Maailman suurimman saastuttajan puhtaan energian ponnistelut

Suurimmasta Saastuttajasta Vihreään Politiikkaan

Ei ole salaisuus, että Kiinan taloudellinen ja teollinen nousu on tullut kalliilla ekologisella hinnalla, sillä se on enimmäkseen riippuvainen hiilivoimaloista. Halvat fossiiliset polttoaineet ovat olleet keskeinen etu maan vaikuttavassa nousussa, jonka myötä se tuottaa suurimman osan maailman sementistä, teräksestä, alumiinista, aluksista jne.

Kaikkiaan Kiina valmistaa enemmän tavaroita kuin yhteenlaskettuna seuraavien yhdeksän suurimman valmistajan yhteismäärä.

Lähde: CEPR

Maan väestö ja johto tietävät, että tämä on tullut vakavalla hinnalla. Esimerkiksi ilman saastuminen on indikaattori, kun pääkaupunki Peking kärsi lähes jatkuvasti sumun (savun + sumun) aiheuttamasta ilmanlaadun heikkenemisestä ja aiheutti hengityssairauksia.

In autumn 2013, the country declared “war on pollution,” putting the issue on the same focus as economic development had been so far:

“Meidän on oltava yhtä päättäväisiä saastumissodassa kuin köyhyyssodassa”. Vuonna 2018 toimintasuunnitelmaa seurasi “Kolmen vuoden suunnitelma sinisen taivaan puolustamiseksi”, joka asetti useampia kaupunkeja ilmanlaadun hallintatavoitteiden alaisuuteen.

Li Keqiang – Entinenpääministeri (toinen korkein henkilö Kiinan poliittisessa järjestelmässä) kansalliselle Kansankongressille

Lisäksi 25 % pintavesistä on voimakkaasti saastunutta ja 16 % maaperästä on kontaminoitunut.

Rakentamalla Alkuperäisiä Menestyksiä

Tuolloin oli vakavaa epäilyä, että maa voisi jättää taakseen hiilipohjaisen talousmallinsa, mutta vaikuttaa siltä, että ainakin ilman saastuminen onkin käsitelty melko tehokkaasti.

Lähde: Dialogue Earth

Keskeinen tekijä tässä menestyksessä on ollut vähähiilisten, vähäsaaasteisten energialähteiden sekä sähköautojen omaksuminen.

Prosessin aikana Kiina nousi maailman johtavaksi vihreän energian toimijaksi, jonka käännekohta oli vuosina 2010–2015, ja maa on äskettäin rikkonut monia ennätyksiä:

• Vuonna 2022 Kiina asensi suunnilleen yhtä paljon aurinkokapasiteettia kuin muu maailma yhteensä, ja kaksinkertaisti sen määrän vuonna 2023.
  • Vuonna 2023 Kiina lisäsi myös uutta tuulivoimakapasiteettia 66 % ja lähes nelinkertaisti energian varastoinnin lisäyksiä.
  • Kiina tuottaa 80 % maailman aurinkopaneelien toimituksista ja 93 % polysilikonin valmistuskapasiteetista.
• Yli puolet Kiinassa myydyistä autoista on uusia energiajärjestelmäajoneuvoja (NEV:t = sähköautot ja hybridit)
• Kiina tuottaa 77 % maailman akkuvalmistuksesta.
  • Se tuottaa myös 80 % maailman jalostetusta litiumista.
• Suurin markkina vihreille joukoille ja vihreälle rahoitukselle, $131  miljardia pelkästään vuonna 2023.

Lähde: Yale

Silti tämä on vasta alkua, ja uutisvirta on osoittanut, että Kiina pyrkii vieläkin kunnianhimoisempaan mittakaavaan puhtaan energian seuraavassa vaiheessa. Tämä on todella tarpeellista, sillä maan talouskasvu tarkoittaa, että vaikka se on vihreän energian johtaja, se on myös nälkäisempi hiiltä kohtaan kuin koskaan aiemmin.

Lähde: Visual Capitalist

Avoimen Merialueen Offshore-aurinkovoimala

Koska energian kysyntä kasvaa tiheästi asutulla maan itärannikolla, Kiina ei voi luottaa pelkästään pohjois- ja läntisissä erämaissa tuotettuun aurinkoenergiaan.

Rannikkoalueen maa on kallista, joko maatalouskäyttöön tai kaupunkikehitykseen. Meri sen sijaan tarjoaa runsaasti tilaa.

Siksi Kiina rakentaa maailman suurinta offshore-aurinkovoimalaa, jonka suunniteltu kapasiteetti on 1 GW, Dongyingin kaupungin rannikolla Shandongin maakunnassa Itä-Kiinassa. Sen pitäisi riittää 2,67 miljoonan kaupunkitalon sähkönsyöttöön.

Lähde: Examine China

On huomattava, että laituri sijaitsee lähellä Pekingiä, poissa hurrikaanialueilta. Se on 8 km (5 mailia) rannikosta ja kattaa vaikuttavat 1 223 hehtaaria (3 023 hehtaaria).

Rakenne tukee suurikokoiset offshore-ruostumattomasta teräksestä valmistetut ristikon perustukset, joista jokainen alusta on 60 m (197 jalkaa) x 35 m (115 jalkaa).

Lähde: Electrek

Tämä hanke ei ole pelkästään offshore-aurinkovoimala, vaan se integroi myös kalankasvatuksen, mahdollisesti edelläkävijänä uudessa agrivoltaiksen muodossa, jossa yhdistetään vesiviljely ja aurinkovoima.

Megatuulivoimalat

Suuren mittakaavan offshore-energia kasvaa myös Kiinassa. Maa rikkoi maailmanennätyksen eniten energiaa tuottaneesta yksittäisestä tuuliturbiinista päivässä.

Tämä saavutettiin Fujianin maakunnassa offshore-alueella jättimäisellä 16 MW Goldwind GWH252 -tuuliturbiinilla.

Lähde: Euronews

252 metrin halkaisija (827 jalkaa) tuotti 384,1 megawattituntia (MWh) 24 tunnissa, vaikka alueella riehui tyfonia. Jokainen turbiinin lapaa voi saavuttaa 2/3 äänennopeudesta maksimikapasiteetissa.

Tämän ennätyksen mahdollistajana on se, että Goldwind-turbiini pystyy säätämään siipiään reaaliaikaisesti, kun tuulet saavuttavat korkeat nopeudet, mikä mahdollistaa energian tuotannon jatkumisen jopa trooppisen hurrikaanin keskellä.

“Seuraamme tarkasti kriittisiä komponentteja, kuten pääohjelmaa, pitch-järjestelmää ja generaattoreita, nostamalla vähitellen tehorajoituksia varmistaen operatiivisen turvallisuuden,”
Goldwindin tiedottaja

Tällä hetkellä tuulivoima on vahvasti alueellinen asia, sillä Kiina edusti 49 % maailman 64,3 GW:sta offshore-tuulivoimakapasiteetista vuonna 2022, ja Eurooppa 47 %.

Tuleva Kiinalainen Ydinvoiman Dominanssi

Vaikka Kiinan pyrkimykset kehittää aurinko- ja tuulienergiaa ovat merkittäviä, maa tarvitsee myös vakaata ja säästä riippumatonta energiaa hiilivoimaloiden poistamiseksi ilman, että täytyy odottaa vuosia terawattien akkumäärän käyttöönottoa.

Ydinvoimaloilla on myös pieni maankäyttö ja ne voidaan sijoittaa lähelle energian kysyntää, kuten megakaupunkeihin ja teollisuuskeskuksiin.

Siksi Kiina johtaa myös ydinvoiman käyttöönotossa, ja seuraavan kymmenen vuoden aikana on suunniteltu jopa 100 uutta ydinreaktoria. Huolimatta tämän tavoitteen lähes uskomattomasta mittakaavasta, se on realistinen, sillä Kiina hyväksyi 11 uutta ydinreaktoria vuonna 2024.

Lähde: Nuclear Energy – Our World in Data

Kiina on ensimmäinen maa, joka kaupallisesti käyttää neljännen sukupolven ydinreaktoria, jonka aloitus tapahtui vuonna 2023 Huaneng Shandong Shidao Bay -ydinvoimalassa Itä-Kiinassa.

Tämä reaktori on erittäin korkean lämpötilan reaktori (VHTR), joka perustuu “kivijalkaan”, jossa kädessä pidettävät keraamiset pallot suojaavat uraanikenttää, ja yhdessä reaktorissa on kymmeniä tuhansia näitä palloja.

Kivijalkasuunnittelun etu on, että se mahdollistaa pallojen vaihtamisen ilman reaktorin tuotannon keskeytystä, ja keraamiset pallot estävät myös radioaktiivisen materiaalin vuotamisen riskin.

Lähde: CGTN

Tämä suunnittelu saavuttaa erittäin korkeat lämpötilat, noin 1 000 °C. Koska reaktio vaatii korkean lämpötilan ja se jäähdytetään passiivisesti, tämä on luonteeltaan turvallisempi kuin vanhemmat kolmannen sukupolven ydinvoimalat.

Toinen ydininnovaatiota, joka ei polta uraania vaan toriumia, on myös Kiinan johdolla. Se on luonut toriumireaktorin, joka voi toimia ilman vettä, mikä tekee siitä sopivan aavikkoalueille. Toriumireaktorin suunnitelmat ovat luonteeltaan turvallisempia, eikä niitä voida käyttää ydinaseiden valmistamiseen.

Maa harkitsee jopa konttialusten rakentamista, jotka propuloitaisiin toriumireaktorilla, kuten Kiinan Valtion Laivanrakennusyhtiö (CSSC) on paljastanut.

Avaruuspohjainen aurinkoenergia

Toinen alue, jossa Kiina kasvaa aggressiivisesti, on avaruustutkimus. Alkuperäisestä pääosin neuvostoaikaisista suunnitelmista koostuneesta avaruusohjelmasta se kilpailee nyt tehokkaasti NASA:n ja jopa Elon Muskin SpaceX (SPCX ):n kanssa, mikä on vain voitettavissa uutena suurempana avaruuskilpailuna.

Tämä avaruuskilpailu sisältää kunnianhimoisen suunnitelman kuun tukikohdasta yhteistyössä Venäjän kanssa, kolmessa vaiheessa, ja se vaatii viisi tehtävää superraskasrakettien avulla, jotka ovat vielä kehitysvaiheessa.

• Ensimmäinen vaihe keskittyy tieteellisiin mittauksiin ja paikallisiin resursseihin.
• Toinen vaihe rakentaa perus tukirakenteet ja ensimmäisen miehitetyn laskeutumisen etänä.
• Kolmas vaihe, todennäköisesti noin vuonna 2045, rakentaa varsinaisen tukikohdan, joka on valmis vastaanottamaan lisää astronautteja ja laajentamaan tilaa.

Kiinan kuutukikohdan suunnitelman keskeinen periaate on paikallisten resurssien hyödyntäminen paikalliseen valmistukseen. Tämä vastaa rinnakkaista suunnitelmaa rakentaa suurin ihmisen tekemä kohde avaruudessa.

Kiinan avaruusteknologian akatemia (CAST), maan pääasiallinen valtion omistama avaruusalusten valmistaja, aikoo toteuttaa avaruuden korkeajännite- ja langattoman energiansiirron kokeilun matalassa Maan kiertoradassa vuonna 2028.
Lähde: Space News

Lyhyt versio on käyttää avaruudessa olevaa 24/7 valaistusta aurinkopaneelien suorituskyvyn parantamiseen, tehden aurinkoenergiasta erittäin luotettavaa. Tuotettu energia lähetetään takaisin Maahan mikroaaltojen avulla.

Lähde: ESA – European Space Agency

(Selitimme syvällisemmin, miten avaruuspohjainen aurinkoenergia toimii omassa artikkelissaan.)

Vuoden 2028 testissä kuljetetaan 10 kW aurinkopaneeli, joka on samanlainen kuin talon kattopaneelien kapasiteetti.

Jos testi onnistuu, sitä seuraa vuonna 2030 satelliitti, joka on 100‑kertainen (1 MW) tehokkaampi, ja jossa on paljon tehokkaampi laser-pohjainen energiansiirtojärjestelmä. Tällainen massiivinen kiertoradan järjestelmä vaatii kokoonpanoa kiertoradalla, ja se hyötyy todennäköisesti etäkokoonpanosta ja/tai Kiinan astronauttien toiminnasta Kiinan avaruusasemalla Tiandong.

Tämän suunnitelman vaiheet 3 ja 4 jatkaisivat skaalausta, suunniteltuina vuosina 2035 ja 2050, 10 MW:n ja 2 GW:n (2 000 MW) tehoilla. Nämä energiasatelliitit vaatisivat siirtoantenneja, jotka ovat yli 100 metrin ja noin 1 kilometrin kokoisia, vastaavasti.

Voit lukea tämän suunnitelman yksityiskohdat omassa tieteellisessä artikkelissa, jonka otsikko on “Retro-direktiivinen mikroaaltojen voimansiirron säteen ohjausteknologia avaruusaurinkovoimalaasemmalle”.

Kiinan Vihreän Energiapolitiikan Ennustaminen

Näiden eri uutisten perusteella voimme alkaa koota yhteen Kiinan tieteellisen ja poliittisen johdon pitkän aikavälin energiapolitiikan suunnitelmaa.

Vuoteen 2030 mennessä tavoitteena on edelleen pääasiassa energian turvallisuus ja saastumisen minimointi, lisää maalla ja merellä sijaitsevia tuulivoimaloita, aurinkovoimaloita sekä testattuja ydinreaktorin suunnitelmia.

Vuosina 2030–2040 aurinkokapasiteetin jatkuva laajentaminen massamittaisilla akkuparkeilla ja yli 10 ydinreaktorin vuosittainen käyttöönotto alkavat vakavasti hiilidioksidipäästöjen vähentämisessä Kiinan taloudessa.

Vuodesta 2040 eteenpäin orbitaliset aurinkotestit ja kuutukikohdan rakentaminen paikallisten resurssien hyödyntämiseksi voivat alkaa tarjota massiivisia piimää avaruuspohjaiseen aurinkopaneelien valmistukseen, ei pelkästään avaruuskokoonpanoon. Loppujen lopuksi 20 % kuun regoliitista koostuu piistä, joka on aurinkopaneelien polysilikonin peruselementti, ja rauta, alumiini ja titaani ovat myös hyödyllisiä materiaaleja valmistukseen.

Lähde: AnthroFuturism

Tämä voisi olla Kiinan vihreän energian pyrkimysten lopullinen muoto, joka ei ainoastaan tarjoa maalle, vaan koko planeetalle rajatonta, runsasta, vakaa ja luotettavaa aurinkoenergiaa, käyttäen vain ihmisen kekseliäisyyttä ja Kuun mineraalirikkauksia.

Sillä perusteella, jos Kiina ei toteuta tätä visiota, sen todennäköisesti toteuttavat muut kansakunnat ja visionääriset yrittäjät.

On myös huomattava, että tällainen massiivinen orbitalinen energian tuotanto voisi yhtä hyvin voimanlähteenä ihmiskunnan laajentumiselle aurinkokuntaan, avaruuspohjaisesta avaruusalusten tuotannosta laserikäyttöisiin aurinkolautoihin.