Når vedvarende energikilder flytter mainstream, får elproduktion og distributionssystemer en ekstrem makeover
Vedvarende energi stiger. Omkring 15% af den elektricitet, der genereres i USA, kommer fra vedvarende energikilder som vind, sol, geotermisk energi, vandkraft og biomasse, svarende til 64 millioner af 411 millioner megawatt-timer (MWH) på samlet produceret elektricitet i juli 2019, ifølge US Energy Information Administration. Det er et spring op fra kun 9 procent for et årti siden. Fra store vindmølleparker til enkeltpaneler, der er installeret på hustage, er vedvarende energi gået fra roman til almindeligt.
Denne tendens har mange miljøforkæmpere, der undrer sig over fremtiden for energi i USA som en del af EU Ensia Answers-projekt, hvor læsere foreslår emner, der skal udforskes i fremtidige artikler, fik væksten i vedvarende energi læseren Cynthia Pannucci til at stille dette spørgsmål: ”Finansiel støtte til vedvarende energiteknologier i USA synes nu at være stærk. Er vores [elektriske net] klar til at bruge det effektivt? ”
Det korte svar på dette spørgsmål er nej. Men når vedvarende energi bliver en større del af den samlede pulje af elektricitet, der genereres i USA, opdateres “nettet” - netværket af elproduktion, højspændingsoverførselsledninger, transformatorstationer og distributionsledninger, der bringer strøm til boliger og virksomheder - til plads til det.
Public Domain | Kilde: US Energy Information Administration, Electric Power Monthly. Klik for at udvide
Elproducenter og forsyningsselskaber, der distribuerer denne elektricitet til husholdninger og virksomheder i hele landet, arbejder for at gøre det lettere for vedvarende energikilder at levere den strøm, ifølge John Jimison, administrerende direktør for Amerikanere efter et rent energinet, en non-profit fortalergruppe, der fokuserer på at modernisere nettet. ”Grundlaget for overgangen er behovet for at fjerne kulstofbaseret energi og stoppe med at udsende drivhusgasser,” siger Jimison. ”Det er en prioritet for alle, der forstår videnskaben.”
Integration af vedvarende energi i elnettet har åbenlyse miljømæssige fordele. Men det er kompliceret at opgradere en enorm infrastruktur bestående af tusinder af individuelle forsyningsselskaber og et web af højspændingsoverførselsledninger.
Gitteret blev bygget under en envejsmodel, hvor strøm genereres på centraliserede steder og sendes gennem distributionslinjer til slutbrugere. Anlæg til produktion af vedvarende energi - især sol og vind - er mere udbredt. Sol- og vindmølleparker kan fodre ind i det vigtigste energinet, og småskalaer kan installeres direkte i hjemmet. Dette betyder, at strømmen, der kommer ind i nettet fra sådanne kilder på meget solrige eller meget blæsende dage, repræsenterer en forsyning med overskydende energi, der kan omdirigeres gennem nettet, til det sted, hvor det er mest nødvendigt. Ud over efterspørgselsstyringsværktøjer som variabel prisfastsættelse for elbrug, nye former for smart grid informationsteknologi implementeres af forsyningsselskaber for at afbalancere denne tovejs strøm af energi.
Public Domain | Wikimedia Commons.
Forbedring af nettet til at rumme mere vedvarende energi betyder også koordinering mellem forsyningsselskaber i nærliggende områder for at afbalancere efterspørgsel og udbud og skabe bedre prognoser for sol- og vindproduktion til at foregribe produktionsniveauer i løbet af dage, ifølge Ben York, seniorprojektingeniør med Integrationen af programmet Distribuerede energiressourcer på Electric Power Research Institute, en nonprofit, der driver forskning og udvikling af elektricitet. Implementering af disse ændringer, siger han, "kan også udfordre transmissionssystemets stabilitet, og systemoperatører er nødt til at køre detaljerede simuleringer for at sikre, at de har tilstrækkelige ressourcer til rådighed til at reagere på store begivenheder og opretholde frekvens."
At øge mængden af vedvarende energi i nettet vil også kræver en masse batterier. Vedvarende energikilder genererer undertiden mere elektricitet, end det er nødvendigt i realtid. For at bevare en værktøjs kapacitet til at levere nøjagtigt den rigtige mængde elektricitet til sine kunder, tilføjes nu store lithium-ion-batterier til vedvarende kraftsteder for at lagre den strøm og distribuere den efter behov.
Disse store batterier kan indeholde flere MWH elektricitet; det gennemsnitligt amerikansk hjem bruger ca. 10 MWH pr. år. At få mere vedvarende energi i blandingen af kilder, der driver det amerikanske net, vil hænge sammen med at udruste flere forsyningsvirksomheder og energiproducenter med sådanne batterier, ifølge Gregory Wetstone, præsident og administrerende direktør for den non-profit, Washington, DC-baserede American Council on Renewable Energy. Han siger, at en vigtig prioritering fremadrettet vil være at bedre incitamere udviklingen af energilagring. Hans organisation er en del af en koalition, der opfordrer til oprettelse af en skattelettelse til investering i energilagring som en del af EU Lov om incitament og implementering af energiopbevaring af 2019, der blev introduceret i det amerikanske repræsentanthus tidligere på året.
Vær den første til at høre om vigtige nye miljøhistorier. Tilmeld dig nu for at modtage vores nyhedsbrev.
”I løbet af de sidste fire år er mere end 77 gigawatt med ny vedvarende kraft tilføjet til nettet. Med fortsat modernisering af Amerikas net, vil vi være i stand til at tilføje markant mere, ”siger Wetstone. ”Det er dog vigtigt at bemærke, at der ikke er et samlet” amerikansk net ”. At flytte elektricitet over landets balkaniserede elektriske infrastrukturer er en udfordring, og bredere sammenkoblinger vil give mere vedvarende energi mulighed for at komme på markedet. ”
National Renewable Energy Laboratory (NREL) undersøger, hvordan man bedre kan integreres de tre hovednetregioner der udgør det amerikanske energisystem. Disse tre systemer fungerer næsten udelukkende uafhængigt af hinanden, og med en lille evne til at sende overskydende elektricitet til at hjælpe med at imødekomme kravene fra en anden. Som en del af det Interconnections Seam Study, NREL arbejder med nationale laboratorier, universiteter og industri for at udvikle nye måder at dele en forskelligartet pool af energikilder på tværs af disse tre systemer. Hvis det lykkes, kan denne indsats gøre det lettere for rigelig vindenergi fra Texas til elsystemer i stater som Tennessee og Maine eller solenergi fra det solrige sydvest til kraftboliger i det overskyede nordvest.
Mange mener, at behovet for at overføre nettet til bedre imødekommelse af vedvarende energikilder vil fortsætte i en overskuelig fremtid. "Enhver ændring af ressourcemixen kræver omhyggelig planlægning," siger Wetstone, "men vi ved, at et vedvarende net med høj penetration er muligt gennem forbedret transmission og udvidet distribution af energilagring og andre avancerede teknologier."
For at besvare Ensia-læser Pannuccis originale spørgsmål er nettet endnu ikke klar til at bruge vedvarende energiteknologi. Men der er ingen grund til, at det ikke skal være i stand til - og mange grunde til at tro det vil snart.
Om forfatteren
Nate Berg er en forfatter, der dækker byer, videnskab og design. Han er en tidligere stabsskribent på De atlantiske byer og hans arbejde er vist i publikationer som f.eks The New York Times, Wired, Opdag, Fast Company og Domus. Han har base i Los Angeles.
Denne artikel kom oprindeligt på Ensia
Relaterede bøger
Nedtrapning: Den mest omfattende plan, der nogensinde er blevet foreslået til at vende global opvarmning
af Paul Hawken og Tom Steyer
I 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
Da 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
In 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.
