"Електрифікація всієї країни". США мають усе, щоб повністю відмовитися від викопного палива. На цьому зароблять усі

Про це пише американський Vox. Наводимо дещо скорочений переклад:

Перед вступом у Другу світову президент США Франклін Рузвельт почав програму збільшення виробництва військових матеріалів. Якщо в 1939 році США мали 1700 літаків – то в 1945-му ця цифра виросла до 300 000 військових літаків плюс окремо 18 500 бомбардувальників B–24.

До часу перемоги в війні у країні виросла кількість робочої сили (за рахунок залучення жінок і афроамериканців), а продуктивність перейшла в "турборежим". Інвестиції, зроблені під час трудової мобілізації, мали наслідком сильний середній клас та кілка десятиліть стабільного і широкого добробуту громадян.

Подібна мобілізація потрібна для декарбонізації економіки США з достатньою швидкістю, щоб уникнути найгіршого варіанту змін клімату (обмеживши потепління на планеті 1.5 - 2 градусами). США, один із найбільших забруднювачів, має вийти практично на нульовий рівень викидів вуглецю щонайпізніше до 2050 року. Для цього ресурси економіки США, схожим чином, як це було зроблено в часи війни, повинні бути спрямовані на виробництво потрібних технологій та інфраструктури.

Рузвельт почав із двох питань.

По-перше: не що "політично популярне", а що необхідне для перемоги.

По-друге: не скільки наявно фондів у бюджетів, а скільки є виробничих потужностей – тобто, що є можливим.

Сол Гріфіт, фізик-інженер, намагається відповісти на так само поставлені запитання щодо змін клімату: що необхідне за умови нинішньої траєкторії глобального потепління, та що можливе за нинішнього стану економіки США.

Інженер-дослідник, винахідник і лауреат так званого "гранту генія" фундації МакАртурів, він є засновником дослідницької лабораторії Otherlab та співзасновником Rewiring America, організації, що займається обстоюванням політики швидкої декарбонізації США шляхом, як би то сказати, "електрифікації всієї країни".

Їхня книга практично так і називатиметься: "Електрифікувати все".

Дослідження організації, зокрема, показує, що швидка електрифікація створить за десятиліття 15-20 млн робочих місць, із яких 5 млн залишаться і після завершення проєктів.

Однак робочі місця (навіть у такій кількості) – найменш цікава частина досліджень. Значно цікавіший сам великий проєкт і його наслідки.

Коротко кажучи, вже до 2035 року можна скоротити 70-80% усіх парникових викидів США шляхом швидкого розгортання тих технологій з електрифікації, котрі наявні вже сьогодні. Навіть без технологій "поглинання вуглецю" (про які ТЕКСТИ вже писали тут). Навіть американці, які споживають більше за інших людей планети, зможуть зберегти ті самі великі машини та будинки – треба лише, щоб усі вони живилися від електрики.

Деякі з висновків Гріфіта "на диво оптимістичні" порівняно з висновками інших науковців: не знадобляться ані нові технології, ані значні жертви – лише серйозні зусилля з будівництва необхідних машин та створення законодавчої атмосфери, яка підтримає перехід на них.

Розповідаємо, як відбувався збір даних, що вони свідчать про використання енергії, як позбутися залежності від вуглецю та чому це можливо. Це одна з найцікавіших дискусій щодо збереження довкілля за багато років, тож інформація варта вашого часу.

Як енергія використовується в економіці

Otherlab у 2018 році нарешті отримав контракт від Департаменту енергетики на те, щоб уперше зібрати в одному місці всі відкриті дані про те, як у США використовується енергія.

Так сталося, що ці дані у США збирають добре. У відповідь на нафтову кризу 1970-х років у країні було створено Адміністрацію інформації про енергетику, Департамент енергетики, Агентство з захисту довкілля. Всі вони відтоді збирають дані про те, як створюється, транспортується та використовується енергія – й накопичили велетенський каталог різноманітних даних.

Як не дивно, все це не було зведено в єдину базу. Тож Гріфіт і його колеги кілька років збирали докупи всю інформацію, накопичену агентствами за останні півстоліття. Він називає себе "єдиною людиною на планеті, яка прочитала кожну примітку до кожного звіту Департаменту енергетики, починаючи з 1971 року.

Весь масив даних було викладено тут.

Це не модель як така, а просто візуалізація велетенської кількості інформації, "машинний" вигляд потоків енергії в економіці США. Однак усі ці дані в одному місці є сирим матеріалом для точної моделі, яку Rewiring America збудувала для розуміння того, що потрібно для декарбонізації: які машини треба виробити, скільки та як швидко.

"Тоді як більшість досліджень розглядає декарбонізацію в окремих секторах, як-от транспорт, електромережа чи будівництво – і переважно з позиції постачання, то ми будуємо модель взаємодії всіх секторів як з боку постачання, так і з боку споживання", – йдеться у звіті Rewiring America.

Найшвидший спосіб позбутися залежності від вуглецю – це електрифікувати все

Грифіт починає з ключового припущення: нам треба розробити план вирішення проблеми, використовуючи інструменти, які вже є в наявності.

Наприклад, нерозумно робити ставку на "захоплення" вуглецю, бо подібні технології перебувають на ранніх стадіях – і можуть ніколи не вийти на потрібний рівень.

Якщо захоплення вуглецю спрацює – чудово. Якщо ядерні реактори наступного покоління з'являться – чудово. Якщо водневе паливо виявиться ефективним – чудово.

Але не можна покладатися на все це, поки воно не стало реальністю. А діяти потрібно вже. Й тому потрібно розуміти, що робити з наявними технологіями.

І виходячи з цього, після аналізу даних команда Гріфіта зробила два висновки.

По-перше, все ще можливо зменшити викиди парникових газів у США так, щоб вкластися в модель потеплішання не більш ніж на 1.5 градуси. А саме, до 2035 року можливо зменшити викиди парникових газів на 70-80%, і вийти на нульовий рівень викидів до 2050 року. Для цього потрібна швидка електрифікація за допомогою п'яти вже добре розроблених технологій:

• вітряні та сонячні електростанції
• фотоелементи на дахах
• електромобілі
• теплові насоси
• акумулятори

Якщо кожен використовує передусім безвуглецеву енергію для опалення та пересування – основна частина проблеми вирішена.

По-друге, щоб зробити це вчасно, заміна викопної енергетики на чисту повинна відбуватися якомога швидше, за допомогою індустріальної мобілізації. Кожна нова машина, що купується, має бути не дизельною чи бензиновою, а електричною. Кожен ремонт і заміна батарей у будинку має включати заміну на тепловий насос. Кожну теплову електростанцію, яка відключається, треба заміняти не новою ТЕС, а вітряною чи сонячною станцією.

Часу на нові викопні машини й інфраструктуру більше немає, якщо ми хочемо вписатись у сценарій потеплішання планети не більш ніж на 1.5 - 2 градуси.

Потрібно радикально прискорити виробництво техніки, необхідної для електрифікації, та ввести політику й гарантувати фінансування, які уможливлять 100% заміну всього на електричні аналоги.

Гріфіт і його колеги створили модель "максимально реалістичного переходу" до безвуглецевої енергетики, яку обмежує лише виробнича потужність США.

Вона включає дві основні стадії:

• агресивне збільшення виробництва в стилі Другої світової, 3-5 років
• інтенсивне застосування декарбонізованої інфраструктури та технологій, до 2035 року.

Це включає як технології генерування енергії (постачання – електростанції), так і технології споживання енергії (електромобілі, електричне опалення замість газового тощо).

Й "агресивне збільшення виробництва" – не просто фраза. За три-п'ять років виробництво електромобілів повинно збільшитись учетверо, акумуляторів – у шістнадцять разів, вітряних турбін – у дванадцять разів, сонячних модулів – удесятеро.

Таке збільшення навантаження означатиме також збільшення кількості ліній електропередач утроє - вчетверо. Сьогодні постійно передаються близько 450 гігават. У моделі майбутнього, за умови таких самих будинків і автомобілів того самого розміру, але якщо все буде електрифіковано, потрібна буде постійна потужність у 1500-2000 гігават.

(Уточнимо, Гріфіт не вважає, що американцям слід зберегти звичку їздити на велетенських автомобілях поміж велетенських приватних будинків. Він сам підтримує урбаністику та велосипеди. Проте він хоче, щоб публіка знала: зміна стилю життя – не необхідна для декарбонізації).

Одним із ключових аспектів є те, що електрифікація всього автоматично означатиме зниження потреб в енергії приблизно вдвічі. А це значить, що за допомогою відновлюваних джерел енергії вже треба буде виробляти половину тієї потужності, яка виробляється зараз за допомогою викопних палив.

Перехід від палив до електрики вже сам по собі – без змін поведінки та заходів "енергоефективності" – є найбільшим політичним рішенням у питаннях клімату, яке в нас є.

Чому це можливо?

Просто тому, що зрештою електричні двигуни – значно більш ефективні за двигуни внутрішнього згоряння, і так є вже зараз.

Але є й дещо складніша відповідь, яка складається з частин.

10% енергії в нинішній економіці витрачаються просто на видобуток, переробку та транспортування викопних палив.

Перехід на електростанції, що не використовують спалювання, автоматично зберігає ще 15%: нетеплове виробництво енергії полягає в меншій кількості перетворень із відповідними втратами.

Електрифікація транспорту – ще 15% економії енергії, адже електродвигуни більш ефективні за двигуни внутрішнього згоряння.

Електрифікація опалення – автоматична економія ще від 6 до 9%, навіть без "енергоефективних" вікон, утеплення стін тощо.

Уточнимо: енергозбереження може зменшити потреби в енергії ще більше, за умови інсуляції (утеплення) будинків та інших подібних заходів, не кажучи про зменшення домівок, перехід з машин на громадський транспорт, збільшення пересування пішки, на електровелосипедах і скутерах тощо.

Але знову варто наголосити: найбільше за значенням рішення, в рази важливіше – це повна електрифікація, яка одразу зменшує потреби вдвічі.

Промисловість – менша проблема, ніж здається

Важлива тема – складність декарбонізації важкої промисловості. Саме через це постійного говорять про необхідність великомасштабних проєктів із "негативних" викидів – тобто, вбирання вуглецю. Прикладом таких проєктів є насаджуванням лісів.

Однак Гріфіт зазначає, що велика частина викидів також зникне з електрифікацію. Наприклад, нині 4-5% усієї енергії США витрачається на переробку нафти в бензин. Це має зникнути разом із двигунами внутрішнього згоряння як такими.

Сталь – це незначна частка, і виробництво сталі можна здійснювати за допомогою водню.

Алюміній відповідає за значну кількість СО2, бо ми використовуємо вуглецеві електроди – проте вже зараз великі компанії використовують електроди без вуглецю.

Цемент – те, що важко змінити. Але у США виробництво цементу відповідає лише за 1% викидів.

Коротко кажучи, промисловість відповідає за останні 5% викидів, яких нам треба буде позбутися. Однак це не повинно зупиняти нас від решти.

"Рука ринку" не "порішає"

На основі ринкових принципів швидко здійснити енергетичний перехід неможливо.

Rewiring America щиро пише про те, що необхідно для електрифікації:

"100% рівень прийняття політики можливий лише через законодавчий примус. Невидима рука ринків – достеменно недостатньо швидка. Зазвичай нова технологія починає домінувати лише через кілька десятиліть, поступово збільшуючи свою частку на ринку. Податок на вуглець також не досить швидкий. Субсидії не досить швидкі".

Потрібна індустріальна мобілізація, що означає пряму роль уряду в промисловості, з вимогою виконати конкретні цілі – як це робив Рузвельт під час війни.

Автори дослідження прямо кажуть: потрібна буде суміш заохочень, покарань і законодавчого примусу. Це буде щось значно більш схоже на командну економіку, ніж те, до чого звикли у США (однак звичне для "азійських тигрів", скажімо).

За нинішніх політичних умов уявити таку єдність заради досягнення мети важко (м'яко кажучи). Однак Америка вже раніше змогла впоратись із подібними великими викликами за допомогою рішучих дій уряду.

Гріфіт підкреслює, що нинішнє завдання – простіше за те, яке стояло перед Рузвельтом. Щоб виграти у Другій Світовій, потрібно було 1.8 ВВП Сполучених Штатів, тоді як зараз потрібно буде близько 1.2 - 1.5 ВВП країни.

Втручання Рузвельта не "зіпсувало" ринкову економіку США, а тільки посилило її. Велетенські інвестиції в продуктивність праці спричинили збільшення та більшу рівність на ринку робочої сили, а також десятиліття процвітання країни.

На відміну від Берні Сандерса, Гріфіт не вважає, що більшу частину витрат повинен узяти на себе уряд. За звітом Rewiring America, щорічні очікувані витрати уряду на період електрифікації – лише 250-350 млрд доларів, тобто, до трьох трильйонів за десять років. Тоді як загальні інвестиції мають скласти 20-25 трильйонів, але за двадцять років.

Три трильйони бюджетних витрат за десять років – це цілком у діапазоні, який пропонує більшість демократів, у тому числі Джо Байден.

Основна ідея полягає в залученні приватного капіталу за допомогою фінансових механізмів – на відміну від уявлень громадськості, саме так працював і Новий курс (New Deal) Рузвельта.

Крім усього, споживачам потрібні справді дешеві кредити на електрифікацію. "Розв'язати проблему зміни клімату за допомогою кредитної картки – надто дорого", – пише Гріфіт.

Для середнього домогосподарства США повна електрифікація (панелі на даху, тепловий насос, електромобіль) обійдеться у близько 40 тисяч доларів. Більшість людей не можуть заплатити за це заздалегідь – і необхідно, щоб вони не платили банкам 15-20% річних за позику, а мали змогу отримати кредит під, скажімо, 4%.

Тож головне питання полягає в тому, як фінансово зробити дешеві, гарантовані урядом кредити такими, щоб електрифікація стала вибором "за замовчуванням" щоразу, коли треба робити ремонт або заміну будь-якого обладнання.

А це – питання фінансової політики держави, й воно вирішується законодавчо.

Політичні переваги повної електрифікації

Перше й очевидне: промислова мобілізація створює робочі місця.

Зокрема, ця модель створить 25 мільйонів робочих місць на своєму піку – і 5 млн цих нових робочих місць залишаться.

Ці робочі місця розподіляться по всіх місцевостях і у великій кількості сфер та професій.

Більше того, роботу зі встановлення сонячних панелей чи створення високовольтних ліній неможливо передати за кордон через аутсорсинг (якщо цікаво, у звіті є багато деталей про те, які саме місця буде знищено та створено і як вони будуть розподілені).

По-друге, повна електрифікація практично знищить більшість джерел забруднення повітря, що зменшить кількість хвороб – від респіраторних до серцевих і раку. Електрифікація транспорту також докорінно зменшить кількість шумового забруднення в містах.

По-третє, належна фінансово-регуляторна політика гарантуватиме, що надалі в середньому домогосподарства заощаджуватимуть на енергії по 1-2 тисячі доларів щороку. Навіть враховуючи кошти зі встановлення нових сонячних панелей та переходу на електромобілі, електрика просто ефективніша за викопні палива, й навіть у короткостроковій перспективі споживачі виграють.

По-четверте, електрифіковане життя просто буде "класнішим": електромобілі просто кращі за машини з двигунами внутрішнього згоряння. Їх легше й дешевше обслуговувати. Добре утеплені будинки та квартири з підігрівом підлоги замість місцевих батарей – комфортніші, і в них краща якість повітря.

Ти можеш і не помічати, що твій обігрівач "спілкується" із холодильником, аби не працювати одночасно – або що вони "координують" свої дії з сонячними панелями, чи що система дому "координує" дії з ширшою мережею. Ти просто помітиш, що енергетична система зручна та надійна.

"Зелений Новий Курс"

Зелений "Новий курс" – названий за аналогією з "Новим курсом" (New Deal) Рузвельта – має також детальну "дорожню карту" з покрокового здійснення. Ми добре знаємо, що й наскільки швидко вміємо будувати, ремонтувати, встановлювати.

У випадках, коли уряди встановлювали чіткі стандарти й інвестували в технології з електрифікації, ці технології швидко розвивалися та дешевшали. Приклади: сонячні батареї на дахах в Австралії, політика Каліфорнії щодо електромобілів.

Ми можемо почати жити просто краще: з сонячними панелями на кожному даху, з тепловими насосами в кожному будинку й електромобілем у кожному гаражі, й усе це координується, забезпечуючи стабільність мережі для уникнення відключень. Домівки можуть бути комфортнішими, міста тихішими, повітря чистішим, електрика без перебоїв, енергія дешевшою, і зникнуть міста, які страждають від близькості інфраструктури викопних палив.

Крім того, США при цьому можуть стати більш благополучним, здоровим і приємним для життя місцем.

"Нам довго продавали брехню, що треба обирати між планетою, придатною для життя – та квітучою й справедливою економікою", – каже Варшіні Пракаш, виконавчий директор руху Sunrise. – "Натомість, план Rewiring America раз і назавжди спростовує цю брехню. Ми можемо здійснити перехід до кращого світу, вийшовши з руїн цієї економічної кризи".

І саме про це слід говорити, коли ми говоримо про протидію змінам клімату.

Не про "тяготи й нестатки". Не про економічний занепад. Не про неуникний судний день природи.

Говорити треба про краще майбутнє, якого ми можемо досягти.

Була б воля – і ми можемо зібратись і прискорити те, що вже почали робити, щоб досягти потрібного вчасно. Ми можемо мати чисте повітря, чисту й надійну енергію, квітучу економіку та стабільний клімат. Була б воля.

енергетика клімат майбутнє концепція сша