Keamanan, Iklim Dan Teknologi

Dunia hari ini tergantung pada bahan bakar fosil untuk memenuhi lebih dari 80 persen dari kebutuhan energi, sebuah fakta yang sederhana cara dunia industri telah berkembang ke atas. Tetapi ketergantungan dengan membawa tantangan utama: meningkatnya permintaan karena pertumbuhan ekonomi baru dan konsumen; global distribusi sumber daya; meningkatnya keprihatinan mengenai dampak lingkungan dari produksi dan penggunaan energi, dan terkait dengan timescales transformasi bagaimana kami memproduksi, menyampaikan dan mengkonsumsi energi.

Semua ini menempatkan Amerika Serikat dan dunia pada persimpangan energi.

Pertemuan di dunia kelaparan energi tanpa fundamental untuk mengubah iklim global, meningkatkan ketegangan geopolitical atau menyebabkan ekonomi dislokasi serius untuk begs, memang memerlukan,solusi teknologi baru.

Terdapat, bagaimanapun, tidak ada satu teknologi sederhana atau pilihan: Pada dekade kedatangan kami perlu serangkaian teknologi baru kami untuk membuat variasi campuran bahan bakar dan kontrol emisi gas rumah kaca, dan pada saat yang sama tidak menghambat pertumbuhan ekonomi.

Tantangan besar tetapi juga ada alasan untuk optimisme-fueled besar oleh berbagai teknologi baru. Beberapa siap untuk deployment. Lain, meskipun menjanjikan, mungkin satu dasawarsa itu. Dan beberapa, sedangkan lebih pasti dan risiko tinggi, dapat memiliki dampak besar pengaruhnya.

Tetapi optimisme ini harus marah dengan realisme. Skala energi industri besar. Oleh karena itu, jadi harus skala di mana teknologi tersebut beroperasi jika mereka memiliki pengaruh besar. Skala juga diterjemahkan ke dalam waktu.

Kebijakan harus melalui pemikiran dan berpihak. Juga, karena kedua pasar dan lingkungan adalah tantangan global, kerjasama internasional harus integral solusi efektif.

Khusus urgensi adalah risikomenggunakan energi utama dibandingkan dengan pertengahan abad "bisnis seperti biasa" kebutuhan, tanpa dampak yang besar dalam PDB.

Tapi bagaimana menuju ke sana? Teknologi jalur untuk efisiensi melibatkan bangunan, kendaraan dan proses industri. Dua pertiga dari US listrik digunakan untuk perumahan dan bangunan komersial.

Peningkatan pencahayaan, HVAC, aplikasi, manajemen energi aktif, cogeneration dan energi efisien-desain kami dapat secara drastis mengurangi daya persyaratan. Selain itu, pendekatan baru seperti pasif ventilasi dan kedua daylighting dapat mengurangi penggunaan energi dan meningkatkan kenyamanan.

Selain itu, desain baru untuk kedatangan "gigacities" dapat meminimalkan baik menggunakan energi dan polusi. Kami juga dapat mencapai peningkatan dramatis dalam kendaraan efisiensi. Pilihan lanjutan termasuk mesin desain terpadu dengan pendekatan baru untuk pemanfaatan bahan bakar, hybrids dan plug-in hybrids, "lightweighting," hidrogen dan sel bahan bakar, dan lain-lain.

Teknologi hibrid muncul siap dalam waktu beberapa dekade, dengan lebih kemajuan bateraiteknologi, untuk menyampaikan baik sangat baik secara keseluruhan efisiensi dan pengurangan dalam minyak banyak persyaratan. Kedua teknologi termasuk kategori teknologi alternatif pilihan untuk transportasi bahan bakar. Hal ini dapat mencakup biofuels, konversi batubara atau gas alam cair untuk bahan bakar, listrik dan hidrogen.

Biofuels sedang menerima banyak perhatian, karena diperbaharui dan sangat didukung oleh sektor pertanian. Kemajuan ilmu dan teknologi yang dibutuhkan untuk memanfaatkan limbah pertanian dan produk-produk hutan dan "desainer" tanaman energi secara efektif dan ekonomis.

Kemajuan seperti terlihat cukup menjanjikan selama dua dekade. Menantang masalah juga tetap berada di dalam desain yang sesuai untuk bidang infrastruktur dari bahan bakar dan peraturan dari struktur untuk memastikan kualitas bahan bakar. Dan plug-in hybrids akan mengakibatkan listrik
utama transportasi menjadi "bahan bakar."

Untuk kategori yang ketiga teknologi-produksi listrik tanpa signifikan karbon dioksidaemisi-kita harus berpikir di berbagai pilihan: nuklir kuasa; renewables, termasuk angin, solar, dan gelombang panas bumi, dan penggunaan bahan bakar fosil-karbon dengan ambil geologi dan penyimpanan.

Menyediakan tenaga nuklir mengenai keenam di dunia listrik. Perluasan akan berdasarkan evolusi teknologi perbaikan dari sekarang, seperti sistem keselamatan pasif dan teknik konstruksi baru. Teknologi yang lebih maju mungkin termasuk modular gas-cooled reactors untuk midterm dan mungkin, untuk jangka panjang, novel reactors dan bahan bakar yang sangat meredakan kekhawatiran limbah.

Renewables angin dan matahari yang berkembang pesat dan menunjukkan biaya yang cukup besar. Akhirnya, langsung penggunaan radiasi matahari muncul energi yang paling menjanjikan pilihan diberikan besarnya jumlah energi matahari yang mencapai bumi.

Namun, banyak kemajuan ilmiah dan teknis yang diperlukan untuk mewujudkan besar deployment: teknik manufaktur baru, materi baru, baru solar dan proses konversi barupenyimpanan teknologi yang memungkinkan penggunaan skala besar, antara pasokan energi.

Namun demikian, daya saing teknologi solar signifikan di pasar dengan harga tinggi listrik adalah peningkatan pesat.

Batu bara juga dapat menjadi "karbon bebas" jika sumber energi sebagian besar dihasilkan karbon dioksida diambil dan disimpan geologically. Dengan teknologi ini, ini mahal, tapi banyak yang menjanjikan penelitian tentang cara-cara baru dari konversi batu bara ke energi lebih murah dan karbon dioksida diambil.

Kota governmentled upaya yang diperlukan untuk menyelesaikan sisa ketidakpastian, baik teknis dan peraturan, sekitar jangka panjang geologis penyimpanan karbon dioksida pada skala besar. Array ini menjanjikan dari teknologi-siap beberapa hari ini, orang lain dengan prognosis yang sangat baik dalam satu dekade-an, dan lain-lain masih berisiko tinggi sebagai calon untuk "rumah berjalan"-menawarkan optimis melihat kemampuan kita untuk menangani kebutuhan energi kami.

Namun, seperti yang telah diamati, optimisme ini harus memperhitungkan realitas lainnya.Pertama adalah masalah skala. Untuk banyak dari teknologi ini, kunci mengatasi kendala teknis dan ilmiah adalah hanya bagian dari cerita. Jika biofuels itu, misalnya, untuk mengganti separuh dari US bensin sekarang digunakan, kita perlu sekitar seratus ribu mil persegi tanah.

Hal ini menimbulkan masalah bukan hanya dari penggunaan lahan, tetapi juga dari sumber daya air, lingkungan pekerjaan, dll Sebagai ilustrasi lain skala: Jika seluruh karbon dioksida emitted by US batubara tanaman ini telah dikompresi ke cair untuk penyimpanan geologi, tahunannya volume akan menjadi sekitar 50 persen lebih dari satu tahun senilai US konsumsi minyak.

Sistem ini mencerminkan tantangan besar skala perusahaan energi. Mereka akan bertemu hanya melalui kompleks saling mempengaruhi beberapa teknologi, tidak ada "peluru perak."

Kedua, kebijakan yang sinergis dengan tujuan sosial yang penting. US kebijakan energi saat ini tidak memasukkan masyarakat imperatives seperti minyak pengamanan atau perubahan iklim menjadi risiko harga energi,karena tidak untuk berbagai polusi.

Sebaliknya, kami menghadapi agak rumit dan idiosyncratic set insentif dan subsidi yang sebelumnya pengenalan "unggul" teknologi. Juga transformasi multi-triliun dolar energi bisnis, dengan luas, tahan lama, dan agak mahal infrastruktur, membutuhkan waktu sekitar setengah abad untuk perubahan signifikan.

Terakhir, ini adalah tantangan utama energi global dalam alam dan perlu lebih jauh dari kerjasama internasional telah dibuktikan. Risiko perubahan iklim global jelas ada implikasi dan membutuhkan solusi global.

Namun, global pasar minyak juga berarti peningkatan permintaan dan keamanan dari setiap wilayah berdesir melalui dunia ekonomi.

Energi merupakan salah satu dari abad ini grandest tantangan: dalam skala global, powering pertumbuhan ekonomi, mengurangi kemiskinan di negara-negara berkembang, mengancam ke lingkungan dan kesehatan manusia, risiko geopolitical konflik. Teknologi adalah penting tapi tidakenabler cukup untuk menyelesaikan masalah ini.

Kanan campuran berkelanjutan penelitian, teknologi dan kebijakan investasi akan tetapi, pemberdayaan bangsa ilmuwan, technologists dan pengusaha untuk merespon tantangan ini. Mendapatkan campuran yang tepat juga akan memberikan kesempatan bagi pembangunan yang berkelanjutan energi untuk masa depan dan di abad 21, mengingat inherently memimpin panjang kali, dan seterusnya.