Bæredygtige energikilder og adoptionsrater

En voksende global befolkning og øget miljøbevidsthed driver et behov/ønske om at behandle vores hjem (Jorden) på en venligere måde. Heldigvis kan ubegrænset energi findes overalt omkring os, hvis vi ser nøje efter. Ethvert objekt, der er i bevægelse, producerer varme eller endda lys, er en potentiel kilde.

At identificere energikilder er den lette del. Den vanskelige forhindring er at udnytte sådanne ressourcer på en pålidelig og konsistent måde. Heldigvis har fremskridt inden for materialvidenskab gjort det muligt at opnå effektivitet, som tidligere var uden for drømmene.

Sustainable Energy

Før vi dykker ned i nogle eksempler på ren energi og de virksomheder, der driver deres anvendelse, er det vigtigt at forstå forskellen mellem bæredygtige og vedvarende kilder.

Kort sagt kommer vedvarende energi fra kilder, der naturligt genopfylder deres udbud hurtigere, end vi bruger det. Det betyder dog ikke nødvendigvis, at disse kilder leverer ren energi – kun at udbuddet ikke kan udtømmes under de nuværende efterspørgsler.

Bæredygtig energi derimod refererer til kilder, der ikke kun genopfylder sig selv, men over tid ikke vil have nogen negative virkninger på Jorden. Disse kilder tager fremtidige generationer i betragtning og søger at give dem en grøn Jord i stedet for en, der konstant bliver ødelagt af kul, petroleum, metan og andre skitne energieksempler.

Det bør bemærkes, at selvom der er en forskel mellem bæredygtige og vedvarende kilder, gælder begge betegnelser i de fleste tilfælde. Naturligvis er dem, der formår at være begge dele, de mest interessante.

Typisk skal bæredygtig energi opfylde tre krav for at blive betragtet som sådan.

• Miljømæssigt bæredygtig
• Finansielt bæredygtig
• Socialt bæredygtig

Et almindeligt eksempel på en bæredygtig energikilde er vandkraft. Mellem Månen, der skaber tidevandsbevægelser, bølger og klimacyklusser, vil der altid være flydende vand på Jorden. Udnyttelse af den kinetiske energi i flydende vand er ikke kun en naturligt fornyende proces, den er også bæredygtig, da den ikke vil påvirke Jorden negativt i fremtiden, samtidig med at den allerede er både økonomisk og socialt gennemførlig.

Et almindeligt eksempel på en vedvarende energikilde, der normalt ikke betragtes som bæredygtig, er biomasse. Den mest åbenlyse anvendelse er at brænde træ som en varmekilde. Selvom biomasseforsyningen kan genopfyldes hurtigere, end vi kan bruge den, er den ikke bæredygtig på grund af de resulterende drivhusgasser, der udledes ved brug.

Et almindeligt eksempel på en ikke-vedvarende, ikke-bæredygtig energikilde er fossile brændstoffer. Med udbredelsen af forbrændingsmotoren er slutningen for vores fossile brændstofforsyninger allerede i sigte. Denne kilde, som bogstaveligt talt tog millioner af år at opbygge, er i bund og grund ikke-vedvarende, forfærdelig for miljøet og simpelthen ikke en bæredygtig kilde fremadrettet.

Top Candidates

Nu hvor vi forstår forskellen mellem vedvarende og bæredygtige energikilder, er her nogle eksempler på dem, der har det største løfte. Hver af disse er allerede i brug rundt om i verden og viser lovende adoptionsniveauer.

Det er vigtigt at huske, at den ene ikke nødvendigvis er bedre end den anden. Den bedste energikilde er den, der er let tilgængelig i det lokale miljø.

Hydropower

Udnyttelse af vand som energikilde er ikke noget nyt – vi har udnyttet dæmninger og vandmøller i århundreder. I dag er vandkraft verdens største kilde til lavkulstofelektricitet og udgør over 15% af den samlede produktion. Typiske anvendelser bygger på at udnytte den kinetiske energi i bevægende vand til at dreje en turbine og skabe elektricitet.

Et eksempel på en organisation, der ønsker at fremme vores evne til at udnytte tidevandsenergi og vores forståelse af dens påvirkning på lokale økosystemer, er Fundy Ocean Research Centre for Energy (FORCE). Denne statsligt finansierede organisation er baseret i Nova Scotia, Canada, hvor verdens største tidevand kan findes i Bay of Fundy.

I Bay of Fundy strømmer over 160 milliarder ton vand ind og ud, to gange om dagen, hver dag – som et urværk. Kraften i dette bevægende vand er enorm, og giver potentiale for lige så enorm energiproduktion, som er lige så pålidelig som månens opgang. Dette projekt er i gang med en langtidsundersøgelse af de potentielle farer, som tidevands-turbiner kan udgøre for marint plante- og dyreliv.

I øjeblikket udgør vandkraft samlet set over 70% af verdens elektricitet, der kommer fra en bæredygtig kilde, med Kina og USA i front. Fremadrettet forventes bølge- og tidevandsmarkedet alene at vokse fra $0,59 mia. i 2021 til $4,41 mia. i 2028.

Wind

Ligesom vandkraft er elektricitet skabt gennem vindens kraft ikke noget nyt. I stedet for at udnytte den kinetiske energi i bevægende vand til at dreje en turbine, efterlignes processen ved at lade vinden dreje vifteblade, der er forbundet til en turbine.

Selvom vind kan udnyttes til at skabe elektricitet næsten overalt i verden, kommer praksissen ikke uden sine egne udfordringer. Ikke kun kræver store landområder for at huse disse massive felter, men vind er simpelthen ikke så pålidelig som tidevandet. Den ene dag kan være blæsende, og den næste kan være stille.

På trods af disse udfordringer fortsætter vindenergi med at vokse i popularitet og udgør over 7,6% af verdens elektricitet. I USA har vind allerede formået at blive den største kilde til vedvarende energi og udgør cirka 10% af landets egen elproduktion.

Et eksempel på en virksomhed, der fremmer adoptionen af vindenergi, er Siemens AG (SIE.SW ) (SIE.DE ) (SIEGY). Dette konglomerat havde en omsætning på $71,98 mia. i 2022, og på tidspunktet for skrivning er aktier i Siemens AG (SIEGY) noteret af forskellige analytikere som ‘over’. Virksomheden har eksisteret siden 1847 og ved, hvordan man tilpasser sig tiderne. Med dette i tankerne har Siemens hele divisioner dedikeret til at udvikle teknologier, der gør det muligt for os at overgå fra fossile brændstoffer til bæredygtige kilder.

Solar

Mens turbiner er afgørende for at skabe elektricitet ved brug af kilder som vand eller vind, er de ikke længere nødvendige, når vi udnytter fotovoltaik. Den fotovoltaiske effekt, som muliggøres ved at lade fotoner sætte et substrat i en ophidset tilstand, er den underliggende teknologi bag solenergi. Solen er muligvis den mest rigelige energikilde i vores solsystem – hvorfor ikke udnytte alt, hvad den har at tilbyde.

Sol er unik i sin evne til at blive brugt i applikationer så små som en personlig batteribank, eller så store som at forsyne byer med strøm. Som alle energikilder har den også begrænsninger. Mens moderne teknologier har øget effektiviteten og overkommeligheden af solpaneler betydeligt, er praksissen stadig bedst egnet til regioner med masser af sollys. Kom så tæt på polerne, og der er områder på Jorden, der er uden solopgang i flere måneder ad gangen.

Som det ser ud nu har de seneste fremskridt inden for solteknologi gjort det muligt for 4,8% og stigende af den globale elproduktion at komme fra denne bæredygtige kilde. Mens USA måske er foran i energiproduktion fra vind, halter de lidt bagud inden for sol, med cirka 3% fra udnyttelse af solens stråler.

En af de mest fremtrædende virksomheder og innovatører inden for solteknologi er ingen anden end elbilproducenten Tesla (TSLA ) (TSLA). I flere år har virksomheden udviklet og installeret sine soltag, som gør det muligt for husejere at erstatte traditionelle solpaneler med fotovoltaiske tagfliser. I løbet af 2022 havde Tesla en omsætning på $81,46 mia., og på tidspunktet for skrivning er den noteret af forskellige finansanalytikere som ‘over’.

Geothermal

Det menes, at for årtusinder siden var Jorden sammensat hel af smeltet materiale, dækket af magmahav. Milliarder af år senere er den afkølet, og overfladen er blevet beboelig for menneskeheden. Kernen er dog stadig rasende og fortsætter med at opvarme de forskellige lag omkring den. Det er denne energi, der findes under Jordens overflade, som vi nu udnytter, og kalder den geotermisk.

Geotermisk fungerer typisk ved at udnytte termisk energi fra Jordens overflade til at opvarme et flydende medium med høj varmekapacitet, som derefter bruges til at drive turbiner, der skaber elektricitet. I de senere år er geotermisk blevet stadig mere populært, da det ikke længere kun er muligt i stor skala, men også til boliginstallationer som en form for opvarmning.

Selvom geotermisk energi kan udnyttes hvor som helst, hvis man graver dybt nok, findes der naturlige hotspots rundt om i verden, der gør processen meget lettere – nemlig vulkaner. Nationer som El Salvador har erkendt dette og gør målrettede bestræbelser på at udnytte denne rene energikilde, da den også er rigelig og pålidelig.

I øjeblikket, på trods af sit løfte, menes geotermisk energi at udgøre omkring 0,4% af verdens elforsyning – et tal, der svarer til produktionen i USA. Ud over vulkaner er geotermisk især tilgængelig nær tektoniske plader og forkastningslinjer. Som følge heraf er kystnære Californien et fremragende område for at få adgang til denne rene energi.

For investorer, der ønsker eksponering mod den geotermiske energisektor, er en af de førende virksomheder Ormat Technologies (ORA ) (ORA). Virksomheden ejer i øjeblikket over 150 geotermiske kraftværker og beskæftiger over 1.300 medarbejdere. I de sidste fem år har Ormat Technologies konsekvent genereret årlige indtægter på over $650 mio., og bør være godt positioneret til at drage fordel af den stigende popularitet af geotermisk energi.

Looking to the Future

Mens de ovenstående energikilder har et enormt potentiale for at muliggøre en grønnere fremtid, er der et andet par muligheder, som en dag kan overgå dem alle.

Nuclear Fusion

Tidligere kun en del af science fiction kan kernefusion en dag blive en realitet, efterhånden som forskere fortsætter med at gøre lovende gennembrud i retning af at udnytte det, der er ‘den hellige gral’ inden for energiproduktion. Faktisk er fremskridtene så store, at regeringer nu planlægger at bygge fungerende prototypeanlæg inden 2040.

For dem, der ikke er bekendt med det, bør kernefusion – den samme proces, der driver vores sol ‘Sol’ – ikke forveksles med kernespaltning (den nuværende proces, der anvendes i moderne atomkraftværker). Begge processer frigiver enorme mængder energi, men førstnævnte gør det ved at skabe betingelser for at kombinere kerner, mens sidstnævnte spaltes tunge elementer som uran.

Fusion frigiver ikke kun mere energi end spaltning, den er også en betydeligt renere proces. Problemet, som forskere arbejder på at løse, er at udvikle de rette betingelser for både at muliggøre og sikkert udnytte processen.

Piezoelectricity

Vi tog for nylig et kig på piezoelektricitet og hvordan det er en af de mest anvendte, men alligevel ukendte energikilder. Piezoelektricitet er evnen hos et materiale, fremstillet eller naturligt forekommende, til at skabe en elektrisk udladning, når det udsættes for ekstern tryk.

Allerede i årtier anvendt i hverdagsgenstande som mikrofoner, lightere og mere, fortsætter moderne materialvidenskab med at udvikle sig mod en dag, hvor vi kan udnytte tilstrækkelig elektricitet gennem denne effekt til store anvendelser.

Ligesom kernefusion kan potentialet for udbredt brug af piezoelektriske materialer føles som science fiction. Selvom det er mange år væk, kan det en dag føre til en verden, hvor store batterier stort set er overflødige, da piezoelektriske materialer muliggør selvforsynende enheder.

Final Word

Selvom verden stadig kan være afhængig af energikilder som petroleumprodukter, kul og naturgas, er det tydeligt, at de ikke er fremtiden. Heldigvis er energi overalt omkring os, og moderne videnskab giver os i stigende grad mulighed for at udnytte en voksende liste af rene kilder.

Mens fremtiden måske en dag vil se Jorden afhængig af kernefusion og selvforsynende enheder, vil det være den fortsatte adoption af vandkraft, vind, sol og geotermisk energi, der gør det muligt at nå dertil.