Người ta ước tính rằng 55% dân số thế giới sống ở các thành phố và các thành phố chịu trách nhiệm trực tiếp cho khoảng 2/3 mức tiêu thụ năng lượng toàn cầu.
Dòng người đến các thành phố đã tăng lên kể từ khi công nghiệp hóa khi mọi người tìm kiếm cơ hội kinh tế tốt hơn và chất lượng cuộc sống tốt hơn.
Johannesburg, trung tâm kinh tế của Nam Phi, có dân số khoảng năm triệu người và số lượng cư dân tăng khoảng năm người mỗi ngày, theo Đánh giá Kế hoạch Phát triển Tích hợp của Thành phố (2018/2019).
Với vai trò là nguồn đóng góp chính vào GDP của đất nước và là đòn bẩy phát triển kinh tế - xã hội, an ninh năng lượng có ý nghĩa hết sức quan trọng đối với trung tâm kinh tế này. Tuy nhiên, việc cắt điện liên tục và ngày càng leo thang đã chứng minh sự gián đoạn đối với năng suất, và Thành phố ngày càng có nhiều yêu cầu phải cung cấp các giải pháp cho cuộc khủng hoảng năng lượng .
Ở cấp độ thành phố, dường như có một khoảng trống trong việc cung cấp khả năng lãnh đạo hoặc thúc đẩy khả năng tiếp cận và cung cấp năng lượng thay thế có thể giúp Johannesburg thoát khỏi sự phụ thuộc vào nhà cung cấp điện quốc gia đang gặp khó khăn.
Để đảm bảo hoạt động ổn định, Big Business đã ứng phó bằng cách lắp đặt máy phát điện chạy bằng dầu diesel hoặc khai thác năng lượng mặt trời để tiếp tục cung cấp điện trong thời gian cắt điện. Dữ liệu do Đài thiên văn khu vực thành phố Gauteng (GCRO) tại Đại học Wits công bố cũng cho thấy xu hướng gia tăng trong các hộ gia đình sử dụng các nguồn năng lượng thay thế.
Christina Culwick Fatti, Nhà nghiên cứu cấp cao tại GCRO và là Tiến sĩ, cho biết: “Các thành phần giàu có hơn trong xã hội có thể tự bảo vệ mình trước sự gián đoạn về điện và nước”. ứng viên.
Tuy nhiên, sự phát triển này không phải là tín hiệu tốt cho các hộ gia đình có thu nhập thấp, vì mỗi phần trăm doanh thu bị giảm sẽ lấy đi tiền của thành phố để cung cấp dịch vụ.
Theo Culwick Fatti, mô hình tài chính hiện có cho các thành phố tự trị được thiết lập để những người dùng cao cấp thanh toán đúng hạn thường xuyên trợ cấp chéo cho người nghèo.
Bà nói: “Nếu những người sử dụng [thu nhập] cao hơn đang tự tạo ra điện của họ, thì tiền sẽ không quay trở lại thành phố”.
Thành phố không nối lưới
Tác động của biến đổi khí hậu và xã hội đối với việc người giàu rút lui khỏi các mạng lưới cơ sở hạ tầng do nhà nước cung cấp là trọng tâm của một dự án nghiên cứu có tên là Các thành phố không nối lưới, do Quỹ Nghiên cứu Quốc gia (NRF) và GCRO đồng tài trợ.
Mục tiêu cốt lõi của dự án là khám phá cách chuyển đổi cơ sở hạ tầng ưu tú cần được tích hợp vào các cuộc tranh luận và thực tiễn để tạo ra các thành phố bền vững về mặt môi trường và xã hội.
Đối với Culwick Fatti, lưới điện là một cách hữu ích để quản lý việc phân phối điện. Hơn nữa, Thành phố và các đô thị nên đóng vai trò đi đầu trong việc quản lý khủng hoảng năng lượng để tránh một xã hội bị phân mảnh—những người tiếp cận lưới điện quốc gia và những người tìm cách giảm sự phụ thuộc vào mạng lưới điện này—đặc biệt là xem xét vai trò của các thành phố trong việc thúc đẩy phát triển kinh tế.
Trong khi các hộ gia đình đang dần thúc đẩy việc sử dụng các hệ thống thay thế, phong trào quần chúng sử dụng năng lượng bền vững và thân thiện với môi trường phụ thuộc vào việc chính phủ tạo ra một môi trường thuận lợi.
Thúc đẩy quá trình chuyển đổi công bằng
Không còn nghi ngờ gì nữa, các thành phố cần ít phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch, chẳng hạn như than đá, cho nhu cầu năng lượng của họ. Tuy nhiên, các cuộc thảo luận về hình dung các thành phố sử dụng năng lượng hiệu quả phải vượt ra ngoài việc thúc đẩy sản xuất năng lượng tái tạo phi tập trung và quy mô lớn, Giáo sư Daniel Irurah tại Trường Kiến trúc và Quy hoạch, Khoa Kỹ thuật và Môi trường Xây dựng cho biết.
"Chúng ta cần hình dung lại Johannesburg, hoặc bất kỳ thành phố nào khác ở Nam Phi, sẽ trông như thế nào trong 10, 20 hoặc 30 năm tới năm 2050," ông nói.
Điều này bao gồm sự kết hợp của các phương thức giao thông vận tải chạy bằng nhiên liệu sinh học, hydro xanh và xe điện để bổ sung vào các biện pháp can thiệp hiện có như Gautrain và hệ thống Giao thông vận tải nhanh bằng xe buýt Rea Vaya (BRT), nhằm mục đích giảm bớt tắc nghẽn giao thông trong Thành phố.
Giao thông vận tải chiếm mức tiêu thụ năng lượng trực tiếp đáng kể trong Thành phố. Quá trình sản xuất nhiên liệu và vận hành phương tiện dẫn đến lượng khí thải carbon , vì vậy các thành phố sử dụng năng lượng hiệu quả cần đặt vấn đề này vào trung tâm của các cuộc thảo luận về quá trình chuyển đổi năng lượng công bằng.
Irurah nói: “Các tòa nhà xanh yêu cầu ít sưởi ấm hơn vào mùa đông và ít làm mát hơn vào mùa hè sẽ cần phải trở thành thông lệ hơn là ‘tốt khi có’, theo thông lệ phổ biến.
Phần spin-off bổ sung sẽ giúp giảm ô nhiễm tiếng ồn và không khí, giúp cải thiện sức khỏe cộng đồng.
Irurah nói rằng các thành phố cần thúc đẩy cuộc tranh luận từ giảm thiểu sang thích ứng với biến đổi khí hậu và suy nghĩ về cách đối phó với các mối đe dọa của biến đổi khí hậu như khan hiếm nước, sóng nhiệt và gián đoạn nguồn cung cấp thực phẩm sẽ làm giảm nghiêm trọng hiệu suất cơ sở hạ tầng và năng suất của con người.
Quá trình chuyển đổi dài hạn sang các thành phố và xã hội có khả năng chống chịu với khí hậu và có nền kinh tế carbon thấp đang được tiến hành và vấn đề cốt lõi mà chúng ta phải giải quyết là liệu quá trình chuyển đổi sẽ mang tính toàn diện hay loại trừ. Chuyển đổi toàn diện có nghĩa là tính bền vững lâu dài trong khi xu hướng loại trừ mà chúng tôi hiện đang thực hiện thì không.
Năng lượng điện cho các thành phố sạch hơn
Đại học Wits gắn bó chặt chẽ với Thành phố Johannesburg, nơi trường được thành lập cách đây một thế kỷ. Là một bên liên quan chính trong Thành phố, Trường có trách nhiệm đóng góp tích cực cho Thành phố-Khu vực nơi trường hoạt động. Các nhà nghiên cứu của Wits đang khám phá cách xe buýt—phương thức vận chuyển chính của hàng nghìn hành khách ở Johannesburg—có thể trở nên hiệu quả hơn và ít gây ô nhiễm hơn.
Mặc dù quá tải đang tàn phá, nhưng đây không phải là cuộc khủng hoảng duy nhất liên quan đến năng lượng. Cảnh những chiếc xe buýt bị hỏng bên đường, đặc biệt là vào giờ cao điểm, thường xuyên diễn ra ở một số vùng của Nam Phi. Sự cố, do các vấn đề với động cơ đốt trong , khiến các dịch vụ vận chuyển trở nên không đáng tin cậy. Từ góc độ kinh tế, sự chậm trễ như vậy có thể làm giảm năng suất và làm tăng chi phí đầu vào.
Tiến sĩ Lesedi Masisi, Giảng viên cao cấp của Trường giải thích: "Yếu tố chính là động cơ có quá nhiều bộ phận và một số thứ có thể gặp trục trặc. Càng ít bộ phận càng tốt và xe buýt điện có ít bộ phận hơn rất nhiều." của Kỹ thuật Điện và Thông tin, có lợi ích nghiên cứu bao gồm chuyển đổi năng lượng điện, năng lượng tái tạo và điện khí hóa giao thông vận tải.
Năm 2019, Lesedi bắt đầu nghiên cứu cách điện khí hóa xe buýt diesel của trường Đại học. "Ba yếu tố thúc đẩy nghiên cứu của chúng tôi là độ tin cậy, quy mô—vì xe buýt là phương tiện vận chuyển số lượng lớn—và thứ ba là ô nhiễm. Động cơ đốt thải ra một lượng đáng kể khí nhà kính, trong khi xe buýt điện khí hóa là một bước đi đúng hướng hướng tới các thành phố sạch hơn," ông nói .
Tuy nhiên, vẫn còn nhiều việc phải làm trước khi Wits chuyển sang xe buýt điện hoàn toàn. "Nghiên cứu của chúng tôi đã xác định được 'sự lo lắng về phạm vi hoạt động', nói cách khác, xe buýt có thể chạy được bao xa trước khi cần sạc lại?" Masisi nói, lưu ý rằng động cơ của xe buýt diesel tốt nhất chỉ sử dụng từ 25 đến 27% năng lượng cho các bánh xe, phần còn lại bị tiêu hao bởi nhiệt trong quá trình chuyển đổi. Ngược lại, xe buýt điện không phát thải sử dụng trên 85% năng lượng điện từ pin.
Tuy nhiên, để có một bức tranh hoàn chỉnh, người ta phải so sánh phân tích hiệu quả của cả xe buýt truyền thống và xe buýt điện. Masisi nói: “Ngay cả khi bạn đã tìm ra giải pháp cho các vấn đề khác—từ lo lắng về phạm vi cung cấp điện đến tình trạng thiếu hụt kỹ năng thiết lập—độ tin cậy của nguồn cung cấp điện vẫn là mối quan tâm lớn trong nước”.
