Can 100% renewable energy power the world? - Federico Rosei and Renzo Rosei

Переводчик: Anna Pecot Редактор: Ростислав Голод

Every year, the world uses 35 billion barrels of oil.

35 миллиардов баррелей — именно столько нефти население планеты потребляет в год.

This massive scale of fossil fuel dependence pollutes the Earth

В результате колоссальной зависимости человечества от ископаемого топлива

происходит загрязнение Земли и истощение запасов нефти.

and it won't last forever.

Scientists estimate that we've consumed about 40% of the world's oil.

Учёные полагают, что 40% мировых запасов нефти уже израсходовано.

According to present estimates,

По сегодняшним оценкам,

at this rate, we'll run out of oil and gas in 50 years or so,

при таких темпах потребления запасы нефти и газа закончатся через 50 лет,

and in about a century for coal.

угля — через 100 лет.

On the flip side, we have abundant sun, water, and wind.

Зато энергии солнца, воды и ветра у нас имеется в изобилии.

These are renewable energy sources,

Это возобновляемые источники энергии,

meaning that we won't use them up over time.

то есть человечество никогда не сможет их исчерпать.

What if we could exchange our fossil fuel dependence

Сможет ли население планеты отказаться от ископаемого топлива

for an existence based solely on renewables?

и перейти на использование исключительно возобновляемых источников энергии?

Этот вопрос занимает умы учёных уже не одно десятилетие,

We've pondered that question for decades,

and yet, renewable energy still only provides about 13% of our needs.

но и сегодня на долю возобновляемых источников

приходится всего лишь 13% мирового потребления энергии.

That's because reaching 100% requires renewable energy that's inexpensive

Ведь чтобы достичь 100%,

возобновляемая энергия должна стать доступной и недорогой.

and accessible.

This represents a huge challenge,

А это довольно сложная задача,

even if we ignore the politics involved and focus on the science and engineering.

даже если не принимать во внимание политику,

а подойти к вопросу с научно-технической точки зрения.

Чтобы лучше понять все сложности, мы должны разобраться,

We can better understand the problem by understanding how we use energy.

как человечество использует энергию.

Global energy use is a diverse and complex system,

Мировое потребление энергии — это сложная и многосоставная система,

and the different elements require their own solutions.

и каждая из её составляющих требует индивидуального решения.

But for now, we'll focus on two of the most familiar in everyday life:

Поговорим о том, с чем каждый из нас сталкивается в повседневной жизни,

electricity and liquid fuels.

а именно об электричестве и жидких видах топлива.

Electricity powers blast furnaces, elevators, computers,

Благодаря электричеству сегодня работают обогревательные котлы, лифты, компьютеры

and all manner of things in homes, businesses, and manufacturing.

и любая техника в наших домах, офисах и на производстве.

Meanwhile, liquid fuels play a crucial role

Жидкое топливо играет важнейшую роль

in almost all forms of transportation.

в работе почти всех видов транспорта.

Let's consider the electrical portion first.

Но давайте сначала об электричестве.

The great news is that our technology is already advanced enough

Хорошие новости заключаются в том, что благодаря современным технологиям

to capture all that energy from renewables,

уже можно извлекать энергию из возобновляемых источников,

and there's an ample supply.

а их запас почти неисчерпаем.

The sun continuously radiates

В результате непрерывного солнечного излучения Земля получает

about 173 quadrillion watts of solar energy at the Earth,

около 173 квадриллионов ватт солнечной энергии,

which is almost 10,000 times our present needs.

что в 10 000 раз превышает наши потребности.

It's been estimated that a surface that spans several hundred thousand kilometers

По некоторым оценкам, чтобы обеспечить сегодняшний уровень потребления энергии,

would be needed to power humanity at our present usage levels.

потребуется поверхность площадью в несколько сот тысяч километров.

So why don't we build that?

Так за чем же дело стало?

Because there are other hurdles in the way,

Здесь возникают, прежде всего, проблемы

like efficiency

энергоэффективности

and energy transportation.

и транспортировки электроэнергии.

To maximize efficiency,

Для обеспечения максимальной эффективности

solar plants must be located in areas with lots of sunshine year round,

солнечные электростанции необходимо устанавливать там,

где круглый год светит солнце,

like deserts.

например в пустынях.

But those are far away from densely populated regions

Однако такие места обычно находятся далеко от густонаселённых регионов

where energy demand is high.

с высоким уровнем потребления электроэнергии.

There are other forms of renewable energy we could draw from,

Существуют и другие источники возобновляемой энергии:

such as hydroelectric,

гидроэлектрические,

geothermal,

геотермальные

and biomasses,

и биомассы,

but they also have limits based on availability and location.

но и их использование также ограничено доступностью и местонахождением.

In principle, a connected electrical energy network

В принципе, можно было бы построить единую электрическую сеть

with power lines crisscrossing the globe

с линиями электропередач по всему миру и поставлять электроэнергию

would enable us to transport power from where it's generated

от электростанций, где энергия производится,

to where it's needed.

непосредственно к потребителям.

But building a system on this scale faces an astronomical price tag.

Однако строительство такой системы обойдётся в астрономическую сумму.

We could lower the cost by developing advanced technologies

Себестоимость можно было бы снизить, усовершенствовав современные технологии

to capture energy more efficiently.

более эффективного извлечения электроэнергии.

The infrastructure for transporting energy would also have to change drastically.

Должна будет коренным образом измениться

и инфраструктура её транспортировки.

Present-day power lines lose about 6-8% of the energy they carry

Ввиду сопротивления материалов, из которых сделаны провода,

because wire material dissipates energy through resistance.

в современных линиях электропередач теряется около 6–8% электроэнергии.

Longer power lines would mean more energy loss.

Чем длиннее линии электропередач, тем больше потерь энергии.

Как вариант, в качестве материалов можно использовать сверхпроводники,

Superconductors could be one solution.

Such materials can transport electricity without dissipation.

что позволит транспортировать электроэнергию без потерь.

Unfortunately, they only work if cooled to low temperatures,

Но, к сожалению, сверхпроводники эффективны только при низких температурах,

which requires energy and defeats the purpose.

что потребует энергозатрат и сведёт на нет саму идею сверхпроводников.

To benefit from that technology,

Чтобы воспользоваться этой технологией,

we'd need to discover new superconducting materials

учёным придётся открыть новые сверхпроводящие материалы,

that operate at room temperature.

которые будут эффективны и при комнатной температуре.

And what about the all-important, oil-derived liquid fuels?

А в чём сложность замещения нефтепродуктов,

широко применяемых для получения энергии?

The scientific challenge there is to store renewable energy

Сложность представляет хранение возобновляемой энергии

in an easily transportable form.

в удобном для перевозки виде.

Recently, we've gotten better at producing lithium ion batteries,

Недавно был достигнут прогресс

в производстве литий-ионных аккумуляторов,

which are lightweight and have high-energy density.

обладающих высокой энергетической ёмкостью и лёгким весом.

But even the best of these store about 2.5 megajoules per kilogram.

Но даже самые лучшие из них

способны хранить всего 2,5 МДж/кг энергии.

That's about 20 times less than the energy in one kilogram of gasoline.

А это в 20 раз меньше, чем энергия, извлекаемая из 1 килограмма бензина.

To be truly competitive, car batteries would have to store much more energy

Чтобы быть конкурентоспособными, аккумуляторные батареи автомобилей

должны обладать куда бо́льшим запасом энергии без увеличения затрат.

without adding cost.

The challenges only increase for bigger vessels, like ships and planes.

Трудности возрастают при энергоснабжении крупных транспортных средств:

водных судов и самолётов.

To power a cross-Atlantic flight for a jet,

Чтобы пассажирский авиалайнер смог совершить трансатлантический перелёт,

we'd need a battery weighing about 1,000 tons.

его нужно будет оснастить аккумулятором весом в тысячу тонн!

This, too, demands a technological leap towards new materials,

Для этого потребуется изобрести новые материалы

с более высокой энергоёмкостью

higher energy density,

and better storage.

и аккумулирующей способностью.

One promising solution would be to find efficient ways

Перспективным направлением может стать

to convert solar into chemical energy.

успешное преобразование солнечной энергии в химическую.

This is already happening in labs,

Такие эксперименты уже проводятся в лабораториях,

but the efficiency is still too low to allow it to reach the market.

но их практическая польза продолжает оставаться низкой,

что не позволяет вывести эту технологию на рынок.

To find novel solutions, we'll need lots of creativity,

Для поиска новаторских решений нам нужны

большой творческий и инновационный потенциал,

innovation,

and powerful incentives.

а также сильная мотивация.

The transition towards all-renewable energies is a complex problem

Переход на возобновляемые источники энергии — сложнейшая задача,

involving technology, economics, and politics.

решение которой зависит от уровня развития технологий, экономики и политической воли.

Priorities on how to tackle this challenge depend on the specific assumptions

Выработка приоритетных направлений будет обусловлена конкретными предположениями,

we have to make when trying to solve such a multifaceted problem.

которые учёные должны будут сделать в решении этого многостороннего вопроса.

But there's ample reason to be optimistic that we'll get there.

Но у нас есть все основания для оптимизма.

Top scientific minds around the world are working on these problems

Над решением данной задачи трудятся выдающиеся учёные со всего мира,

and making breakthroughs all the time.

совершая одно открытие за другим.

And many governments and businesses are investing in technologies

Многие государства и частные компании также инвестируют в развитие технологий,

that harness the energy all around us.

чтобы человечество смогло максимально использовать энергетический потенциал.