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

Перекладач: Maksym Kuzhdin Утверджено: Khrystyna Romashko

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

Щороку у світі використовують 35 мільярдів барелів нафти.

This massive scale of fossil fuel dependence pollutes the Earth

Залежність від спалювання таких об'ємів палива забруднює Землю,

and it won't last forever.

і це не може продовжуватися вічно.

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

За підрахунками науковців, ми вже використали 40% усієї нафти на планеті.

According to present estimates,

Згідно сучасних оцінок,

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

такими темпами ми вичерпаємо поклади нафти та газу за п'ятдесят років,

and in about a century for coal.

а вугілля закінчиться через 100 років.

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

Але існує альтернатива - сонце, вода та вітер.

These are renewable energy sources,

Це поновлювані джерела енергії,

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

і це означає, що ми ніколи не використаємо їх повністю.

What if we could exchange our fossil fuel dependence

Що, як ми б могли позбутися нашої паливної залежності

for an existence based solely on renewables?

і повністю перейти на поновлювану енергетику?

We've pondered that question for decades,

Ми обмірковували це питання десятиліттями,

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

проте й досі лише 13% нашої енергії надходить з альтернативних джерел.

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

Усе через те, що для досягнення показника у 100% треба, аби така енергія

and accessible.

була дешевою та доступною.

This represents a huge challenge,

І це є величезним викликом,

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

навіть, якщо не зважати на політику і зосередитися на науці та проектуванні.

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

Аби зрозуміти проблему краще, подумаймо про те, як ми використовуємо енергію.

Global energy use is a diverse and complex system,

Глобальна енергетична система є дуже складною,

and the different elements require their own solutions.

тож різні її елементи потребують різних рішень.

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

Але сьогодні ми зосередимося на двох найбільш знайомих нам сьогодні:

electricity and liquid fuels.

електроенергія та рідке паливо.

Electricity powers blast furnaces, elevators, computers,

Електроенергія живить доменні печі, ліфти, комп'ютери,

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

і ще багато різних речей у домівках, офісах та в промисловості.

Meanwhile, liquid fuels play a crucial role

А рідке паливо грає вирішальну роль

in almost all forms of transportation.

практично в усіх формах транспортування.

Let's consider the electrical portion first.

Давайте спочатку розглянемо електричне питання.

The great news is that our technology is already advanced enough

Позитивною стороною є те, що наші технології є достатньо розвиненими,

to capture all that energy from renewables,

аби забирати усю енергію з відновлюваних джерел

and there's an ample supply.

та зберігати достатню її кількість.

The sun continuously radiates

Сонце безперервно випромінює

about 173 quadrillion watts of solar energy at the Earth,

близько 173 квадрильйонів ват сонячної енергії на Землю,

which is almost 10,000 times our present needs.

і це у 10,000 разів більше, ніж нам потрібно.

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

За підрахунками, площі у декілька сотень тисяч квадратних кілометрів

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

буде достатньо, аби забезпечити людство енергією.

So why don't we build that?

Тож чому ми досі не втілили цей план?

Because there are other hurdles in the way,

Причина в декількох перепонах на нашому шляху,

like efficiency

таких як ефективність

and energy transportation.

та транспортація енергії.

To maximize efficiency,

Аби покращити ефективність,

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

сонячні панелі треба розташовувати там, де є багато сонця незалежно від пори року,

like deserts.

скажімо, в пустелях.

But those are far away from densely populated regions

Проте вони є віддаленими від густонаселених регіонів,

where energy demand is high.

де, власне, і потрібна енергія.

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

Є і інші джерела поновлюваної енергії, якими можна користуватися,

such as hydroelectric,

такі як енергія води,

geothermal,

геотермальна енергія

and biomasses,

та біомаси,

but they also have limits based on availability and location.

але вони теж мають обмеження, пов'язані з доступністю та місцезнаходженням.

In principle, a connected electrical energy network

Впринципі, електрична мережа

with power lines crisscrossing the globe

із лініями електропередач по всій Землі

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

дозволила б нам транспортувати енергію з місця, де її згенеровано,

to where it's needed.

туди, де вона потрібна.

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

Проте будівництво такої мережі вимагає астрономічних коштів.

We could lower the cost by developing advanced technologies

Ми б могли зменшити цю суму за рахунок розвитку технологій,

to capture energy more efficiently.

що допомогли б генерувати енергію ефективніше.

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

Інфраструктуру для транспортування енергії також довелося б повністю змінити.

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

Сучасні лінії електропередач втрачають близько 6-8% усієї енергії,

because wire material dissipates energy through resistance.

тому що матеріал дротів розсіює енергію через спротив.

Longer power lines would mean more energy loss.

Чим довші дроти, тим більші втрати енергії.

Superconductors could be one solution.

Рішенням могли б стати надпровідники.

Such materials can transport electricity without dissipation.

Такі матеріали не розсіюють енергію.

Unfortunately, they only work if cooled to low temperatures,

На жаль, вони працюють лише за низьких температур,

which requires energy and defeats the purpose.

а охолодження вимагає енергії, тож їх використання є безцільним.

To benefit from that technology,

Аби використати цю технологію,

we'd need to discover new superconducting materials

нам треба винайти нові надпровідні матеріали,

that operate at room temperature.

що працюють при кімнатній температурі.

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

А як щодо так важливого для нас рідкого палива на нафтовій основі?

The scientific challenge there is to store renewable energy

Науковим викликом тут є зберігання поновлюваної енергії,

in an easily transportable form.

аби її можна було легко транспортувати.

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

Останнім часом ми створюємо все більш ефективні літій-іонні батареї,

which are lightweight and have high-energy density.

що є легкими та вміщують багато енергії.

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

Але навіть найкращі з них вміщують лиш 2.5 мегаджоулів на кілограм.

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

Це приблизно у двадцять разів менше за кількість енергії у кілограмі бензину.

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

Аби скласти реальну конкуренцію, батареї в авто мають зберігати значно більше енергії

without adding cost.

без зростання ціни.

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

Складність лише зростає для великих машин, таких як кораблі та літаки.

To power a cross-Atlantic flight for a jet,

Аби літак зміг перетнути Атлантичний океан,

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

потрібна батарея вагою у 1,000 тонн.

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

Тут також потрібен технологічний прорив у матеріалах,

higher energy density,

вища щільність енергії

and better storage.

та ефективніше зберігання.

One promising solution would be to find efficient ways

Багатообіцяючим рішенням міг би бути пошук ефективних способів

to convert solar into chemical energy.

перетворення сонячної енергії у хімічну.

This is already happening in labs,

Це вже можливо в лабораторіях,

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

але ефективність є недостатньою для виходу на ринок.

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

Аби знайти нові рішення, нам знадобиться багато креативності,

innovation,

інновацій

and powerful incentives.

та потужних стимулів.

The transition towards all-renewable energies is a complex problem

Перехід до поновлюваної енергетики є комплексною проблемою,

involving technology, economics, and politics.

що включає технології, економіку та політику.

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

Пріоритети у рішенні цієї задачі залежать від конкретних припущень,

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

які ми маємо зробити в процесі вирішення такої багатогранної проблеми.

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

Але є достатньо підстав для оптимістичних прогнозів.

Top scientific minds around the world are working on these problems

Найвидатніші науковці по всьому світу працюють над цими проблемами,

and making breakthroughs all the time.

і ми щодня спостерігаємо нові прориви.

And many governments and businesses are investing in technologies

Крім того, багато урядів та компаній інвестують у технології,

that harness the energy all around us.

що видобувають енергію з навколишнього середовища.