Ren energiansträvan som görs av världens största förorenare

Från största förorenaren till grön politik

Det är ingen hemlighet att Kinas ekonomiska och industriella uppgång har kommit till ett högt ekologiskt pris, då den främst drivs av kolkraftverk. Billiga fossila bränslen har varit en nyckelfördel i landets spektakulära framväxt för att producera största delen av världens cement, stål, aluminium, fartyg osv.

Sammanlagt tillverkar Kina fler varor än de nio näst största tillverkarna sammantagna.

Källa: CEPR

Landets befolkning och ledning vet att detta kom till ett allvarligt pris. En indikator är till exempel luftföroreningar, där huvudstaden Peking nästan ständigt drabbades av smog (rök + dimma) och orsakade andningssjukdomar.

På hösten 2013 förklarade landet ett “krig mot föroreningar”, och placerade frågan i samma fokus som den ekonomiska utvecklingen hittills:

“Vi måste vara lika resoluta i kriget mot föroreningar som vi är i kriget mot fattigdom”. 2018 följdes handlingsplanen av det “Treåriga planen för att försvara den blå himlen”, vilket fick fler städer under mål för luftkvalitetshantering.
Li Keqiang – dåvarande premiärminister (andraplats i Kinas politiska system) till Nationalförsamlingen

Dessutom är 25 % av ytvattnen kraftigt förorenade och 16 % av marken är kontaminerad.

Bygga på initiala framgångar

Vid den tiden fanns det allvarlig skepsis kring om landet kunde lämna sin kolbaserade ekonomiska modell, men det verkar som att åtminstone luftföroreningarna har hanterats relativt effektivt.

Källa: Dialogue Earth

En nyckelfaktor i denna framgång har varit antagandet av låga koldioxid- och låga luftföroreningsenergikällor, samt elfordon.

Under processen gjorde detta Kina till den globala ledaren inom grön energi med en vändpunkt under perioden 2010‑2015, och landet har nyligen slagit många rekord:

• 2022 installerade Kina ungefär lika mycket solkapacitet som resten av världen tillsammans, och fördubblade sedan den extra solkapaciteten 2023.
  • 2023 såg också Kina öka ny vindkapacitet med 66 % och nästan fyrdubbla tilläggen av energilagring.
  • Kina producerar 80 % av den globala leveransen av solpaneler och 93 % av tillverkningskapaciteten för polysilisium.
• Mer än hälften av de bilar som säljs i Kina är nya energifordon (NEV = elbilar och hybrider)
• Kina producerar 77 % av den globala batteritillverkningen.
  • Det producerar också 80 % av globalt raffinerat litium.
• Den största marknaden för gröna obligationer och grön finansiering, med 131  miljarder dollar enbart år 2023.

Källa: Yale

Detta är fortfarande bara början, och en flod av nyheter har visat att Kina siktar på en ännu mer ambitiös skala i nästa fas av ren energiproduktion. Detta är faktiskt akut nödvändigt, eftersom landets ekonomiska tillväxt innebär att även om det är en ledare inom grön energi, är det också hungrigare efter kol än någonsin.

Källa: Visual Capitalist

Solfarm på öppet hav

Med den ökande efterfrågan på el på den tätbefolkade östra kusten kan Kina inte enbart förlita sig på solkraft som produceras i de avlägsna norra och västra ökenområdena.

Marken i kustområdet är dyr, antingen för jordbruk eller stadsutveckling. Havet däremot har gott om tillgängligt utrymme.

Det är därför Kina bygger världens största offshore-solfarm, med en beräknad kapacitet på 1 GW, utanför kusten av Dongying stad i Shandong-provinsen, östra Kina. Den bör räcka för att förse 2,67 miljoner urbana hushåll med el.

Källa: Examine China

Det kan noteras att gården ligger inte långt från Peking, bort från områden som drabbas av orkaner. Den kommer att ligga 8 km (5 miles) från kusten och täcker imponerande 1 223 hektar (3 023 acres).

Strukturen kommer att stödjas av storskaliga offshore-stålkonstruktioner, där varje plattform mäter 60 m (197 fot) gånger 35 m (115 fot).

Källa: Electrek

Detta projekt kommer inte bara att vara en offshore-solanläggning utan även integrera fiskodling, vilket potentiellt banar väg för en ny form av agrivoltaik som blandar akvakultur och solkraft.

Mega vindkraftverk

Storskalig offshore-energi växer också i Kina. Landet slog världsrekordet för mest producerad energi på en dag av en enda vindkraftverk.

Det uppnåddes offshore i Fujian-provinsen av den gigantiska 16 MW Goldwind GWH252-vindkraftverket.

Källa: Euronews

Den 252 meter i diameter (827 fot) producerade 384,1 megawattimmar (MWh) på 24 timmar, samtidigt som en tyfon rasade i regionen. Varje rotorblad kan nå två tredjedelar av ljudets hastighet vid maximal kapacitet.

Det som möjliggjorde detta rekord är att Goldwind‑kraftverket kan justera sina blad i realtid när vindarna når höga hastigheter, vilket gör att det kan fortsätta generera el även mitt i en tropisk orkan.

Vi övervakar noggrant kritiska komponenter som huvudstyrprogrammet, pitch‑systemet och generatorerna för att gradvis lyfta kraftbegränsningarna samtidigt som vi säkerställer driftsäkerhet,” talesperson för Goldwind

För närvarande är vindkraft starkt regionalt, där Kina står för 49 % av de 64,3 GW totala globala offshore-vindkapaciteten år 2022, och Europa 47 %.

Kommande kinesisk kärnenergidominans

Medan Kinas ansträngningar att utveckla sol- och vindenergi är anmärkningsvärda, behöver landet också stabil och väderoberoende energi för att avveckla kolkraftverk utan att behöva vänta år på utrullning av terawatt batterikapacitet.

Kärnkraftverk har dessutom ett litet markavtryck och kan placeras var som helst nära energiefterfrågan, såsom i megastäder och industriella centra.

Det är därför Kina också leder inom kärnkraftsutbyggnad, med så många som 100 nya kärnreaktorer som ska byggas under de kommande 10 åren. Trots den nästan otroliga skalan är målet realistiskt, då Kina godkände 11 nya kärnreaktorer år 2024.

Källa: Nuclear Energy – Our World in Data

Kina är det första landet som kommersiellt driver en fjärde generationens kärnreaktor, med starten 2023 av Huaneng Shandong Shidao Bay-kärnkraftverk i östra Kina.

Denna reaktor är en mycket högtemperaturreaktor (VHTR) som förlitar sig på en “pebblesäng”, där keramiska kulor så små att de kan hållas i handen skyddar en urankärna, med tiotusentals av dessa kulor i en reaktor.

Fördelen med pebble‑designen är att den möjliggör byte utan att avbryta reaktorns drift, och de keramiska kulorna förhindrar även risken för läckage av radioaktivt material.

Källa: CGTN

Denna design når mycket höga temperaturer, i intervallet omkring 1 000 °C. Eftersom reaktionen kräver hög temperatur och är passivt kyld, är detta en design som i grunden är säkrare än äldre tredje generationens kärnkraftverk.

En annan kärninnovation, som inte bränner uran utan torium, drivs också av Kina. Den har skapat en toriumreaktor som kan fungera utan vatten, vilket gör den lämplig för ökenområden. Toriumreaktordesigner tenderar att vara inneboende säkrare och kan inte användas för att producera kärnvapenklassat radioaktivt material.

Landet överväger till och med att bygga containerskepp som drivs av en toriumreaktor, enligt uppgift från China State Shipbuilding Corporation (CSSC).

Rymdbaserad solenergi

Ett annat område där Kina växer aggressivt är rymdforskning. Från ett initialt rymdprogram som mestadels byggdes på sovjetiska konstruktioner, konkurrerar det nu effektivt med NASA och till och med Elon Musks SpaceX (SPCX ), i vad som bara kan kallas ett nytt stort rymdrace.

Detta rymdrace inkluderar en ambitiös plan för en månbas i samarbete med Ryssland, med tre faser, och kräver fem uppdrag från supertunga raketer som fortfarande är under utveckling.

• Den första fasen kommer att ägnas åt vetenskapliga mätningar och lokala resurser.
• Den andra fasen kommer att bygga de grundläggande stödjande elementen och den första bemannade landningen på distans.
• Den tredje fasen, troligen omkring 2045, kommer att bygga den faktiska basen redo att ta emot fler astronauter och expandera anläggningen.

En central princip i Kinas månbasplan är utnyttjandet av resurser på plats för lokal tillverkning. Detta skulle motsvara en parallell plan att bygga det största människogjorda objektet i rymden.

Kinas rymdtekniska akademi (CAST), landets främsta statligt ägda rymdfarkosttillverkare, planerar att genomföra ett experiment med högspänningsöverföring i rymden och trådlös kraftöverföring i låg jordbana år 2028.
Källa: Space News

Den korta versionen är att utnyttja den 24/7 belysning som finns i rymden för att öka solpanelernas prestanda, vilket gör solenergi ultra‑tillförlitlig. Den genererade energin strålas tillbaka till jorden via mikrovågor.

Källa: ESA – European Space Agency

(Vi förklarade i djupare detalj hur rymdbaserad solenergi fungerar i en dedikerad artikel.)

Testet 2028 kommer att ha en 10 kW solpanel, liknande kapaciteten på ett hus tak.

Om testet lyckas kommer det 2030 att följas av en satellit som är 100 gånger kraftfullare (1 MW), med ett mycket kraftfullare lasersystem för kraftöverföring. Ett så massivt orbitalt system kommer att kräva montering i omloppsbana och kommer sannolikt att dra nytta av fjärrmontering och/eller de kinesiska astronauterna på den kinesiska rymdstationen Tiandong.

Faserna 3 och 4 i denna plan skulle fortsätta att skala upp, med planerade datum 2035 respektive 2050, med 10 MW respektive 2 GW *(2 000 MW). Dessa kraftsatelliter skulle kräva sändningsarrayer större än 100 meter respektive omkring 1 kilometer.

Du kan läsa detaljerna i denna plan i det dedikerade vetenskapliga papperet, publicerat under titeln “Retro‑direktiv mikrovågsstrålningsstyrningsteknik för rymdbaserad solkraftstation”.

Prognostisering av Kinas gröna energistrategi

Utifrån dessa olika nyheter kan vi börja sätta ihop den långsiktiga planen för Kinas vetenskapliga och politiska ledarskap gällande deras energistrategi.

Fram till 2030 är målet fortfarande främst energisäkerhet och minimering av föroreningar, med mer land- och havsbaserad vindkraft, solfarmer och beprövade kärnreaktordesigner.

För perioden 2030‑2040 innebär en kontinuerlig expansion av solkapaciteten med massutplacering av batteriparker, samt fortsatt byggande av över 10 kärnreaktorer per år, en seriös avkarbonisering av Kinas ekonomi.

Från 2040 och framåt kan orbitala soltester och byggandet av månbasen för att utnyttja lokala resurser börja leverera massiva kiselresurser för rymdbaserad tillverkning av solpaneler, inte bara rymdmontering. Trots allt består 20 % av den lunära regolitten av kisel, basämnet för solpanelernas polysilisium, med järn, aluminium och titan också användbara material för tillverkning.

Källa: AnthroFuturism

Detta kan vara den slutgiltiga formen av Kinas gröna energiambitioner, som inte bara förser landet utan hela planeten med en källa till obegränsad, riklig, stabil och pålitlig solenergi, med enbart mänsklig uppfinningsrikedom och månens mineralrika resurser.

För den delen, om denna vision inte realiseras av Kina, bör den sannolikt genomföras av andra nationer och visionära entreprenörer.

Det kan också noteras att en så massiv orbital energiproduktion lika väl kan driva mänsklighetens expansion i solsystemet, från rymdbaserad rymdskeppsproduktion till laserdrivna solsegel.