Gaskraftverk har varit en stöttepelare i elförsörjningskedjan eftersom de förser hushåll och företag med energi på ett stabilt sätt. Gas står dock fortfarande för cirka 20 % av de globala koldioxidutsläppen. Det är därför viktigt att granska deras roll i vår energimix när vi tar itu med de akuta klimatförändringarna.
För många gaskraftverk är problemet
Det finns mer än tillräckligt med gaskraftverk på den amerikanska elmarknaden. Utsläppen intensifierade svåra väderfenomen, vilket ledde till mer tryck på nätet. Till exempel behöver USA mer el för att komma bort från att förlita sig på fossila bränslen, men att lägga till fler gasanläggningar hjälper inte.
Otaliga gaskraftverk
- Gas svarade för ca 40% av USA:s elproduktion 2022.
- Över 2,000 XNUMX gaseldade enheter med en nominell kapacitet på cirka 500 GW var i drift, vilket står för 43% av elkapacitet i nyttoskala.
- Dessa växter släppte ut 661 miljoner ton CO2, över 13 % av USA:s energirelaterade utsläpp
- Hydraulisk sprickbildning eller fracking har underlättat naturgasproduktionen från skifferformationer och har underblåst tillväxten av gasanläggningar.
- Ekonomiskt stödjande politik gentemot branschen kan också skyllas
- Förnybara energikällor är för närvarande billigare än naturgas
- Nästan 21.08 GW av ny gaskapacitet förväntas i Mellanvästern och Texas mellan 2023-2026
Ojämn övergång i olika regioner
Vågen av övergång bort från bensin skiljer sig med varje region i USA, oavsett marknadskrafter och vetenskaplig konsensus mot förnybar energi. Staternas beroende av gas bestäms av policyer, rådande infrastruktur, geografi, vädermönster och befolkningsstatistik.
- Gasförbrukning är högre i skifferrika och tätbefolkade stater som Texas och Appalacherna
- Kalifornien är fortfarande en stor användare av naturgas även om det har setts som en ledare för ren energi på grund av sina 40 miljoner invånare och allt varmare somrar som stressar nätet
- Under extrema väderhändelser som orkaner, skogsbränder eller vinterstormar, misslyckas kraftverk som drivs med gas i Kalifornien, mittatlantiska området eller Texas
- Stater uppmanas att planera alternativ för nätresiliens
Problem orsakade av gaskraftverk
Fossila bränslen som olja, kol och naturgas driver stora mängder av vårt elnät men är inte hållbara. Deras begränsade tillgänglighet tillsammans med negativa hälsoeffekter och miljöförstöring gör dem olämpliga för långsiktig energisäkerhet.
I takt med att reserverna töms kommer kostnaderna att stiga ytterligare, vilket leder till större spänningar över resursernas kontroll på grund av geopolitiska skäl som kommer att förvärra energisituationen. Låt oss titta på några av effekterna
1. Vattenförorening
Varmt vatten som släpps ut från kraftverk avbryter livscykelmönster för vattenlevande organismer. Detta leder till att termisk förorening skapar isfria zoner på vintern som sedan fångar många arter inuti den och därmed förvärrar syrebristningen under sommarmånaderna.
2. Döende marina arter
Kylvattenintag förstör fiskpopulationen och dödar upp till 60 % av unga fiskar. Vuxna fiskar fastnar på intagsskärmarna medan miljontals ägg, larver och unga fiskar dör.
3. Luftföroreningar
Viktiga orsaker till surt regn, smog och global uppvärmning. Dessa kraftverk släpper ut kvicksilver (ett nervgift), koldioxid (en växthusgas), svaveldioxid och kväveoxider i atmosfären.
4. Att göra natursköna, historiska och kulturella resurser mindre värdefulla
Kraftverk är mycket större än omgivningen och förstör de utsiktsplatser som vi värnar om genom att göra både bostäder runt dem och historiska platser värdelösa när det gäller fastighetsvärde. Även kyltornsplymer kan vara visuellt störande även om de inte är något annat än vattenånga.
5. Konflikt med andra nationer
De externa effekterna av bränslepriset inkluderar inte kostnaderna för miljö, hälsa och infrastruktur som gör att nya anläggningar genererar kraft på ett konstgjort billigt sätt. Detta orsakar bara konflikter med oljerika utomeuropeiska länder. Endast genom bevarande, effektivitet och förnybar energi kan vi bryta detta.
6. Hot mot gemenskaperna
Lagarna om lokalisering förbiser samhällsproblem och riktar sig vanligtvis till minoriteter eller fattiga områden; de kräver inte någon demonstration av behov eller miljökonsekvensbeskrivningar, som åsidosätter lokal planering.
7. Effekter på land
Gasledningar sträcker sig över stora områden, inkräktar på urbefolkningens rättigheter, samtidigt som de skadar eller stör kulturella platser och skadar jordbruk, djurliv och rekreation. Byggande av rörledningar sänker markkvaliteten vilket påverkar växtodlingen och försörjningen.
8. Effekter på klimatet
Kraftsektorn bidrar med 25 % av USA:s utsläpp av växthusgaser, varav cirka 45 % kommer från kraftindustrins koldioxidutsläpp från gasanläggningar. Metanutsläpp sker vid läckage i rörledningar och brunnar.
Dessa gaser är ansvariga för klimatförändringar som orsakar extrema väderhändelser som i hög grad har påverkat frontlinjesamhällen.
9. Höga energiräkningar
Stort beroende av gas leder till fluktuationer i elpriserna, där nät som är starkt beroende av gas är överprissatta vad gäller nättillförlitlighet, vilket resulterar i att kunderna betalar för mycket. Till exempel steg grossistpriserna till 7 400 % på grund av att naturgasanläggningarna gick sönder under vinterstormen Uri 2021.
Denna fluktuation skadar oproportionerligt låginkomst- och minoritetshushåll som spenderar tre till fem gånger mer än vad andra spenderar på sina inkomster på energi.
Rasmässiga och ekonomiska skillnader mellan gasinfrastruktur
Färgsamhällen och fattiga stadsdelar är värd för ett överflöd av kraftverk, rörledningar och kompressorstationer. Denna miljömässiga orättvisa är ett resultat av rasism i det förflutna och nuet. Några av fallen av kommunala skillnader observeras i följande situationer:
- I New England är andelen icke-vita människor nära kolkraftverk mycket högre (upp till 23.5%) än vita människor i dessa områden
- I Kalifornien, nästan 50% av gaseldade kraftverk finns i statens 25 % mest missgynnade samhällen
- Dominion Energy har riktat in sig på en plats för sitt förslag där 44% är invånare i färg och 25% är fattiga individer
- Beslutet att förlänga livslängden för Kaliforniens Ormond Beach Generating Station i Oxnard, en majoritet av Latinx, låginkomstsamhälle.
Samtidigt som de undanröjer hinder för att öka expansionen av förnybar energi, bör nätplanerare avveckla gasanläggningar och relaterad infrastruktur i fattiga samhällen som en högsta prioritet. Att kombinera dessa två strategier kommer att leda till ökad tillförlitlighet hos nätet och jämn fördelning av kraft.
Gaskraftverk Effekter på utsatta befolkningar
Bortsett från samhällena med färg och låg inkomst, påverkas även andra delar av samhället av de negativa effekterna av gasbaserad kraftproduktion. Här är några av fallen av andra utsatta befolkningsgrupper
- Hos gamla människor försvagas immunförsvaret med åldern blir de benägen för uttorkning och kan ha begränsade rörelser vid värmeböljor.
- Luftvägssjukdomar som förvärras av luftföroreningar från gasproduktion resulterar i ökade fall av astma hos barn.
- Kommuner som inte talar engelska flytande behöver hjälp med att förespråka strängare föroreningsnormer eller nedläggningar av anläggningar.
- Extrema väderhändelser och markförstöring på grund av gasinfrastruktur sätta jordbrukarnas liv på spel.
- Närheten mellan frackingbrunnar och dricksvattenkällor är förknippade med högre prematura födelsetal och fler spädbarn med låg födelsevikt.
Alla dessa ytterligare påtryckningar på svaga sektioner ökade effekterna på fattiga samhällen och färgsamhällen ledde till extrema skillnader mellan olika grupper i Amerika. Men trots denna kunskap om den orättvisa som blir följden av den är naturgas fortfarande en betydande del av landets elnät.
Power-to-Gas: dyr lösning
I framtiden kan power-to-gas (PtG) vara det enda alternativet för vissa sektorer, beroende på teknik och policy. Det är verkligen en lovande metod för att minska koldioxidutsläppen i energisystemet men har stora nackdelar.
- Endast 67-81% av energi återstår efter elektrolys, medan efter metanering, endast 54-65% är kvar
- Produktionen är mödosam förutom att den är dyr jämfört med direkt elanvändning
- För närvarande är PtG inte ekonomiskt vettigt utan statligt stöd och reglering.
Trots dessa utmaningar kan PtG vara avgörande för följande:
- Lagra stora mängder energi under flera månader för att jämna ut förskjutningar i produktionen av grön el.
- Dekarbona industriella processer som behöver höga temperaturer.
- Byggnader som inte är idealiska för elektriska värmepumpar istället kan använda PtG för att ersätta naturgas.
Det är dock svårt att skala upp på grund av följande skäl:
- Det finns bara ca 30 sådana forsknings- och pilotprojekt nu pågår i Tyskland som är långt ifrån vinstdrivande företag
- Så mycket som möjligt måste anläggningar köras med full last eftersom de har extremt höga fasta kostnader
- Bristen på överskott av förnybar el i Tyskland påverkar dess lönsamhet
För att göra PtG konkurrenskraftigt kan Tyskland behöva följande:
- Statligt stöd genom syntetisk gaskvoter eller a högre pris för CO2
- Importera syntetisk gas från solrika länder där produktionen kan vara billigare
Den tyska energimyndigheten (dena) har nyligen genomfört en studie som förutspår att Tyskland kan importera så mycket som 750 terawattimmar biosyntetisk gas och bränslen år 2050. Men med de stigande räntorna och riskerna i samband med utländska transaktioner är det möjligt att produktion av syntesgas på hemmaplan från havsbaserad vindkraft i Nordsjön kan ge landet en konkurrensfördel.
Korsreferens: Kraft-till-gas
Flytta bort från naturgas
Föreningen för vetenskapsmän (UCS) har presenterat bevis som visar att det inte finns något behov av nya gasanläggningar för att säkerställa ett tillförlitligt elnät, men utvecklingen från naturgas har varit långsam. Resultatet av denna försening innebär att föroreningar och problem med elnätets tillförlitlighet intensifieras.
EPA:s uppdaterade föroreningsstandarder för kraftverk inkluderar
- Lock på kol- och smogbildande föroreningar
- Starka standarder kan lyfta fram de ekonomiska argumenten för alternativ för ren energi
Övergången från naturgas är mer meningsfull som
- Om oss 80-90% av det amerikanska nätet skulle kunna erhålla förnybar kraft på ett tillförlitligt sätt, vilket kräver lite eller inga nya gasanläggningar för tillförlitlighet.
- Konceptet gas-för-tillförlitlighet misskrediteras eftersom fler och fler fall av fel på dessa infrastrukturer ses under extrema klimatförhållanden.
Att säkerställa en rättvis övergång
Att gå över från gas är inte lätt på grund av infrastrukturens och industrins motstånd mot förändringar. En rättvis övergång kräver följande:
- Gasbolag ska hållas ansvariga för deras handlingar i förhållande till hot om fossila bränslen
- Stöd till färgsamhällena och låg inkomst som har burit oproportionerliga bördor av föroreningar
- Människor som är beroende av gasindustrin för sin försörjning bör skyddas
Även om naturgas är renare än andra fossila bränslen, släpper det fortfarande ut föroreningar som skadar olika sektorer att överdriva beroende av gaseldade kraftverk är ett problem. Istället kommer sådana initiativ som att förbättra energieffektiviteten och investera i förnybara energikällor samt att utveckla energilagringstekniker bidra till att skapa en mer hållbar och rättvis framtid.
