Solar er blevet verdens foretrukne nye type elproduktion ifølge globale data, der viser det der installeres mere solcelleanlæg (PV) end nogen anden generationsteknologi.

På verdensplan blev der installeret omkring 73 gigawatt ny netto solcelle-kapacitet i 2016. Vindenergi kom på andenpladsen (55GW) med kul henvist til tredje (52GW) efterfulgt af gas (37GW) og hydro (28GW).

Sammen repræsenterer PV og vind 5.5% af den nuværende energiproduktion (som ved udgangen af ​​2016), men afgørende udgjorde de næsten halvdelen af ​​al ny nettokapacitet, der blev installeret på verdensplan i løbet af sidste år.

Det er sandsynligt, at opførelsen af ​​nye kulkraftværker vil falde, muligvis ganske hurtigt, fordi solceller og vind nu er konkurrencedygtige næsten overalt.

Hydro er stadig vigtig i udviklingslande, der stadig har floder til dæmning. I mellemtiden har andre lavemissionsteknologier som nuklear, bioenergi, solvarme og geotermisk lille markedsandel.

PV og vind har nu så store fordele med hensyn til omkostninger, produktionsskala og forsyningskæder, at det er vanskeligt at se nogen anden lavemissionsteknologi, der udfordrer dem inden for det næste årti eller deromkring.

Det er bestemt tilfældet i Australien, hvor solceller og vind udgør stort set al ny generationskapacitet, og hvor solcelleanlæg er indstillet til at nå 12GW inden 2020. Vind og solceller er ved at blive installeret med en samlet hastighed på ca. 3GW pr. år, stort set drevet af den føderale regerings Mål for vedvarende energi (RET).

Dette er dobbelt så tredoblet som de seneste år og et velkomment tilbagevenden til vækst efter flere års dæmpet aktivitet på grund af politisk usikkerhed omkring RET.

Hvis denne sats opretholdes, vil mere end halvdelen af ​​den australske elektricitet i 2030 komme fra vedvarende energi, og Australien vil have opfyldt sin løfte under Paris-klimaaftalen udelukkende gennem emissionsbesparelser inden for elindustrien.

For at tage ideen videre, hvis Australien skulle fordoble den nuværende kombinerede solcelleanlæg og vindinstallationshastighed til 6GW om året, ville det nå op på 100% vedvarende elektricitet omkring 2033. Modellering af min forskningsgruppe foreslår, at dette ikke ville være vanskeligt, da disse teknologier nu er billigere end elektricitet fra nybygget kul og gas.

Vedvarende fremtid inden for rækkevidde

Receptet på et overkommeligt, stabilt og opnåeligt 100% vedvarende elnet er relativt ligetil:

1. Brug hovedsageligt solcelleanlæg og vind. Disse teknologier er billigere end andre lavemissionsteknologier, og Australien har masser af solskin og vind, hvorfor disse teknologier allerede er blevet bredt anvendt. Dette betyder, at de sammenlignet med andre vedvarende energikilder har mere pålidelige prisfremskrivninger og undgår behovet for heroiske antagelser om succesen med mere spekulative muligheder for ren energi.

2. Distribuer generation over et meget stort område. Spredning af vind- og solcelleanlæg over store områder - siger en million kvadratkilometer fra det nordlige Queensland til Tasmanien - giver adgang til en lang række forskellige vejrforhold og hjælper også med at udjævne toppe i brugernes efterspørgsel.

3. Byg sammenkoblinger. Forbind det omfattende netværk af solceller og vind med højspændingsledninger af den type, der allerede er brugt til at flytte elektricitet mellem stater.

4. Tilføj lagerplads. Opbevaring kan hjælpe med at matche energiproduktion med efterspørgselsmønstre. Den billigste løsning er pumpet vandkraftlager (PHES), med støtte fra batterier , efterspørgselsstyring.

Australien har i øjeblikket tre PHES-systemer - Tumut 3, Kængurudalenog Wivenhoe - som alle er ved floder. Men der er et stort antal potentielle steder uden for floden.

I en projekt finansieret af Det australske agentur for vedvarende energi, vi har identificeret omkring 5,000 sites i det sydlige Australien, Queensland, Tasmanien, Canberra-distriktet og Alice Springs-distriktet, der potentielt er egnede til pumpet hydrolagring.

Hvert af disse websteder har mellem 7 og 1,000 gange lagerets potentiale for Tesla-batteri installeres i øjeblikket til at understøtte det sydlige australske net. Derudover har pumpet hydro en levetid på 50 år sammenlignet med 8-15 år for batterier.

Det er vigtigt, at de fleste af de potentielle PHES-steder ligger i nærheden af, hvor folk bor, og hvor nye solcelleanlæg og vindmølleparker bygges.

Når søgningen efter websteder i New South Wales, Victoria og Western Australia er afsluttet, forventer vi at afdække det 70-100 gange mere PHES-energilagringspotentiale end nødvendigt for at understøtte et 100% vedvarende elnet i Australien.

Styring af nettet

Fossile brændselsgeneratorer leverer i øjeblikket en anden service til nettet udover bare at generere elektricitet. De hjælper med at afbalancere udbud og efterspørgsel på tidsskalaer ned til sekunder gennem den "inerti-energi", der er lagret i deres tunge spindende generatorer.

Men i fremtiden kan denne service udføres af lignende generatorer, der anvendes i pumpede hydro-systemer. Og udbud og efterspørgsel kan også matches ved hjælp af hurtigresponsbatterier, styring af efterspørgsel og "syntetisk inerti" fra solcelleanlæg og vindmølleparker.

Vind og solceller leverer stadig hårdere konkurrence om gas på hele energimarkedet. Prisen på store vind- og solcelleanlæg i 2016 var En $ 65-78 pr. Megawatt time. Dette er under nuværende engrospris for elektricitet i det nationale elmarked.

Rigelige anekdotiske beviser tyder på, at vind- og solcelleprisen er faldet til A- $ 60-70 pr.MWh i år, når industrien starter. Priserne falder sandsynligvis under A $ 50 pr. MWh inden for få år for at matche de nuværende internationale benchmarkpriser. Således er nettoomkostningerne ved at flytte til et 100% vedvarende elsystem i de næste 15 år nul sammenlignet med fortsat opførelse og vedligeholdelse af faciliteter til det nuværende fossilt drevne system.

Gas kan ikke længere konkurrere med vind og solcelle om levering af elektricitet. Elektriske varmepumper driver gas ud af vand og rumopvarmning. Selv for levering af varme ved høj temperatur til industrien skal gas koste mindre end A $ 10 pr. Gigajoule for at konkurrere med elektriske ovne, der drives af vind- og solcelleanlæg, der koster A $ 50 pr. MWh.

Vigtigere er det, at jo mere billig PV og vind anvendes i det nuværende høje el-miljø, jo mere vil de reducere priserne.

Så er der spørgsmålet om andre typer energiforbrug udover elektricitet - såsom transport, opvarmning og industri. Den billigste måde at gøre disse energikilder grønne på er at elektrificere stort set alt og derefter tilslutte dem til et elnet drevet af vedvarende energi.

En reduktion på 55% i australske drivhusgasemissioner kan opnås ved konvertering af elnettet til vedvarende energi sammen med masseadoptagelse af elektriske køretøjer til landtransport og elektriske varmepumper til opvarmning og køling. Ud over dette kan vi udvikle vedvarende el-drevne veje til fremstilling af carbonhydridbaserede brændstoffer og kemikalier, primært gennem elektrolyse af vand for at opnå brint- og kulstofopsamling fra atmosfæren for at opnå en reduktion på 83% i emissioner (med de resterende 17% af emissioner, der hovedsagelig kommer fra landbrug og jordrensning).

At gøre alt dette ville betyde en tredobling af den mængde elektricitet, vi producerer, ifølge min forskningsgruppes foreløbige skøn.

Men der er ingen mangel på sol- og vindenergi for at opnå dette, og priserne falder hurtigt. Vi kan bygge en fremtid med ren energi til beskedne omkostninger, hvis vi ønsker det.

Om forfatteren

Andrew Blakers, professor i teknik, Australian National University

Denne artikel er fra The Conversation. Læs oprindelige artikel.

Relaterede bøger

at InnerSelf Market og Amazon