Bærekraftige energikilder og adopsjonsrater

En økende global befolkning og miljøbevissthet driver et behov/ønske om å behandle vårt hjem (Jorden) på en mer vennlig måte. Heldigvis, hvis vi ser nøye nok, kan ubegrenset energi finnes overalt rundt oss. Ethvert objekt som er i bevegelse, produserer varme eller til og med lys, er en potensiell kilde.

Å identifisere energikilder er den enkle delen. Den vanskelige hindringen er å utnytte slike ressurser på en pålitelig og konsistent måte. Heldigvis har fremskritt innen materialvitenskap gjort det mulig med effektivitet som tidligere var utenkelig.

Bærekraftig energi

Før vi dykker ned i noen eksempler på ren energi og selskapene som driver deres nytte, er det viktig å forstå forskjellen mellom bærekraftige og fornybare kilder.

Kort sagt kommer fornybar energi fra kilder som naturlig fornyer sin forsyning raskere enn vi bruker den. Det betyr imidlertid ikke nødvendigvis at disse kildene gir ren energi – kun at forsyningen ikke kan tømmes med dagens etterspørsel.

Bærekraftig energi, derimot, refererer til kilder som ikke bare er selvfornyende, men over tid ikke vil ha noen negative effekter på Jorden. Disse kildene tar hensyn til fremtidige generasjoner og har som mål å gi dem en grønn jord, i stedet for en som kontinuerlig blir ødelagt av kull, petroleum, metan og andre skitne energieksempler.

Det bør bemerkes at selv om det er en forskjell mellom bærekraftige og fornybare kilder, gjelder begge betegnelsene i de fleste tilfeller. Naturlig nok er de som klarer å være begge deler de mest interessante.

Vanligvis må bærekraftig energi overvinne tre hindringer for å bli ansett som slik.

• Miljømessig bærekraftig
• Økonomisk bærekraftig
• Sosialt bærekraftig

Et vanlig eksempel på en bærekraftig energikilde er vannkraft. Mellom månen som skaper tidevannssvingninger, bølger og klimasykluser, vil det alltid være flytende vann på Jorden. Å utnytte den kinetiske energien i flytende vann er ikke bare en prosess som naturlig fornyer seg, den er også bærekraftig fordi den ikke vil påvirke Jorden negativt i årene som kommer, samtidig som den allerede er både økonomisk og sosialt gjennomførbar.

Et vanlig eksempel på en fornybar energikilde som vanligvis ikke anses som bærekraftig, er biomasse. Den mest åpenbare bruken av dette er å brenne tre som en varmekilde. Selv om biomasseforsyningen kan fornyes raskere enn vi bruker den, er den ikke bærekraftig på grunn av de resulterende klimagassutslippene som oppstår ved bruk.

Et vanlig eksempel på en ikke‑fornybar, ikke‑bærekraftig energikilde er fossile brensler. Med spredningen av forbrenningsmotoren er slutten allerede i sikte for våre reserver av fossile brensler. Denne kilden, som bokstavelig talt tok millioner av år å bygge opp, er i hovedsak ikke‑fornybar, forferdelig for miljøet, og rett og slett ikke en bærekraftig kilde for fremtiden.

Toppkandidater

Nå som vi forstår forskjellen mellom fornybare og bærekraftige energikilder, er her noen eksempler på de som har mest potensial. Hver av disse er allerede i bruk rundt om i verden, og viser lovende adopsjonsnivåer.

Det er viktig å huske at den ene ikke nødvendigvis er bedre enn den andre. Den beste energikilden er den som er lett tilgjengelig i det lokale miljøet.

Vannkraft

Å utnytte vann som energikilde er ikke noe nytt – vi har utnyttet dammer og vannmøller i århundrer. I dag er vannkraft verdens største kilde til lavkarbon elektrisitet, og står for over 15% av den totale forsyningen. Typiske bruksområder baserer seg på å utnytte den kinetiske energien i bevegelig vann for å drive en turbin og skape elektrisitet.

Et eksempel på en organisasjon som ser fremover i vår evne til å utnytte tidevannskraft, og vår forståelse av dens effekt på lokale økosystemer, er Fundy Ocean Research Centre for Energy (FORCE). Denne statlig finansierte organisasjonen er basert i Nova Scotia, Canada, hvor verdens største tidevann kan finnes i Bay of Fundy.

I Bay of Fundy strømmer over 160 milliarder tonn vann inn og ut, to ganger om dagen, hver dag – som et urverk. Kraften i dette bevegende vannet er enorm, og gir potensial for like enorm energiproduksjon som er like pålitelig som månen som stiger. Dette prosjektet er i gang med en langsiktig studie om de potensielle farene som tidevannsturbiner kan utgjøre for marint planteliv og dyreliv.

For øyeblikket står vannkraft samlet for over 70 % av global elektrisitet som kommer fra en bærekraftig kilde, med Kina og USA i front. Fremover forventes bølge- og tidevannsmarkedet alene å vokse fra $0,59 milliarder i 2021 til $4,41 milliarder i 2028.

Vind

Akkurat som vannkraft er elektrisitet skapt gjennom vindkraft ikke noe nytt. I stedet for å utnytte den kinetiske energien i bevegelig vann for å drive en turbin, blir prosessen gjenskapt ved at vinden får vifteblader koblet til en turbin til å snurre.

Selv om vind kan utnyttes til å skape elektrisitet nesten hvor som helst i verden, kommer praksisen ikke uten sine egne utfordringer. Ikke bare kreves store landområder for å huse disse massive feltene, vind er rett og slett ikke like pålitelig som tidevannet. En dag kan det være vindfullt, og neste dag kan det være stille.

Til tross for disse utfordringene fortsetter vindkraft å vokse i popularitet, og representerer over 7,6 % av verdens elektrisitetsproduksjon. I USA har vind allerede blitt den største kilden til fornybar energi, og står for omtrent 10 % av landets egen elektrisitetsproduksjon.

Et eksempel på et selskap som driver adopsjonen av vindkraft er Siemens AG (SIEGY). Dette konglomeratet hadde en omsetning på $71,98 milliarder i 2022, og på tidspunktet for skriving er aksjene i Siemens AG (SIEGY) listet av ulike analytikere som ‘over’. Siden 1847 har dette selskapet vist evne til å tilpasse seg tiden. Med dette i bakhodet har Siemens hele avdelinger dedikert til å utvikle teknologier som gjør det mulig for oss å gå fra fossile brensler til bærekraftige kilder.

Solenergi

Mens turbiner er avgjørende for å skape elektrisitet når man bruker kilder som vann eller vind, er de ikke lenger nødvendige når vi utnytter fotovoltaikk. Den fotovoltaiske effekten, som muliggjøres ved at fotoner setter et substrat i en eksitert tilstand, er den underliggende teknologien bak solenergi. Solen er muligens den mest rikelige energikilden i vårt solsystem – hvorfor ikke utnytte alt den har å tilby.

Solenergi er unik i sin evne til å brukes i applikasjoner så små som en personlig batteribank, eller så store som å forsyne byer med strøm.

Som alle energikilder har den også begrensninger. Mens moderne teknologier har økt effektiviteten og økonomisk tilgjengelighet til solcellepaneler betydelig, er praksisen fortsatt best egnet for regioner med mye sollys. Reis nær nok polene, så finnes det områder på Jorden som er uten soloppgang i flere måneder.

Som det står nå, har nylige fremskritt innen solteknologi gjort det mulig for 4,8 % og økende av global elektrisitetsproduksjon å komme fra denne bærekraftige kilden. Mens USA kan ligge foran trenden i energiproduksjon fra vind, ligger de litt bak i sol, med omtrent 3 % fra utnyttelse av solens stråler.

Et av de mest fremtredende selskapene og innovatørene innen solteknologi er ingen ringere enn elbilprodusenten Tesla (TSLA). I flere år har selskapet utviklet og installert sine soltak, som gjør at huseiere kan erstatte tradisjonelle solcellepaneler med fotovoltaiske takfliser. I løpet av 2022 hadde Tesla en omsetning på $81,46 milliarder, og på tidspunktet for skriving er selskapet listet av ulike finansanalytikere som ‘over’.

Geotermisk

Det antas at for lenge siden var Jorden sammensatt entihelt av smeltet materiale, dekketd i hav av magma. Milliarder av år senere har den kjølt seg ned, og overflaten er blitt beboelig for menneskeheten. Kjernen er imidlertid fortsatt i oppstand, og fortsetter å varme opp de ulike lagene rundt den. Det er denne energien, som finnes under jordens overflate, vi nå utnytter, og refererer til den som geotermisk.

Geotermisk fungerer vanligvis ved å utnytte termisk energi fra Jorden til å varme opp et væskemedium med høy varmekapasitet, som deretter brukes til å drive turbiner som skaper elektrisitet. I de senere årene har geotermisk blitt stadig mer populært, da det ikke lenger bare er gjennomførbart i storskalapplikasjoner, men også for boliginstallasjoner som en form for oppvarming.

Selv om geotermisk energi kan utnyttes hvor som helst hvis du graver dypt nok, finnes det naturlige hotspots rundt om i verden som gjør prosessen mye enklere – nemlig vulkaner. Land som El Salvador har erkjent dette, og gjør målrettede innsats for å utnytte denne rene energikilden, da den også er rikelig og pålitelig.

For øyeblikket, til tross for sitt potensial, antas geotermisk energi å representere omtrent 0,4 % av verdens elektrisitetsforsyning – et tall som også er i tråd med produksjonen i USA. Utover vulkaner er geotermisk spesielt tilgjengelig nær tektoniske plater og forkastningslinjer. Som et resultat er kystnære California et viktig område for å få tilgang til denne rene energien.

For investorer som ønsker eksponering mot geotermisk energibransje, er ett av selskapene som leder an Ormat Technologies (ORA). Selskapet eier for tiden over 150 geotermiske kraftverk, og sysselsetter over 1 300 personer. I løpet av de siste fem årene har Ormat Technologies jevnlig generert årlige inntekter på over $650 millioner, og bør være godt posisjonert til å dra nytte av veksten i geotermisk popularitet.

Ser mot fremtiden

Mens energikildene nevnt ovenfor har enormt potensial for å legge til rette for en grønnere fremtid, finnes det et annet par alternativer som en dag kan overgå dem alle.

Kjernfusjon

En gang en del av science fiction, kan kjernfusjon en dag bli en realitet ettersom forskere fortsetter å gjøre lovende gjennombrudd mot å utnytte det som er ‘den hellige gral’ innen energiproduksjon. Faktisk har fremgangen kommet så langt at myndigheter nå planlegger å bygge fungerende prototypeanlegg før 2040.

For de som ikke er kjent med det, bør ikke kjernfusjon – den samme prosessen som driver vår sol ‘Sol’ – forveksles med kjernfisjon (den nåværende prosessen som brukes i moderne kjernekraftverk). Begge prosesser frigjør enorme mengder energi, men den første gjør det ved å skape forhold som får kjerner til å kombinere, mens den andre spalter tunge elementer som uran.

Fusjon frigjør ikke bare mer kraft enn fisjon, den er også en betydelig renere prosess. Problemet som forskere jobber med å løse, er å utvikle de rette forholdene for både å muliggjøre og trygt utnytte prosessen.

Piezoelektrisitet

Vi tok nylig en titt på piezoelektrisitet, og hvordan det er en av de mest brukte, men likevel ukjente energikildene. Piezoelektrisitet er evnen til et materiale, enten kunstig eller naturlig, til å skape en elektrisk utladning når det utsettes for ekstern trykk.

Allerede i bruk i flere tiår i hverdagslige gjenstander som mikrofoner, lightere og mer, fortsetter moderne materialvitenskap å utvikle seg mot en dag hvor vi kan utnytte nok elektrisitet gjennom denne effekten for storskalapplikasjoner.

Som kjernfusjon, føltes potensialet for omfattende bruk av piezoelektriske materialer som science fiction. Selv om det er mange år unna, kan det en dag føre til en verden hvor store batterier i stor grad blir overflødige, ettersom piezoelektriske materialer gjør selvforsynte enheter mulige.

Avsluttende ord

Selv om verden fortsatt kan være avhengig av energikilder som petroleumsprodukter, kull og naturgass, er det overveldende klart at de ikke er fremtiden. Heldigvis er energi overalt rundt oss, og moderne vitenskap gir oss i økende grad muligheten til å utnytte en voksende liste av rene kilder.

Mens fremtiden en dag kan se Jorden avhengig av kjernfusjon og selvforsynte enheter, vil det være den fortsatte adopsjonen av vannkraft, vind, solenergi og geotermisk energi som gjør at vi kommer dit.