Sådan får du et alt fornyeligt elektrisk net

Sådan får du et alt fornyeligt elektrisk net
Et altfornyeligt net vil betyde mere elektricitet og flere transmissionsledninger. Russ Allison Loar / flickr, CC BY-NC-ND

Den vigtigste løsning på klima forandring er velkendt - stop med at brænde fossile brændstoffer. Hvordan man gør dette er mere kompliceret, men som en lærd, der laver energimodellering, ser jeg og andre konturerne af en fremtid efter fossil brændstof: Vi fremstil elektricitet med vedvarende kilder og elektrificer næsten alt.

Det betyder at køre køretøjer og tog på elektricitet, opvarme bygninger med elektrisk varmepumper, elektrificerende industrielle applikationer såsom stålproduktion og brug af vedvarende elektricitet til at fremstille Hydrogenering (svarer til naturgas) til andre krav. Så fokus er på at tænde det elektriske net med vedvarende kilder.

Der er dog debat om, hvorvidt der er vedvarende elektricitetssystemer gennemførlig og hvor hurtigt overgangen kan foretages. Her hævder jeg, at gennemførligheden er klar, så kun overgangsspørgsmålet er relevant.

Kendte teknologier

Sådan får du et alt fornyeligt elektrisk net Sådan får du et alt fornyeligt elektrisk net
En vindmøllepark i Texas. Texas fik omkring 15% af sin elektricitet fra vinden i 2017.
Draxis / flickr, CC BY-ND

Min forskning fokuserer på økonomi i vedvarende energi. For at demonstrere gennemførlighed og estimere omkostningerne ved vedvarende elsystemer bruger forskere computermodeller, der beregner potentiel produktion fra forskellige teknologier på hvert tidspunkt, baseret på skiftende vejrforhold. En model afslører, hvilken kombination af elektricitetskilder og energilagringssystemer, der har de laveste omkostninger, mens de altid imødekommer efterspørgsel.

Mange undersøgelser demonstrere, at fuldt vedvarende elektriske gitter er gennemførlige i Forenede Stater, Europa, Australien og andre steder. Mine kolleger og jeg afsluttede for nylig en lille undersøgelse om ø-nationen i mauritius. Øer er attraktive pladser til indledende vedvarende overgange på grund af deres lille skala, relative enkelhed og afhængighed af importerede brændstoffer.

Der er en række af måder at fremstille vedvarende elektricitet: hydro, vind, solcelleanlæg, geotermisk og forbrænding af forskellige former for biomasse (plantestof), udover forbedring af effektiviteten at bruge mindre energi. Dette er modne teknologier med kendte omkostninger.

Andre muligheder inkluderer bølge, tidevand og koncentrerende solenergi, hvor reflektorer fokuserer solstråler for at producere strøm. Selvom disse kan bruges i fremtiden, er behovet for at tackle klimaændringer presserende, og efter min skøn er de modne teknologier tilstrækkelige.

Udtalelser om nuklear energi løb stærk, hvilket er en anden samtale. Men modeller viser, at De Forenede Stater ikke har brug for atomenergi for at trække fossile brændstoffer tilbage.

Fremtidens gitter

Systemer til vedvarende energi er lokaliseringsspecifikke: Det bedste system afhænger af en lokations ressourcer (er det blæsende?), Dets tidsmæssige mønster (hvor ofte er det ikke blæsende?) Og tilgængeligheden af ​​komplementære kilder (er der vandkraft til sikkerhedskopiering?). På trods af denne lokalitetsfølsomhed finder undersøgelser på forskellige steder lignende resultater.

At have en mangfoldighed af vedvarende kilder kan reducere omkostningerne. Især er sol og vind komplementære hvis den solrige sæson ikke er den blæsende sæson; modeller finder ud af, at en kombination af begge typisk er billigere end hverken alene.

For de fleste teknologier, større skala reducerer omkostningerne. F.eks. I USA kan solcelleanlæg i stor skala være mere end 1,000 gange større end boligtagssystemer og omkring halvdelen af ​​omkostningerne. For at minimere omkostningerne bygger vi store systemer.

Sådan får du et alt fornyeligt elektrisk net Sådan får du et alt fornyeligt elektrisk net
At bygge store vedvarende energiprojekter som dette 550-megawatt solanlæg i Mojave-ørkenen i Californien fører til lavere omkostninger til produceret energi.
Det amerikanske indenrigsministerium, CC BY-SA

Fordi sol- og vindforhold varierer i landskabet, systemet omkostningerne falder, når et produktionsområde vokser, så der skal være en robust elektrisk gitter at flytte elektricitet fra steder, hvor der er levering til efterspørgselssteder. Vi har også brug for mere elektricitet til applikationer som transport, der i øjeblikket bruger fossile brændstoffer. Dette betyder, at gitteret skal vokse.

Undersøgelser viser, at det vil køre et elektrisk net med variabel vedvarende energi inkluderer ikke at bruge eller dumpe noget energi til tider en strategi, der reducerer omkostningerne i forhold til altid at lagre overskydende energi.

Stadig en eller anden form for elopbevaring er nødvendigt. Batterier fungerer godt til at udjævne svingninger på kort sigt, men til opbevaring af energi i mange timer eller dage, pumpet vandkraftlager er billigere. Pumpet hydro bruger enhver ekstra energi i nettet til at pumpe vand op ad bakke, og når der er behov for energi, løber vandet ned igen for at generere energi i en turbin. De Forenede Stater har nogle eksisterende eksempler og mange mulige placeringer. Med netudvidelse kan lagring placeres i en afstand fra brugerne.

Vandkraft og biomassekraft er tilgængelige efter behov, så det at have disse i et vedvarende elektrisk net reducerer energilagringsbehovet og reducerer omkostningerne. Begge har miljøvirkninger, der skal styres.

Sådan får du et alt fornyeligt elektrisk net Sådan får du et alt fornyeligt elektrisk net
US Energy Information Administration, CC BY

Vandkraft kan ændre lokale økosystemer. Brændende biomasse udsender kuldioxid, men en undersøgelse, jeg arbejdede på, viser, at biomasseemissioner er reversible og er klart kulstof-foretrukket frem for fossile brændstofemissioner. Bæredygtighed afhænger også kritisk af forvaltningen af ​​biomassefelter og skove; den menneskelige track record på dette har ikke været fremragende.

Systemer til vedvarende energi kræver jord. EN USA-undersøgelse viser, at levering af al elektricitet fra vind, vand og sol har brug for 0.42% af landarealet plus 1.6% af landarealet til plads mellem vindmøller. Biomasseenergi kræver meget mere jord end vind eller sol, så biomasse skal være en lille del af den vedvarende energiløsning.

Reelle barrierer er politiske og kulturelle

Et fremtidig vedvarende elektricitetsnet med tilhørende elektrificering muligvis eller måske ikke reducere energiomkostningerne. Men at undgå de værste effekter af klimaforandringer betyder, at man slutter med fossile brændstoffer, uanset om det sparer penge. Den vedvarende overgang vil stadig være hurtigere og politisk lettere, hvis den er billigere.

In mauritius, finder vores undersøgelse, at omkostninger til vedvarende elektricitet svarer til de nuværende omkostninger der, baseret på de aktuelle kapitalomkostninger til vedvarende energi. Nogle undersøgelser finder også omkostningerne til fremtidig vedvarende elektricitet at være lavere end de nuværende omkostninger til fossilt brændsel, i sandsynligvis tilfælde af, at omkostningerne falder, når vi bygger flere vedvarende energisystemer og bliver bedre til at gøre det.

Og det er det fra et teknisk perspektiv. En kombination af vedvarende energikilder og energilagring - den specifikke kombination afhængigt af lokale forhold og præferencer - kan levere al den nødvendige elektricitet til en overkommelig pris og vil reducere luftforurening at starte.

Men regeringspolitikker er nødvendige for at gøre en overgang til vedvarende energi. Klimaændringer er en ekstern omkostning, der bæres af samfundet snarere end af energiproducenter - så markedskræfter alene ikke vil skabe overgangen. Udover at sætte en pris på kulstof (måske med udbytte returneret til offentligheden), kunne regeringen gøre det lettere at bygge den nødvendige infrastruktur. Og offentlig støtte er nødvendig: F.eks. Er offentlig accept af transmissionslinjer til at flytte elektricitet fra de blæsende Great Plains til bycentre en anden udfordring for et altfornyeligt net.

Et projekt i skalaen med at transformere energisystemet vil skabe job - mange job - hvilket måske er det økonomiske mål, der er mest vigtigt for borgerne.

Undersøgelser fra mig og andre viser, at fuldt vedvarende elektriske net er muligt med den aktuelle teknologi til de nuværende priser; barrierer mod brug af vedvarende elektricitet er mere politiske og kulturelle end teknologiske eller økonomiske.

Om forfatteren

David Timmons, Lektor i økonomi, University of Massachusetts Boston

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs oprindelige artikel.

Relaterede bøger

Nedtrapning: Den mest omfattende plan, der nogensinde er blevet foreslået til at vende global opvarmning

af Paul Hawken og Tom Steyer
9780143130444I lyset af udbredt frygt og apati er en international koalition af forskere, fagfolk og forskere mødtes for at tilbyde et sæt realistiske og dristige løsninger på klimaforandringer. Hundrede teknikker og fremgangsmåder er beskrevet her - nogle er velkendte; nogle du måske aldrig har hørt om. De spænder fra ren energi til at uddanne piger i lande med lavere indkomst til praksis i landbruget, der trækker kulstof ud af luften. Løsningerne findes, er økonomisk levedygtige, og samfund overalt i verden vedtager i øjeblikket dem med dygtighed og beslutsomhed. Fås på Amazon

Design af klimaløsninger: En politikvejledning til lav-kulstofenergi

af Hal Harvey, Robbie Orvis, Jeffrey Rissman
1610919564Da virkningerne af klimaændringerne allerede er over os, er behovet for at reducere de globale drivhusgasemissioner intet mindre end presserende. Det er en skræmmende udfordring, men teknologierne og strategierne til at imødekomme den findes i dag. Et lille sæt energipolitikker, der er designet og implementeret godt, kan sætte os på vejen mod en fremtid med lav kulstofemission. Energisystemer er store og komplekse, så energipolitikken skal være fokuseret og omkostningseffektiv. One-size-fits-all-tilgange får simpelthen ikke jobbet gjort. Politiske beslutningstagere har brug for en klar, omfattende ressource, der skitserer de energipolitikker, der har størst indflydelse på vores klimafremtid, og beskriver, hvordan disse politikker skal designes godt. Fås på Amazon

Dette ændrer alt: kapitalisme vs. klima

af Naomi Klein
1451697392In Dette ændrer alt Naomi Klein hævder, at klimaforandringer ikke kun er et andet spørgsmål, der skal indbringes pænt mellem skatter og sundhedsvæsen. Det er en alarm, der opfordrer os til at løse et økonomisk system, der allerede svigter os på mange måder. Klein bygger omhyggeligt sagen for, hvor massivt at reducere vores drivhusemissioner er vores bedste chance for samtidig at mindske gabende uligheder, forestille os vores ødelagte demokratier og genopbygge vores slanke lokale økonomier. Hun udsætter den ideologiske desperation af klimaændringsnægterne, de messianske vrangforestillinger fra de ville være geoengineers og den tragiske nederlag fra for mange mainstream grønne initiativer. Og hun demonstrerer netop, hvorfor markedet ikke har - og ikke kan - løse klimakrisen, men i stedet forværre tingene med stadig mere ekstreme og økologisk ødelæggende udvindingsmetoder ledsaget af voldsom katastrofekapitalisme. Fås på Amazon

Fra udgiveren:
Køb på Amazon går til at bekæmpe omkostningerne ved at bringe dig InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, og ClimateImpactNews.com uden omkostninger og uden annoncører, der sporer dine browservaner. Selv hvis du klikker på et link, men ikke køber disse valgte produkter, betaler alt andet, du køber i det samme besøg på Amazon, en lille provision. Der er ingen ekstra omkostninger for dig, så vær venlig at bidrage til indsatsen. Du kan også bruge dette link at bruge til Amazon når som helst, så du kan hjælpe med at støtte vores indsats.

 

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeiwhihuiditjakomsnofaplptruesswsvthtrukurvi

følg InnerSelf på

facebook ikontwitter-ikonyoutube-ikoninstagram ikonpintrest ikonrss ikon

 Få det nyeste via e-mail

Ugeblad Daglig inspiration

SENESTE VIDEOER

Den store klimamigration er begyndt
Den store klimamigration er begyndt
by Super Bruger
Klimakrisen tvinger tusinder over hele verden til at flygte, da deres hjem bliver stadig mere ubeboelige.
Den sidste istid fortæller os, hvorfor vi er nødt til at pleje en 2 ℃ temperaturændring
Den sidste istid fortæller os, hvorfor vi er nødt til at pleje en 2 ℃ temperaturændring
by Alan N Williams et al
Den seneste rapport fra det mellemstatslige panel om klimaændringer (IPCC) siger, at uden et væsentligt fald ...
Jorden har været beboelig i milliarder af år - Præcis hvor heldig fik vi?
Jorden har været beboelig i milliarder af år - Præcis hvor heldig fik vi?
by Toby Tyrrell
Det tog udvikling 3 eller 4 milliarder år at producere Homo sapiens. Hvis klimaet havde svigtet helt en gang i det ...
Hvordan kortlægning af vejret for 12,000 år siden kan hjælpe med at forudsige fremtidige klimaændringer
Hvordan kortlægning af vejret for 12,000 år siden kan hjælpe med at forudsige fremtidige klimaændringer
by Brice Rea
Slutningen af ​​den sidste istid, omkring 12,000 år siden, var præget af en sidste kold fase kaldet de Yngre Dryas ...
Det Kaspiske Hav forventes at falde med 9 meter eller mere i dette århundrede
Det Kaspiske Hav forventes at falde med 9 meter eller mere i dette århundrede
by Frank Wesselingh og Matteo Lattuada
Forestil dig, at du er ved kysten og ser ud til havet. Foran dig ligger 100 meter golde sand, der ligner en…
Venus var endnu en gang jordlignende, men klimaændringer gjorde det ubeboelig
Venus var endnu en gang jordlignende, men klimaændringer gjorde det ubeboelig
by Richard Ernst
Vi kan lære meget om klimaforandringer fra Venus, vores søsterplanet. Venus har i øjeblikket en overfladetemperatur på ...
Fem klimatroer: Et nedbrudskurs i forkert information om klimaet
De fem klimatro: Et nedbrudskurs i forkert information om klimaet
by John Cook
Denne video er et nedbrudskurs i misinformation om klimaet, der opsummerer de vigtigste argumenter, der bruges til at rejse tvivl om virkeligheden ...
Arktis har ikke været så varm i 3 millioner år, og det betyder store ændringer for planeten
Arktis har ikke været så varm i 3 millioner år, og det betyder store ændringer for planeten
by Julie Brigham-Grette og Steve Petsch
Hvert år krymper havisen i det arktiske hav til et lavt punkt i midten af ​​september. I år måler den kun 1.44 ...

SENESTE ARTIKLER

grøn energi2 3
Fire grønne brintmuligheder for Midtvesten
by Christian Tae
For at afværge en klimakrise bliver Midtvesten ligesom resten af ​​landet nødt til at dekarbonisere sin økonomi fuldt ud ved at...
ug83qrfw
Større barriere for efterspørgselsrespons skal ophøre
by John Moore, On Earth
Hvis føderale tilsynsmyndigheder gør det rigtige, kan elkunder i hele Midtvesten snart være i stand til at tjene penge, mens...
træer at plante til klima2
Plant disse træer for at forbedre bylivet
by Mike Williams-Rice
En ny undersøgelse fastslår levende egetræer og amerikanske plataner som mestre blandt 17 "supertræer", der vil hjælpe med at gøre byer...
nordhavets havbund
Hvorfor vi skal forstå havbundens geologi for at udnytte vindene
by Natasha Barlow, lektor i kvartær miljøændring, University of Leeds
For ethvert land, der er velsignet med nem adgang til det lavvandede og blæsende Nordsø, vil havvind være nøglen til at møde net...
3 lektioner i skovbrande for skovbyer, da Dixie Fire ødelægger historiske Greenville, Californien
3 lektioner i skovbrande for skovbyer, da Dixie Fire ødelægger historiske Greenville, Californien
by Bart Johnson, professor i landskabsarkitektur, University of Oregon
En løbeild, der brænder i varme, tørre bjergskove, fejede gennem Gold Rush -byen Greenville, Californien, den 4. august…
Kina kan opfylde energi- og klimamål, der begrænser kulkraften
Kina kan opfylde energi- og klimamål, der begrænser kulkraften
by Alvin Lin
På Leader's Climate Summit i april lovede Xi Jinping, at Kina "strengt vil kontrollere kulkraft ...
Blåt vand omgivet af dødt hvidt græs
Kort sporer 30 års ekstrem snesmeltning i hele USA
by Mikayla Mace-Arizona
Et nyt kort over ekstreme snesmeltingshændelser i løbet af de sidste 30 år tydeliggør de processer, der driver hurtig smeltning.
Et fly taber rød brandhæmmende til en skovbrand, da brandmænd parkeret langs en vej ser op i den orange himmel
Modellen forudsiger 10-års udbrud af brande, derefter gradvis tilbagegang
by Hannah Hickey-U. Washington
Et kig på den langsigtede fremtid for naturbrande forudsiger en indledende cirka ti år lang eksplosion af naturbrandaktiviteter, ...

 Få det nyeste via e-mail

Ugeblad Daglig inspiration

Nye holdninger - nye muligheder

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.com | InnerSelf Marked
Copyright © 1985 - 2021 InnerSelf-publikationer. Alle rettigheder forbeholdes.