การตอบสนองความต้องการเชื้อเพลิงที่ไม่รู้จักพอของโลกโดยไม่ทำลายสิ่งแวดล้อมเป็นความท้าทายที่ยิ่งใหญ่ที่สุดที่อุตสาหกรรมพลังงานต้องเผชิญ คาดว่าการใช้พลังงานของโลกจะเพิ่มขึ้น 50% เป็น 180,000 กิกะวัตต์ชั่วโมงต่อปีภายในปี 2563 โดยประเทศกำลังพัฒนาต้องการส่วนแบ่งที่เพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ
แม้ว่าปริมาณสำรองน้ำมันและก๊าซธรรมชาติจะคงอยู่ต่อไปอีกหลายสิบปี แต่ความกังวลด้านสิ่งแวดล้อม
กำลังครอบงำ
วาระการประชุมมากขึ้นเรื่อยๆ ปีที่แล้ว 178 ประเทศเห็นด้วยกับพิธีสารเกียวโตฉบับดั้งเดิม ซึ่งออกแบบมาเพื่อลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกจากประเทศอุตสาหกรรมโดยเฉลี่ย 5.2% ต่ำกว่าระดับปี 2533 ภายใต้ข้อตกลงใหม่ที่นักอนุรักษ์สิ่งแวดล้อมเรียกว่า การปล่อยมลพิษจะลดลงเพียง 2%
เป้าหมายที่ผ่อนคลายยังคงไม่เพียงพอที่จะโน้มน้าวให้สหรัฐฯ ซึ่งเป็นผู้ก่อมลพิษรายใหญ่ที่สุดของโลก ลงนามในสนธิสัญญาเกียวโต แต่ในสหรัฐอเมริกา แต่ละรัฐต่างพยายามอย่างเต็มที่เพื่อสิ่งแวดล้อม ตัวอย่างเช่น รัฐแคลิฟอร์เนียได้กำหนดเป้าหมายที่เข้มงวดสำหรับการปล่อยสารไฮโดรคาร์บอน
คาร์บอนไดออกไซด์ และไนโตรเจนออกไซด์จากรถยนต์และรถบรรทุกใหม่ ( รถยนต์สีเขียวเข้าเกียร์สูงสุดฉบับพิมพ์หน้า 27) เป้าหมายแทบจะเป็นไปไม่ได้เลยหากไม่มีรถยนต์เชื้อเพลิงทางเลือกที่ขับเคลื่อนด้วยเซลล์เชื้อเพลิง แบตเตอรี่ หรือเอธานอล แทนที่จะเป็นน้ำมัน โดยต่างมีบทบาท
ความกังวลด้านสิ่งแวดล้อมยังผลักดันให้เกิดการค้นหาแสงสว่างที่ประหยัดพลังงานมากขึ้นสำหรับสำนักงานและโรงงาน ซึ่งใช้พลังงานไฟฟ้ามากถึง 15% ในสหรัฐอเมริกา (อนาคตที่สดใสสำหรับแสงไฟที่มีประสิทธิภาพ, หน้า 34 ฉบับพิมพ์เท่านั้น) นักฟิสิกส์กำลังร่วมมือกับบริษัทแสงสว่างเพื่อค้นหา
หลอดไฟใหม่ที่เปล่งแสงได้มากขึ้นและให้ความร้อนน้อยลง ไดโอดเปล่งแสงอาจนำไปสู่การประหยัดไฟฟ้าได้เทียบเท่ากับการผลิตไฟฟ้าจากโรงไฟฟ้า 25 แห่งในสหรัฐอเมริกาเพียงแห่งเดียว หากสามารถเอาชนะอุปสรรคทางเทคโนโลยีมากมายได้ เชื้อเพลิงสำหรับอนาคต
เทคโนโลยี
หมุนเวียนยังคงมีสัดส่วนน้อยกว่า 1% ของพลังงานเชิงพาณิชย์ของโลก เซลล์แสงอาทิตย์โซลาร์เซลล์สร้างพลังงานกิกะวัตต์แรกเมื่อสามปีที่แล้ว ซึ่งใกล้เคียงกับผลผลิตจากโรงไฟฟ้าถ่านหินหรือก๊าซธรรมชาติเพียงแห่งเดียว อย่างไรก็ตาม ขณะนี้มีการผลิตและติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์ด้วยอัตราที่เพิ่มขึ้น
เนื่องจากความก้าวหน้าทางวัสดุใหม่ๆ การเติบโตที่ใหญ่ที่สุดอยู่ใน “ตลาดที่เชื่อมต่อกับกริด” ซึ่งผู้คนสามารถผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ในบ้านของตนเองและป้อนส่วนเกินกลับเข้าสู่กริดของประเทศ แท้จริงแล้ว พลังงานแสงอาทิตย์มีแนวโน้มที่จะเฟื่องฟูในฐานะทรัพยากรแบบกระจาย แทนที่จะผ่าน
พลังงานแบบกระจายยังมีแนวโน้มที่จะเกิดขึ้นจากการพัฒนาเซลล์เชื้อเพลิง ซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่เปลี่ยนพลังงานเคมีของไฮโดรเจนและออกซิเจนให้เป็นพลังงานไฟฟ้าโดยตรง โดยมีเพียงน้ำเป็นผลพลอยได้ แม้ว่าเซลล์เชื้อเพลิงจะถูกนำมาใช้งานในอวกาศและการทหารมาก่อน แต่เซลล์เชื้อเพลิงจำนวนมาก
สามารถแทนที่เครื่องยนต์สันดาปภายในและหม้อต้มความร้อนส่วนกลางได้ เช่นเดียวกับแบตเตอรี่ในคอมพิวเตอร์แล็ปท็อปและโทรศัพท์มือถือ (เซลล์เชื้อเพลิงจับตาตลาดกระแสหลัก หน้า พิมพ์ 30 เล่มเท่านั้น) การย้ายออกจากเชื้อเพลิงฟอสซิลที่มีคาร์บอนเป็นเชื้อเพลิงไปสู่ไฮโดรเจนยังขับเคลื่อน
“เศรษฐกิจไฮโดรเจน” ( เศรษฐกิจไฮโดรเจนระเบิด , หน้า 29 ฉบับพิมพ์) ไอซ์แลนด์เป็นผู้นำด้วยแผนการอันทะเยอทะยานที่จะขจัดการพึ่งพาเชื้อเพลิงฟอสซิลทั้งหมดออกจากประเทศภายในชั่วอายุคน ในการเริ่มต้น ขบวนรถโดยสารในเมืองหลวงจำนวน 80 คันจะถูกแทนที่ด้วยรถยนต์ที่ขับเคลื่อนด้วย
ผู้สนับสนุนพลังงานหมุนเวียนกำลังต่อสู้กับการอ้างว่าข้อมูลประจำตัวด้านสิ่งแวดล้อมของพลังงานแสงอาทิตย์ ลม และคลื่นนั้นน้อยกว่าที่ไร้ที่ติ กังหันลมกำลังเคลื่อนออกสู่ทะเล ส่วนหนึ่งเพื่อหลีกเลี่ยงการรบกวนสายตา (พลังงานลมเคลื่อนออกสู่ทะเล ฉบับพิมพ์หน้า 40 เท่านั้น) ในขณะที่การผสมผสาน
เซลล์แสงอาทิตย์และวัสดุก่อสร้างยังช่วยลดความต้องการพื้นที่อีกด้วย แม้แต่อุตสาหกรรมนิวเคลียร์ซึ่งถูกมองว่าเป็นอุปสรรคด้านสิ่งแวดล้อมมาช้านาน ก็กำลังสะสางการกระทำของตนด้วยการออกแบบเครื่องปฏิกรณ์ใหม่ที่สัญญาว่าจะปลอดภัยกว่าและถูกกว่าเครื่องปฏิกรณ์แบบแรงดันน้ำแบบเดิม
ความเป็นไปได้
ในระยะยาวคือนิวเคลียร์ฟิวชัน แม้จะมีความคืบหน้าอย่างมากในการทดลองในช่วง 30 ปีที่ผ่านมา แต่นิวเคลียร์ฟิวชันยังคงอยู่ห่างจากการผลิตกระแสไฟฟ้าหลายทศวรรษ ผู้สนับสนุนพลังงานฟิวชันอ้างว่าเป็นแหล่งพลังงานที่ปลอดภัยและยั่งยืนซึ่งไม่ก่อให้เกิดก๊าซเรือนกระจกหรือกากนิวเคลียร์
ที่มีอายุยืนยาว อย่างไรก็ตาม นักฟิสิกส์ยังคงต้องแสดงให้เห็นว่าพลังงานที่เกิดจากการหลอมรวมของดิวทีเรียมและทริเทียมสามารถคงอยู่ต่อไปได้ ความก้าวหน้าทางฟิสิกส์และวิศวกรรมกำลังทำให้พลังงานจากแหล่งพลังงานหมุนเวียนมีราคาไม่แพงมากขึ้นเรื่อยๆ แต่เจตจำนงทางการเมือง
สิ่งสำคัญคือนักฟิสิกส์อาคารจะต้องพัฒนาวัสดุที่จะใช้งานได้จริง โดยเป็นไปตามกฎระเบียบอาคารและงบประมาณของบริษัทก่อสร้าง ดังนั้น เป็นไปได้ไหมที่จะสร้างบ้านที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมในราคาใกล้เคียงกับที่อยู่อาศัยทั่วไป? สถาปนิก เชื่อว่าเป็นไปได้ เขากล่าวว่ากุญแจสำคัญ
คือการรวมอุปกรณ์พลังงานหมุนเวียนและคุณสมบัติการประหยัดพลังงานไว้ในทุกการตัดสินใจในกระบวนการออกแบบ แทนที่จะคิดว่ามันแพงในภายหลัง บริษัทของเขาได้พัฒนาการออกแบบโดยละเอียด ติดตามวัสดุก่อสร้างคุณภาพสูง และทดสอบในอาคารประหยัดพลังงานที่มีอยู่แล้ว
