปล่อย CO2 (GtCO2) ได้เกือบ 60 กิกะตัน” รายงานของ IEA .
การปล่อยก๊าซเรือนกระจกที่ถูกล็อคไว้
IEA
ในการหลีกเลี่ยงการล็อคคาร์บอนขนาดใหญ่ นวัตกรรมที่รวดเร็วเป็นสิ่งสำคัญ
รัฐบาลสามารถเร่งสร้างนวัตกรรมได้อย่างไร
ปัจจุบันเทคโนโลยีสะอาดไม่อยู่ในแนวทางที่โลกจะเรียกร้องในทศวรรษหน้า เพื่อไปถึงจุดนั้น รัฐบาลสำคัญๆ ของโลกทั้งหมดจะต้องให้คำมั่นในความพยายามร่วมกันเพื่อเร่งการพัฒนา เซ็กซี่บาคาร่า
