Isang 32-megawatt solar farm sa Long Island, New York, isang hakbang sa paglipat sa imprastraktura ng enerhiya na mababa ang carbon. brookhavenlab / flickr, CC BY-NC

Anumang pangmatagalang solusyon ay mangangailangan ng "decarbonizing" ang ekonomiyang enerhiya sa mundo - iyon ay, nagbabago sa mga mapagkukunan ng kapangyarihan na gumagamit ng kaunti o walang fossil fuel.

Gaano kabilis ito mangyayari, at ano ang maaari nating gawin upang mapabilis ang paglilipat na ito?

Ang pagtingin sa kasaysayan ng iba pang mga imprastraktura ay nag-aalok ng ilang mga pahiwatig.

Mga Infrastruktong Enerhiya

Decarbonization ay isang problema infrastructure, ang pinakamalaking isa sangkatauhan ay kailanman nahaharap. Ito ay nagsasangkot ng hindi lamang enerhiya produksyon, kundi pati na rin transportasyon, pag-iilaw, heating, paglamig, pagluluto at iba pang mga pangunahing sistema at mga serbisyo. Ang global na fossil fuel infrastructure kasama ang hindi lamang langis at gas Wells, karbon mga mina, giant oil tankers, pipelines at refinery, kundi pati na rin ng milyun-milyong ng mga sasakyan, mga istasyon ng gas, tangke trak, storage depots, electric kapangyarihan halaman, karbon tren, pagpainit sistema, stoves at ovens.

Ang kabuuang halaga ng lahat ng impormasyong ito ay sa order ng US $ 10 trillion, o halos dalawang-katlo ng gross domestic product ng US. Walang malaki at mahal na papalitan sa isang taon, o kahit na ilang taon. Kakailanganin ng mga dekada.

Gayon pa man mayroong mabuting balita, ng isang uri, sa katunayan na ang lahat ng imprastruktura ay nagtatapos sa kalaunan. A 2010 pag-aaral nagtanong: paano kung ang kasalukuyang imprastraktura ng enerhiya ay pinahihintulutan lamang na mabuhay ang kapaki-pakinabang na buhay nito, nang hindi mapalitan?

Ang nakakagulat na sagot: kung ang bawat sirang-sira karbon-fired power plant ay palitan para sa solar, hangin o hydro, at ang bawat patay gas-powered car pinalitan ng isang electric isa, at iba pa, maaari naming lamang manatili sa loob ng aming planetary hangganan.

Ayon sa pag-aaral, gamit ang mga umiiral na imprastraktura hanggang sa ito ay bumaba hiwalayin hindi itulak sa amin lagpas sa 2 degrees Celsius global warming na maraming mga siyentipiko makita ang bilang ng mataas na limitasyon ng katanggap-tanggap na pagbabago ng klima.

Ang problema, siyempre, ay na kami ay hindi paggawa ng ito. Sa halip, papalitan namin ang sirang-sira mga sistema na may higit pa ng parehong, habang pagbabarena, pagmimina at gusali ng mas maraming. Ngunit na maaaring baguhin.

Take-off To Build-out: Isang 30-100-year Timeline

historians ng imprastraktura tulad ng aking sarili obserbahan ang isang tipikal na pattern. Ang isang mas mabagal na phase ng pagbabago ay sinusundan ng isang "tumagal-off" phase, sa panahon na ang mga bagong teknikal na mga sistema ay mabilis na binuo at pinagtibay sa buong isang rehiyon, hanggang sa imprastraktura stabilizes sa "build-out."

Ang temporal na pattern ay nakakagulat katulad sa lahat ng uri ng imprastraktura. Sa Estados Unidos, ang pag-aalis ng mga kanal, mga riles, telegrapo, mga pipeline ng langis at mga aspaltado na daanan tumagal ng 30-100 taon. Ang tumagal-off phase ng radyo, telepono, telebisyon at internet sa bawat tumagal ng 30-50 taon.

Ang kasaysayan ng infrastructure ay nagmumungkahi na "tumagal-off" sa renewable koryente produksyon ay nagsimula na at ay ilipat masyadong mabilis ngayon, lalo na kapag at kung saan na pamahalaan suportahan ang layuning iyon.

Solar at wind power installation ay kasalukuyang umuusbong mas mabilis kaysa sa anumang iba pang mga electric source kapangyarihan, lumalaki sa buong mundo taunang rate ng 50% at 18% ayon sa pagkakabanggit mula sa 2009-2014. Ang mga pinagkukunan ay maaaring piggyback sa mga umiiral na infrastructure, pumping koryente sa kapangyarihan grids (bagaman ang kanilang mga pasulput-sulpot na kapangyarihan produksyon ay nangangailangan ng mga tagapamahala upang ayusin ang kanilang mga load-balancing techniques). Ngunit hangin at solar ay maaari ding magbigay ng kapangyarihan "off-grid" sa mga indibidwal na mga bahay, mga sakahan at remote na lokasyon, na nagbibigay sa mga mapagkukunang ito ng isang natatanging flexibility.

Ang ilang mga bansa, kapansin-pansin ang Alemanya at Tsina, ay gumawa ng mga pangako sa mga renewable.

Germany ngayon ay makakakuha ng higit sa 25% ng kuryente mula sa mga renewable, na tumutulong upang mabawasan ang kabuuang output ng carbon nito sa ibabaw 25% kamag-anak sa 1990. Ang Tsina ay naglalabas ng mas maraming solar power kaysa sa ibang bansa, na may naka-install na base ng higit sa 30 gigawatts at mga plano upang maabot 43 gigawatts sa pamamagitan ng dulo ng taon na ito. Sa Australya pagitan 2010 2015 at, solar photovoltaic kapasidad lumago mula sa 130 megawatts hanggang 4.7 gigawatts - Isang taunang rate ng paglago ng 96%.

Kasama ng mga komplimentaryong teknolohiya tulad ng mga de-kuryenteng kotse, mahusay na LED lighting, at geothermal heating at paglamig, ang paglipat na ito ay maaaring ilipat sa amin ng mas malapit sa neutralidad ng carbon.

Pwede bang mapabilis ang 30-100-year timeline para sa pagpapaunlad ng imprastraktura? Ang ilang mga tagapagpahiwatig iminumungkahi na ang sagot ay maaaring "oo."

Una, sa kaso ng koryente, tanging ang mga pinagkukunan ng kapangyarihan ay nangangailangan ng kapalit; Ang mga power grids - ang mga pole, mga wire at iba pang mga gear na nag-transport ng kuryente - ay dapat na pinamamahalaan ng iba, ngunit hindi itinayong muli mula sa simula. Ikalawa, ang mga di-gaanong binuo bansa ay maaaring samantalahin ang mga teknolohiyang nababagong upang "lumukso" halos lahat ng higit sa mas lumang mga imprastraktura.

Ang mga katulad na bagay ay nangyari sa nakalipas na nakaraan. Dahil sa 2000, halimbawa, ang mga network ng cellular na telepono ay umabot na sa karamihan ng pagbubuo ng mundo - at sabay na iwasan ang mabagal, mahal na pagtambak ng mga mahihina na landlines, na maraming mga lugar na iyon ay hindi na kailanman magtatayo sa labas ng mga pangunahing lungsod.

Ang parallel sa enerhiya ay ang mga powering buildings, farms, informal settlements at iba pang mga punto ng pangangailangan sa portable solar panel at maliit na windmills, na maaaring mai-install halos kahit saan na walang pangangailangan para sa malayuan linya ng kapangyarihan. Ito rin, ay nangyayari na sa buong mundo.

Sa binuo mundo, gayunpaman, ang paglipat sa renewables ay malamang na kumuha malaki na.

Sa mga rehiyong iyon, hindi lamang ang kagamitan, kundi pati na rin ang kadalubhasaan, edukasyon, pananalapi, batas, pamumuhay at iba pang mga sistemang sociokultural parehong sumusuporta at umaasa sa fossil-fuel-based na imprastraktura ng enerhiya. Ang mga ito, ay dapat na umangkop sa pagbabago.

Ang ilan - lalo na ang malalaking industriya ng karbon, langis, at likas na gas - ay nananatiling mawala sa isang paglipat. Ang mga makasaysayang pangako na ito ay nagpapakita ng determinadong paglaban sa pulitika, gaya ng nakikita natin sa Estados Unidos ngayon.

Tough Problema, Kabilang ang Competition Mula Fossil Fuels

Siyempre imprastraktura ng enerhiya, siyempre, ay hindi lamang ang hamon. Sa katunayan, ang decarbonization ay puno na ng napakalawak na problema sa teknikal.

Insulating mas lumang mga gusali, pagpapabuti ng gasolina ekonomiya, at pag-install mas mahusay electrical gear ay sa pamamagitan ng malayo ang pinaka-cost-effective na paraan upang mabawasan ang carbon footprint, ngunit ang mga ito ay hindi nakapagpupukaw sa mga tao at hindi madaling mapangalagaan.

Sa kasalukuyan at sa hinaharap, walang pinagmumulan ng enerhiya ang maaaring tunay na "zero carbon," dahil ginagamit ang mga gamit na ginagamit sa fossil-fuel na ginagamit sa pagmimina ng mga hilaw na materyales at upang maghatid ng mga natapos na produkto, kabilang ang mga renewable power system tulad ng mga solar panel o wind turbine.

Elektrisidad ay isang kamangha-mangha nababaluktot na form ng enerhiya, ngunit sa pag-iimbak ito ay nananatiling isang palaisipan; ngayong araw pinakamahusay na mga teknolohiya ng baterya nangangailangan lithium, isang relatibong bihirang elemento. At sa kabila ng intensive pananaliksik, baterya mananatiling mahal, mabigat, at mabagal na upang muling magkarga.

Bihirang mga lupa - napakabihirang mga elemento na natagpuan sa ilang mga lugar lamang - ay kasalukuyang kritikal sa hangin turbines at iba pang mga renewable na teknolohiya, ang paglikha lehitimong alalahanin tungkol sa mga hinaharap na supply.

Sa wakas, sa maraming pagkakataon, ang nasusunog na langis, karbon at likas na gas ay mananatiling pinakamadali at pinakamaliit na paraan ng pagbibigay ng kapangyarihan.

Halimbawa, ang mga pangunahing paraan ng transportasyon tulad ng transcontinental shipping, air travel at malayuan na trucking ay nananatiling napakahirap na mag-convert sa renewable power sources. Nag-aalok ang biofuels ng posibilidad na mabawasan ang carbon footprint ng mga sistemang ito sa transportasyon, ngunit maraming mga halaman na lumago bilang mga feedstock ng biofuel ay nakikipagkumpitensya sa mga pananim ng pagkain at / o mga lupang ligaw.

Gayunpaman, ang pangwakas na layunin ng pagbibigay ng lahat ng mga pangangailangan sa enerhiya sa mundo mula sa mga nababagong mapagkukunan ay lilitaw na magagawa sa prinsipyo. A pangunahing kamakailang pag-aaral natagpuan na ang mga pangangailangan ay maaaring madaling matugunan na may lamang ng hangin, tubig at solar power, sa mga presyo ng consumer walang mas mataas kaysa sa kasalukuyang sistema ng enerhiya.

Mga Infrastructure Bilang Mga Pangako ng Social

Saan ang lahat ng ito ay umalis sa amin sa run-up sa Paris?

Ang pinabilis na decarbonization ay hindi maaaring makamit sa pamamagitan ng teknikal na pagbabago na nag-iisa, dahil ang mga imprastraktura ay hindi lamang teknolohikal na mga sistema. Ang mga ito ay kumakatawan sa mga kumplikadong webs ng kapwa reinforcing pinansiyal, panlipunan at pampulitika commitments, ang bawat isa na may mahabang kasaysayan at nakabaon defenders. Dahil dito, ang malaking pagbabago ay mangangailangan ng malaking pagbabago sa kultura at pakikibakang pampulitika.

Sa kultural na panig, ang isang slogan na maaaring magbigay ng inspirasyon sa pinabilis na pagbabago ay maaaring "enerhiya demokrasya": Ang paniwala na ang mga tao ay maaaring at dapat gumawa ng kanilang sariling enerhiya, sa maliliit na kaliskis, sa tahanan at sa ibang lugar.

Ang mga bagong pamamaraan ng konstruksiyon at ang mababang halaga ng mga solar panel ay nagdala ng mga bahay na "net-zero" (na bumubuo ng mas maraming lakas habang ang mga naninirahan nito ay kumakain) sa loob ng pinansiyal na abot ng mga ordinaryong tao. Ang mga ito ay isang bahagi ng ambisyoso ng Alemanya Energiewende, O ng bansa enerhiya transition ang layo mula sa fossil fuels.

Sa kasaysayan ng imprastraktura, madalas na pinabilis ang yugto ng pag-aalis kapag ang mga bagong teknolohiya ay inilipat sa malalaking korporasyon at mga setting ng pamahalaan para sa pag-aampon ng mga indibidwal at mas maliliit na negosyo. Ang kapangyarihan ng kuryente sa maagang 20th siglo at paggamit ng internet sa 1990s ay mga kaso sa punto.

Sa Queensland, Australia, mahigit sa 20% ng mga bahay ang ngayon ay bumubuo ng kanilang sariling kuryente. Ang halimbawang ito ay nagpapahiwatig ng posibilidad na ang isang "tipping point" patungo sa isang bagong panlipunan na pamantayan ng rooftop solar ay naabot na sa ilang lugar. Sa katunayan, a kamakailang pag-aaral natagpuan na ang pinakamahusay na tagapagpahiwatig ng kung ang isang ibinigay homeowner nagdadagdag solar panels sa isang bahay ay kung ang isang kapit-bahay ay mayroon ang mga ito.

Pieces Of A Puzzle

Maraming mga iba't ibang approach na patakaran ay maaaring makatulong sa, parehong upang mabawasan ang consumption at upang dagdagan ang share ng renewables sa enerhiya mix.

Building code ay maaaring dahan-dahan nababagay para nangangailangan na ang bawat rooftop makabuo ng enerhiya, at / o ratcheted hanggang sa LEED "green gusali" pamantayan. Ang isang unti-unting pagtaas ng carbon tax o cap-and-trade system (nasa lugar na sa ilang mga bansa) ay magbubunsod ng pagbabago habang binabawasan ang pagkonsumo ng fossil at nagpo-promote ng paggamit ng mga renewable.

Sa Estados Unidos, hindi bababa sa, inaalis ang marami subsidies na kasalukuyang daloy sa fossil fuels maaaring patunayan ang pamulitka mas madali kaysa sa pagbubuwis ng carbon, ngunit magpadala ng katulad na signal ng presyo.

Ang pangangasiwa ni Obama Clean Power Plan upang mabawasan ang carbon output mula sa mga fired power plant na karbon ay kumakatawan sa tamang uri ng pagbabago ng patakaran. Ito ay unti-unti upang bigyan ang mga kompanya ng utility na panahon upang ayusin at paunahan ang carbon capture at imbakan na mga sistema ng oras upang bumuo. Tinatantya ng EPA na ang plano ay bubuo ng $ 20 bilyon sa mga benepisyo sa pagbabago ng klima, pati na rin ang mga benepisyong pangkalusugan ng $ 14- $ 34 bilyon, habang mas mababa ang halaga.

Dahil greenhouse gases nanggaling mula sa maraming mga mapagkukunan, kabilang ang agrikultura, pagpaparami ng mga baka, refrigerants at deforestation (sa pangalan lamang ng ilang), mayroong maraming higit pa upang decarbonizing pandaigdigang ekonomiya kaysa pag-convert sa renewable pinagkukunan ng enerhiya.

Ang artikulong ito ay hinarap lamang ng isang piraso ng na napakalaking palaisipan, ngunit isang imprastraktura pananaw maaaring makatulong sa amin sa tingin tungkol sa mga problema pati na rin.

Sinasabi sa atin ng kasaysayan ng imprastraktura na ang decarbonization ay hindi mangyayari sa pinakamabilis na maaaring gusto natin. Ngunit ipinakikita rin nito na may mga paraan upang mapabilis ang pagbabago, at may mga sandaling tipping-point kapag maraming maaaring mangyari nang napakabilis.

Maaari naming maging sa bingit ng tulad ng isang sandali. Bilang ng Paris klima negotiations bumuo, tumingin para sa inspirasyon sa maraming mga pambansang commitments upang itulak ang proseso na ito pasulong.

Tungkol sa Ang May-akda

Paul N Edwards, Propesor ng Impormasyon at Kasaysayan, Unibersidad ng Michigan. Nagsusulat siya at nagtuturo tungkol sa mga imprastraktura ng kaalaman at impormasyon. Si Edwards ay ang may-akda ng A Vast Machine: Mga Modelong Computer, Data ng Klima, at Pulitika ng Pag-init ng Mundo (MIT Press, 2010) at Ang Sarado na Mundo: Mga Computer at Pulitika ng Talakayan sa Cold War America (MIT Press, 1996), at co-editor ng Changing the Atmosphere: Expert Knowledge at Environmental Governance (MIT Press, 2001), pati na rin ang maraming mga artikulo.

Ang artikulong ito ay orihinal na na-publish sa Ang pag-uusap. Basahin ang ang orihinal na artikulo.

Mga Kaugnay Book:

at InnerSelf Market at Amazon