California can be the Launchpad The Crisis We are now - PDF document

9/12/14 ¡ Clean Energy “Moonshot” California can be the Launchpad The Crisis We ¡are ¡now ¡experiencing ¡ the ¡exponen5al ¡accelera5on ¡ of ¡global ¡warming. ¡ ¡ Nega5ve ¡feedback ¡cycles ¡ causing ¡uncontrollable ¡ climate ¡change. ¡ ¡ We ¡must ¡act. ¡Now. ¡ 1 ¡

9/12/14 ¡ The Crisis Pinnacle ¡Point ¡was ¡the ¡ holdout ¡for ¡ancient ¡humans ¡ escaping ¡climate ¡disaster ¡ ~190,000 ¡years ¡ago. ¡ ¡ The ¡last ¡10,000 ¡humans ¡ survived ¡at ¡the ¡end ¡of ¡the ¡ earth, ¡sheltering ¡in ¡place ¡and ¡ wai5ng ¡for ¡the ¡climate ¡to ¡ stabilize. ¡ ¡ We ¡don’t ¡have ¡to ¡let ¡this ¡ happen ¡again. ¡ Problem: Centralized Energy and Long-Distance Transmission • Electricity ¡system ¡produces ¡43% ¡of ¡California’s ¡ Greenhouse ¡Gas ¡Emissions. ¡ • Distributed ¡renewable ¡power ¡genera5on ¡capped ¡at ¡ ~15% ¡because ¡of ¡grid ¡limita5ons. ¡Integra5ng ¡new ¡ renewable ¡resources ¡is ¡costly ¡and ¡slow. ¡ • Vast ¡amounts ¡of ¡energy ¡are ¡lost ¡in ¡transmission ¡ and ¡distribu5on ¡from ¡line ¡loss ¡and ¡other ¡ inefficiencies. ¡ • Grid ¡is ¡vulnerable ¡to ¡systemic ¡disrup5ons, ¡terrorist ¡ acts, ¡and ¡natural ¡disasters. ¡ ¡ 2 ¡

9/12/14 ¡ Global Clean Energy “Moonshot” Academy ¡plan ¡combines ¡cu:ng-­‑edge ¡research, ¡advances ¡in ¡prac>cal ¡renewable ¡ energy ¡technology, ¡proven ¡financing ¡models, ¡and ¡a ¡robust ¡business ¡pathway ¡for ¡ implementa>on, ¡with ¡the ¡goal ¡of ¡urgently ¡addressing ¡climate ¡change. ¡ • Researchers ¡have ¡proven ¡that ¡a ¡shiT ¡to ¡100% ¡renewable ¡energy ¡is ¡possible ¡using ¡exis5ng ¡ technology, ¡resul5ng ¡in ¡$1.6 ¡Trillion ¡+ ¡in ¡new ¡business ¡ac5vity ¡in ¡California ¡alone. ¡ [Jacobson, ¡Brutoco] ¡ • Community ¡Microgrids ¡with ¡fuel ¡cell ¡power ¡plants ¡are ¡more ¡efficient ¡and ¡solve ¡key ¡ storage ¡and ¡transmission ¡issues; ¡are ¡ready ¡to ¡be ¡piloted ¡and ¡scaled. ¡ [Samuelson, ¡Kristov, ¡ Clean ¡Coali>on] ¡ ¡ • With ¡new ¡energy ¡markets, ¡business ¡can ¡deploy ¡renewable ¡energy ¡systems ¡widely. ¡ Abundant ¡sources ¡of ¡private ¡capital ¡exist ¡to ¡finance ¡this ¡transi5on. ¡With ¡a ¡profitable ¡ pathway ¡this ¡solu5on ¡can ¡go ¡global. ¡ [Shah, ¡Brutoco] ¡ California Clean Energy “Moonshot” To ¡change ¡our ¡fate, ¡we ¡must ¡change ¡our ¡minds ¡about ¡what ¡is ¡possible. ¡ ¡ Goals: ¡ • Start ¡Local ¡— ¡Implement ¡zero-­‑carbon ¡electricity ¡system ¡for ¡State ¡of ¡California ¡in ¡ 10 ¡years ¡ • Make ¡It ¡Pay ¡— ¡Iden5fy ¡ profitable ¡pathways ¡for ¡business ¡ to ¡invest ¡in ¡the ¡transi5on ¡ • Go ¡Global ¡— ¡Create ¡a ¡scalable ¡approach ¡that ¡can ¡be ¡ replicated ¡across ¡the ¡planet ¡ If ¡not ¡here… ¡where? ¡ ¡ ¡ ¡If ¡not ¡us… ¡who? ¡ ¡ If ¡not ¡now… ¡when? ¡ ¡ 3 ¡

9/12/14 ¡ Step #1: Build Community Microgrids Eliminate ¡19 th ¡century ¡technology, ¡Implement ¡21 st ¡century ¡technology ¡ Massive ¡Statewide ¡Grid ¡ Community ¡Microgrids ¡ ¡ ¡ • Centralized ¡energy ¡produc5on ¡ • Distributed ¡energy ¡produc5on ¡ ¡ • Almost ¡zero ¡transmission ¡ • Inefficient ¡long ¡distance ¡transmission ¡ • Local ¡management, ¡local ¡markets ¡ • Very ¡limited ¡markets ¡for ¡local ¡energy ¡ Why Community Microgrids? Community ¡Microgrids ¡use ¡advanced ¡technology ¡to ¡improve ¡efficiency ¡and ¡vastly ¡ increase ¡the ¡opportunity ¡local ¡renewable ¡energy ¡produc5on. ¡ 4 ¡

9/12/14 ¡ Why Community Microgrids? Local ¡grids ¡allow ¡for ¡integra>on ¡of ¡renewables ¡more ¡quickly. ¡ • Currently ¡locally ¡produced ¡renewable ¡energy ¡is ¡limited ¡to ¡~15% ¡of ¡total ¡grid ¡load ¡ due ¡to ¡limits ¡imposed ¡by ¡old ¡grid ¡technology. ¡ • Community ¡Microgrids ¡enable ¡integra5on ¡of ¡ limitless ¡local ¡renewable ¡energy. ¡ ¡ • Local ¡energy ¡produc5on ¡is ¡much ¡more ¡efficient. ¡Communi5es ¡make ¡power ¡ where ¡it ¡is ¡used, ¡reducing ¡transmission ¡and ¡overall ¡energy ¡consump5on. ¡ ¡ ¡ • Local ¡management ¡can ¡ac5vely ¡oversee ¡the ¡system, ¡increasing ¡flexibility ¡and ¡ more ¡easily ¡handling ¡the ¡intermiaency ¡of ¡renewable ¡energy ¡systems. ¡ ¡ • Local ¡energy ¡produc5on ¡opportuni5es ¡lead ¡to ¡innova5on, ¡entrepreneurship, ¡and ¡ job ¡growth ¡within ¡the ¡service ¡area. ¡ Interconnected Community Microgrids Local ¡grids ¡support ¡ neighboring ¡grids, ¡crea5ng ¡a ¡ resilient ¡“networked” ¡system ¡ of ¡connected ¡microgrids. ¡ 5 ¡

9/12/14 ¡ Step #2: Add Fuel Cell Power Integrate ¡fuel ¡cell ¡power ¡plants ¡as ¡“buffer” ¡for ¡local ¡grids. ¡ No ¡NOx, ¡SOx, ¡and ¡Par5culates ¡ ¡ Gas ¡ Electricity ¡ (14.9 ¡MW ¡Grid ¡Support ¡Fuel ¡Cell ¡Energy ¡Plant, ¡Bridgeport ¡CT) ¡ ¡ Why Fuel Cell Power? Fuel ¡cell ¡power ¡plants ¡provide ¡clean ¡energy ¡support ¡for ¡local ¡ grids, ¡create ¡pathway ¡for ¡100% ¡carbon-­‑free ¡base ¡power. ¡ • U5lity ¡scale ¡fuel ¡cells ¡are ¡almost ¡silent ¡and ¡emit ¡zero ¡criteria ¡pollutants, ¡thus ¡ can ¡be ¡easily ¡sited. ¡Much ¡cleaner ¡than ¡exis5ng ¡turbines. ¡ ¡ • Powered ¡by ¡methane ¡gas, ¡easily ¡transi5oned ¡to ¡renewable ¡hydrogen ¡gas ¡with ¡ minor ¡altera5ons. ¡Permits ¡smooth ¡shiT ¡from ¡current ¡energy ¡paradigm ¡ (methane) ¡to ¡the ¡next ¡energy ¡paradigm ¡(renewable ¡H 2 ¡gas). ¡ • Provide ¡load ¡balancing ¡and ¡robust ¡backup ¡power ¡for ¡microgrid ¡reliability. ¡ • Enable ¡long-­‑term ¡storage ¡and ¡use ¡of ¡renewable ¡energy ¡(stored ¡as ¡H 2 ¡gas). ¡ • Fuel ¡cell ¡produc5on ¡is ¡ready ¡to ¡scale ¡now. ¡ ¡ 6 ¡

9/12/14 ¡ Storing Excess Energy as Hydrogen All ¡excess ¡renewable ¡energy ¡stored ¡as ¡hydrogen ¡for ¡deployment ¡later ¡– ¡none ¡wasted! ¡ Siemens ¡Electrolyzer ¡ + Electrolyzer ¡turns ¡ Excess ¡ Community ¡Waste ¡ water ¡and ¡ electricity ¡ Water ¡(Gray ¡Water) ¡ electricity ¡into ¡ clean, ¡carbon ¡free ¡ hydrogen ¡gas. ¡ H 2 ¡gas ¡stored ¡later ¡ Hydrogen ¡gas ¡(H 2 ) ¡is ¡a ¡ create ¡electricity ¡ powerful ¡store ¡of ¡ produc2on ¡on ¡ energy. ¡ H ¡ demand, ¡or ¡sold ¡as ¡ H ¡ a ¡commodity. ¡ “TITAN” ¡Modular ¡Storage ¡Tanks ¡ Step #3: Pilot Community Microgrids with Fuel Cell “Buffers” Proving ¡the ¡case. ¡ Two ¡substa5ons ¡in ¡California ¡are ¡transformed ¡into ¡Community ¡Microgrids ¡with ¡Fuel ¡Cell ¡ Buffers. ¡ ¡ Community ¡Microgrids ¡aaract ¡investment ¡to ¡produce ¡power ¡from ¡renewable ¡energy, ¡ crea5ng ¡new ¡business ¡opportunity. ¡ ¡ As ¡elected ¡officials, ¡regulators, ¡u5lity ¡companies, ¡and ¡the ¡private ¡business ¡sector ¡see ¡ Community ¡Microgrids ¡in ¡ac5on, ¡the ¡pathway ¡to ¡achieving ¡carbon ¡reduc5ons, ¡stabilizing ¡the ¡ energy ¡system, ¡and ¡crea5ng ¡massive ¡economic ¡growth ¡in ¡California ¡becomes ¡undeniable. ¡ 7 ¡