Solceller och vindkraft blir snabbt billigare och rikligare - så mycket att de är på väg att helt ersätta fossila bränslen världen över inom två decennier, med tidsramen mestadels beroende på politik. Protesterna från vissa politiker om att vi behöver bygga nya kolstationer låter ganska pittoreskt.

Verkligheten är att den stigande strömmen av solceller och vindkraft ger vår enda realistiska chans att undvika farliga klimatförändringar.

Ingen annan växthuslösning kommer nära, och det är mycket svårt att föreställa sig någon aktuell reaktion på klimatförändringar som inte innebär att solceller och vind gör de flesta tunga lyft.

Cirka 80% av Australiens utsläpp av växthusgaser beror på användning av kol, olja och gas, vilket är typiskt för industriländer. Marksektorn står för det mesta av resten.

Tyvärr, försök att fånga upp och lagra koldioxidutsläppen från fossila bränslen har blivit till intet på grund av tekniska svårigheter och höga kostnader. Således, för att begränsa den globala uppvärmningen måste vi helt ersätta användningen av fossila bränslen, med energikällor som uppfyller dessa kriterier:

• mycket stor och helst allestädes närvarande resursbas
• låga eller noll utsläpp av växthusgaser och andra miljöpåverkan
• rikligt eller obegränsat med råvaror
• minimala säkerhetshänsyn när det gäller krigföring, terrorism och olyckor låg kostnad
• redo tillgänglig i massproduktion.

Solar PV uppfyller alla dessa kriterier, medan vindenergi också möter många av dem, även om vinden inte är så globalt allestädes närvarande som solsken. Vi kommer att ha sol och vind i miljarder år framöver. Det är mycket svårt att föreställa sig att mänskligheten kommer att kriga om solljus.

De flesta av världens befolkning lever på låga breddgrader (mindre än 35 °), där solljuset är rikligt och varierar lite mellan årstiderna. Vindenergi är också allmänt tillgänglig, särskilt på högre breddgrader.

PV och vind har minimal miljöpåverkan och vattenkrav. Råvarorna för PV - kisel, syre, väte, kol, aluminium, glas, stål och små mängder andra material - finns faktiskt i obegränsad mängd.

Vindenergi är ett viktigt komplement till PV eftersom den ofta producerar vid olika tidpunkter och platser, möjliggör en jämnare kombinerad energiproduktion. När det gäller världsomspännande årlig elproduktion ligger vinden fortfarande före PV men växer långsammare. Vindenergiresursen är mycket mindre än solresursen, och så kommer PV sannolikt att dominera i slutändan.

En fullständig utbyte av alla fossila bränslen kräver sol- och vindsamlare som täcker mycket mindre än 1% av världens landyta. En stor andel av samlarna är installerade på hustaken och i avlägsna och torra områden, vilket minimerar konkurrensen med livsmedelsproduktion och ekosystem.

Den mer breda PV- och vindgenerationen distribueras över hela världen, desto mindre är risken för omfattande störningar från naturkatastrofer, krig och terrorism.

Andra tekniker för ren energi kan realistiskt bara spela en mindre stödjande roll. Solvärmeindustrin är hundratals gånger mindre än den snabbt växande PV-industrin (på grund av högre kostnader). Vattenkraft, geotermisk, våg- och tidvattenenergi är bara betydande utsikter i vissa regioner.

Biomassa energi är ineffektivt och dess krav på jord, vatten och gödningsmedel sätter det i konflikt med livsmedelsproduktion och ekosystem. Kärnkraft är för dyrt, och dess konstruktionshastigheter är för långsamma för att fånga solceller och vind.

Ett förnybart nät

PV och vind beskrivs ofta som "intermittenta" energikällor. Men att stabilisera gallret är relativt enkelt, med hjälp av lagring och högspänningsanslutningar för att jämna ut lokala vädereffekter.

Den i särklass ledande lagringstekniken är pumpad hydro och batterier, med en sammanlagd marknadsandel på 97%.

Kostnaden för solceller och vindkraft har sjunkit snabbt i många decennier och ligger nu i intervallet 55-70 dollar per megawattimme i Australien. Detta är billigare än el från nybyggda kol- och gasenheter. Det finns många rapporter om att PV-el produceras från mycket stora anläggningar för 30-50 dollar per MWh.

Solceller och vind har ökat exponentiellt i årtionden och har nu nått ett ekonomiskt lyft. År 2018, PV och vind kommer att utgöra 60% av den nya nettokapaciteten för elproduktion över hela världen. Kol, gas, kärn, vattenkraft och annan förnybar kapacitet utgör resten. Globalt sett 161 miljarder dollar kommer att investeras i solproduktion ensam i år, jämfört med 103 miljarder dollar i nytt kol och gas tillsammans.

PV och vind växer i en sådan takt att den totala installerade produktionskapaciteten för PV och vind har nått hälften av kolens, och kommer att passera kol i mitten av 2020-talet, att döma av deras respektive trender.

I Australien, Solceller och vind utgör de flesta nya generationens kapacitet. Cirka 4,5 gigawatt PV och vind förväntas installeras under 2018 jämfört med toppbehovet på 35 GW på den nationella elmarknaden. I denna takt, Australien skulle nå 70% förnybar el år 2030.

Tillsammans, PV och vind producerar för närvarande cirka 7% av världens el. Worldwide over the past five years, PV capacity has grown by 28% per year, and wind by 13% per year. Anmärkningsvärt, because of the slow or nonexistent growth rates of coal and gas, current trends put the world on track to reach 100% renewable electricity by 2032.

Deep cuts (80% reduction) in greenhouse gas emissions require that fossil fuels are pushed out of all sectors of the economy. The path to achieve this is by electrification of all energy services.

Straightforward and cost-effective initial steps are:to hit 100% renewable electricity; to convert most land transport to electric vehicles; and to use renewable electricity to push gas out of low-temperature water and space heating. These trends are already well established, and the outlook for the oil and gas industries is correspondingly poor.

The best available prices for PV already match the current wholesale price of gas in Australia (A$9 per gigajoule, equivalent to A$32 per MWh for heat).

High-temperature heat, industrial processes, aviation and shipping fuel and fugitive emissions can be displaced by renewable electricity and electrically produced synthetic fuels, plastics and other hydrocarbons. There may be a modest additional cost depending on the future price trajectory of PV and wind.

Electrifying the whole energy sector of our economy of course means that electricity production needs to increase massively – roughly tripling over the next 20 years. Continued rapid growth of PV (and wind) will minimise dangerous climate change with minimal economic disruption. Many policy instruments are available to hasten their deployment. Governments should get behind PV and wind as the last best chance to deliver the necessary solution to global warming.

Denna artikel publicerades ursprungligen på The Conversation. Läs originalartikeln.