Tehnoloogiad, mis võivad viia Hiina 2050. aastaks nulli
Hiina on seadnud eesmärgiks heitkoguste nullimise aastaks 2060, kümme aastat pärast seda, kui teadlased ütlesid, et peame vähendama süsinikdioksiidi heitkoguseid tasemeni, mis väldib kliimamuutuste halvimaid tagajärgi. Kuid eksperdid usuvad, et Hiina võib enne tähtaega jõuda nullini, kui ta laiendab õiget tehnoloogiate kombinatsiooni.
27. osapoolte konverentsi (COP27) kliimakõnelused Egiptuses Sharm el{2}}Sheikhis keskenduvad sel aastal riiklikele lubadustele vähendada süsinikureostust. Ja üks riike, mis seisab silmitsi suurima kontrolliga, on Hiina, mis vastutab 30 protsendi ülemaailmsetest heitkogustest.
Hiina on juba lubanud vähendada oma heitkoguseid 2060. aastaks nullini, mis on kümme aastat pärast seda, kui teadlased väidavad, et see on vajalik kliimamuutuse halvimate tagajärgede ärahoidmiseks.
Kuid eksperdid väidavad, et riik, mis praegu saab suurema osa oma energiast söest, võib potentsiaalselt 2050. aastaks oma energiasüsteemist peaaegu kõik fossiilkütused ära lõigata, andes Hiinale ruumi COP27-l oma kliimaambitsioone suurendada ja muuta globaalse süsinikdioksiidiheite vähendamise väljavaateid.
Harvardi ülikooli, Tsinghua ülikooli ning Huazhongi teadus- ja tehnoloogiaülikooli koostööprojekti Harvard-China Project teadlaste sõnul on Hiina energiaülemineku kiirendamise võti lihtne.
"Sajandi keskpaiga süsinikuneutraalsuse saavutamise viiside osas Hiinas on palju ebakindlust," ütles Harvardi ülikool eelmisel aastal pressiteates, milles teatati selleteemalisest ulatuslikust uuringust. "Kuid üks põhiaspekt on kindel: nad nõuavad tohutut tuule- ja päikeseenergia laiendamist, et tõrjuda söe--- ja gaasi-energiat."
Suurendamine pole probleem
Teadlaste sõnul ei seisne probleem piisava taastuvenergia tootmise maksumuses ja teostatavuses, vaid pigem väljakutsetes, mida see võrku oma varieeruvuse tõttu tekitab: tuul ei puhu alati ja päike ei paista alati.
Kasutades suure{0}}resolutsiooniga mudelit, et leida kõige kuluefektiivsem viis, kuidas Hiina elektrisüsteem 2050. aastaks süsinikuneutraalseks muuta, leidsid eksperdid viisi, mis pole mitte ainult teostatav, vaid ei pea tingimata maksma rohkem kui fossiilkütustele tuginemine.
Esimene samm on tuule- ja päikeseenergia suurendamine. See on lihtne osa: Hiinal on taastuvenergiajaamade ehitamiseks tohutult palju piirkondi ja Hiina on ka maailma -esimene päikesepaneelide tootja. 2020. aastal olid esikümnest tuulikutootjast seitse Hiina ettevõtted.
Probleem on selles, et tuule- ja päikeseenergia suurendamine üksinda muudab Hiina energiaprobleemid tõenäoliselt pigem hullemaks kui paremaks. Päikeseenergia on saadaval ainult päevasel ajal – ja pilvise ilmaga ei pruugi see olla saadaval – ja tuuleenergia on oma olemuselt ettearvamatu. See tähendab, et Hiinal võib mõnel ajahetkel olla saadaval tohutuid võimsusi, mõnel hetkel aga peaaegu üldse mitte.
Terviklik strateegia
Osa sellest varieeruvusest saab käsitleda võrgutehnoloogiate (nt akusalvestuse) abil, kuid nii suure energiasüsteemi kui Hiina puhul on vaja kaaluda, kuidas elektrit kasutatakse sellistes sektorites nagu transport ja rasketööstus.
Harvardi-Hiina projektiga tehtud modelleerimine näitab, et kui Hiina tugineks ainult tavapärasele võrguintegratsioonile – st taastuvenergia koguse suurendamisele ja elektrivõrgu salvestamise suurendamisele – maksaks see süsinikdioksiidi tonni kohta 27 dollarit lisatasu.
Arvestades, et Hiina paiskas 2019. aastal õhku umbes 10 miljardit tonni süsinikdioksiidi, oleks sellist strateegiat rahaliselt raske teostada. Kui aga Harvardi-Hiina projekti teadlased ehitasid mudeli, mis hõlmas üli-kõrge-pingeülekannet, riiklikku võrguühendust, rohelist vesinikku ja aeglase-laadimisega elektrisõidukiparke, muutusid asjad dramaatiliselt.
Mudel näitas, et selle asemel, et maksta rohkem, säästaks tonnist süsinikdioksiidist vabanemine 25 dollarit võrreldes tavapärase äritegevusega. See kõikehõlmav integratsioonistrateegia võimaldaks Hiinal vabaneda kuni 80 protsendist oma süsinikuheitest.
Ja kokkuhoid võimaldaks ülejäänud 20 protsendiga tegeleda kuluka süsinikdioksiidi kogumise ja säilitamise abil, "ning saavutada 2050. aastal süsiniku{1}neutraalne energiasektor ilma netokuludeta", vastavalt Harvard-China Projectile.
Väljakutsuv, kuid teostatav
See aga ei tähenda, et see oleks lihtne. Hiina 2050. aastaks nulli viimine on keeruline, ütleb Michael McElroy, Harvardi ülikooli keskkonnauuringute professor Gilbert Butler. "See nõuab riiklikku plaani ja tõsist katset elektrit mobiliseerida ja riiklikult jaotada," ütleb ta.
Kuid "investeeringutasuvus oleks, sest tuul ja päike on peamised allikad ning kui maksate kapitalikulud, on tuul ja päike tasuta."
Veel üks modelleerimisest ilmnenud boonus on see, et Hiina võib taastuvenergia abil vee elektrolüüsil toota rohelist vesinikku "hinnaga, mis on suhteliselt lühikese aja jooksul konkurentsivõimeline tööstuslike allikatega", ütleb McElroy.
Seda vesinikku saaks kasutada tööstusprotsesside toiteks ja seda kasutada turbiinides, et luua võrku elektrit ajal, mil päikese- ja tuuleenergia on vähe kättesaadav. Lisaks võiks seda eksportida Jaapanisse, kes soovib arendada vesinikul{1}}põhist energiasüsteemi.
Jaapan soovib hankida vesinikku nii kaugetelt turgudelt nagu Austraalia. "Meie artikkel esitab argumendi, et Hiina asub Jaapani kõrval ja on odavaim [rohelise vesiniku] allikas, mida suudame ette kujutada," ütleb McElroy.
Avamere tuul on võtmetähtsusega
Tehnoloogilise segu teine oluline koostisosa oleks avamere tuul. Hiinal on juba praegu maailma suurim avamere tuuleenergia turg, riigi riikliku energiaameti andmete kohaselt paigaldas Hiina 2021. aastal rohkem võimsust kui ülejäänud maailm viimase poole aastakümne jooksul.
Avameretuule buum võib Hiinas jätkuda, sest riiki ümbritsevad madalad mered, kuhu on lihtne turbiine paigaldada. Tehnoloogia sobib loomulikult riigi energiavajadustega, sest suurem osa Hiina elanikkonnast, linnadest ja tööstuskeskustest asuvad ranniku lähedal, mistõttu ei pea avameretuulega toodetud elekter suurematesse koormuskeskustesse jõudmiseks kaugele sõitma.
McElroy ütleb, et Hiina valitsus on tõenäoliselt võtnud teadmiseks Harvardi{0}}Hiina projekti uuringu ja võib olla valmis selle soovitusi vastu võtma, kusjuures üks juhtivaid Hiina autoreid on riigi administratsiooniga hästi seotud. "See on liikuv sihtmärk," ütleb professor.
"Nad on öelnud, et nad jõuavad nullini 2060. aastaks või varem. Ma ei usu, et nad on 2060. aastaga seotud. Seetõttu vaatasime välja keerulisema võimaluse, näiteks 2050. aasta."
Elutähtis missioon
CO2-heite vähendamise võimaldamine Hiinas on oluline mitte ainult selle tõttu, et riik vastutab globaalsete heitkoguste eest, vaid ka riigis toimuva tootmise ulatuse tõttu. Tegelikult, kui Hiina suudab saavutada netoheite nulli, vähendab see süsiniku sisaldust miljonites kogu maailmas kasutatavates toodetes.
"Hiina energiavajadused ja -kasutused muutuvad kiiresti osana ülemaailmsest suurest üleminekust, mis hõlmab digitaalmajanduse tõusu, järgmist tööstusrevolutsiooni ja ökoloogilise tsivilisatsiooni teket," ütleb Maailma Energianõukogu peasekretär Angela Wilkinson.
"See, kuidas Hiina ehitab, hooldab, taaskasutab ja dekomisjoneerib energiasüsteeme, et rahuldada soojuse, elektri, kütuse ja energia salvestamise vajadusi nii kodus kui ka välismaal, kujundab ümber globaalse energiaväljavaated."
Hiinal on juba suurem tuulevõimsus kui USA-l ja ta näeb tehnoloogiat "võtme osana oma püüdlustes süsinikdioksiidivaba, isemajandava tuleviku poole, kus uue söe jaoks pole ruumi," lisab Wilkinson.
"See näib olevat avatud mitmele võimalusele säästvamate ja kliimaneutraalsemate energiateenuste pakkumiseks{0}}, tunnistades, et taastuvenergia revolutsioon vajab mastaapsuse saavutamiseks teisi puhtaid, taskukohaseid ja usaldusväärseid energiasõpru."
