Med den rigtige blanding kan gitteret fornyes fuldt ud for de samme omkostninger og pålidelighed som fossile brændstoffer. Pixabay / Wikimedia Commons

I en tale til National Press Club, Premierminister Malcolm Turnbull erklærede, at de vigtigste krav til Australiens elsystem er, at det skal være overkommeligt, pålideligt og i stand til at hjælpe med at nå de nationale mål for reduktion af emissioner. Han understregede også, at bestræbelserne på at forfølge disse mål skulle være ”teknologi agnostisk” - det vil sige, de bedste løsninger skal vælges på fortjeneste, uanset om de er baseret på fossile brændstoffer, vedvarende energi eller andre teknologier.

Som det sker, kan moderne vind, solcelleanlæg (PV) og off-river pumpet vandkraftlager (PHES) imødekomme disse krav uden heroiske antagelser til en pris, der er konkurrencedygtig med kraftværker med fossile brændsler.

Turnbull og hans regering har også korrekt identificeret energilagring som nøglen til at understøtte høj systempålidelighed. Vind og sol er intermitterende produktionskilder, og selvom vi bliver bedre til at forudsige vind og solskin på tidsskalaer fra sekunder til uger, er lager alligevel nødvendigt for at levere den rette balance mellem udbud og efterspørgsel efter høj penetration af vind og PV.

Opbevaring bliver vigtig, når den variable vedvarende energikomponent i elproduktionen stiger over 50%. Australien kilder i øjeblikket om 18% af sin elektricitet fra vedvarende energi - vandkraft i de sneklædte bjerge og Tasmanien, vindenergi og det stadigt voksende antal PV-installationer på taget.

I mellemtiden er vedvarende energi allerede i South Australia på omkring 50% - for det meste vind og PV - og derfor har denne stat nu en potentiel økonomisk mulighed for at tilføje energilagring til nettet.

Skubbe opbevaring

For at hjælpe med at realisere dette potentiale i South Australia og andre steder, Clean Energy Finance Corporation (CEFC) og det australske agentur for vedvarende energi (ARENA) vil bruge 20 millioner dollars af offentlige midler at hjælpe fleksibel kapacitet og store energilagringsprojekter med at blive kommercielt bæredygtige, herunder pumpet hydro og batterier.

PHES udgør 97% af verdensomspændende elopbevaring. Detailmarkedet for husholdningsopbevaringsbatterier som Teslas Powerwall vokser, men storskala opbevaringsbatterier er stadig meget dyrere end PHES. "Off-river" pumpet hydro har en lys fremtid i Australien og mange andre lande, fordi der er meget mange egnede steder.

Vind og PV er de overvældende vindere med hensyn til ny elproduktion med lavemission, fordi de koster mindre end alternativerne. Faktisk udgjorde PV og vind halvdelen af ​​verdens nye produktionskapacitet installeret i 2015 og næsten al ny generationskapacitet installeret i Australien.

For nylig modellerede vi det nationale elektricitetsmarked (NEM) for et 100% -scenarie for vedvarende energi. I dette scenarie forsyner vind og PV 90% af den årlige elektricitet, idet eksisterende hydro- og bioenergi giver balancen. I vores modellering undgår vi heroiske antagelser om fremtidig teknologiudvikling ved kun at inkludere teknologi, der allerede er brugt i mængder, der er større end 100 gigawatt - nemlig vind, PV og PHES.

Pålidelig, ajourført prisfastsættelse er tilgængelig for disse teknologier, og vores omkostningsestimater er mere robuste end for modeller, der anvender teknologisk implementering og omkostningsreduktionsfremskrivninger, der er langt forskellige fra nutidens virkelighed.

I vores modellering bruger vi historiske data for vind, sol og efterspørgsel for hver time i årene 2006-10. Meget bred distribution af PV og vind over netværket reducerer forsyningsunderskud ved at drage fordel af forskellige vejrsystemer. Energibalance mellem udbud og efterspørgsel opretholdes ved at tilføje tilstrækkelig PHES, højspændingstransmissionskapacitet og overskydende vind- og PV-kapacitet.

Ikke et dyre job

Det centrale resultat af vores arbejde er, at de ekstra omkostninger ved afbalancering af vedvarende energiforsyning med efterspørgsel på timebasis snarere end årligt er beskedne: A $ 25-30 per megawatt-time (MWh). Det er vigtigt, at disse omkostninger er en øvre grænse, fordi vi ikke har taget hensyn til brugen af efterspørgselsstyring eller batterier for at udjævne udbud og efterspørgsel endnu mere.

Derudover vedrører en stor del af disse anslåede omkostninger perioder med flere på hinanden følgende dage med overskyet og vindstille vejr, som kun forekommer et par år. Vi kunne foretage betydelige yderligere reduktioner gennem kontraktmæssig belastning, som lejlighedsvis bruges af ældre kul- og gasgeneratorer til at oplade PHES-reservoirer og styre opladningstiderne for batterier i elbiler.

Ved hjælp af 2016-priser, der er gældende i Australien, estimerer vi, at de udjævningsomkostninger ved energi i en fremtid med vedvarende energi på 100%, inklusive omkostningerne ved timebalancering, er $ 93 pr. MWh. Omkostningerne ved vind og PV falder fortsat hurtigt, og derfor efter 2020 vil denne pris sandsynligvis ligge på omkring AU $ 75 pr. MWh.

Af største vigtighed kan dette sammenlignes med det tilsvarende anslåede tal for et nyt superkritisk sort kulkraftværk i Australien, som er sat til En $ 80 pr. MWh.

I mellemtiden kan et system, der er udviklet omkring vind, PV og PHES og eksisterende hydro, levere den samme pålidelighed som dagens netværk. PHES kan også levere mange af de tjenester, der muliggør et pålideligt energisystem i dag: fremragende inertial energi, spinde reserve, hurtig start, sort start kapacitet, spænding regulering og frekvens kontrol.

Aldringssystem

Australiens flåde med fossilt brændstof ældes. Et godt eksempel er i afventning af lukning af det 49-årige brune kulkraftværk i Hazelwood i Victoria's Latrobe Valley. en ACIL Allen rapporterer til den australske regering viser den tekniske levetid for hvert kraftværk og viser, at to tredjedele af Australiens kapacitet til produktion af fossile brændstoffer vil nå slutningen af ​​dens tekniske levetid i løbet af de næste to årtier.

De praktiske valg til udskiftning af disse anlæg er fossile brændstoffer (kul og gas) eller eksisterende storskala vedvarende energi (vind og PV). Vedvarende energi er allerede økonomisk konkurrencedygtig og vil være klart billigere af 2030.

Energirelaterede drivhusgasemissioner udgør ca. 84% af Australiens samlede beløb. Elektricitetsproduktion, landtransport og opvarmning i byområder udgør 55% af de samlede emissioner. Konvertering af disse tre energifunktioner til vedvarende energi er lettere end for andre komponenter i energisystemet.

Transport og byopvarmning kan elektrificeres ved anvendelse af henholdsvis elektriske køretøjer og varmepumper. Elektriske varmepumper er leverer allerede stærk konkurrence for naturgas på rum- og vandvarmemarkedet. Det er vigtigt, at disse enheder har stor oplagring i form af batterier i køretøjer, og termisk inerti i vand og bygninger. Godt integreret vedtagelse af disse teknologiændringer vil hjælpe med at reducere elpriserne yderligere.

Så vind, PV og PHES tilsammen giver pålidelighed og overkommelige priser for at matche det nuværende elsystem. Derudover letter de dybe nedskæringer til emissioner til lave omkostninger, der kan gå langt ud over Australiens eksisterende klimamål.

Om forfatterne

Andrew Blakers, professor i teknik, Australian National University; Bin Lu, ph.d.-kandidat, Australian National University, og Matthew Stocks, forskningsstipendiat, ANU College of Engineering and Computer Science, Australian National University

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
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, , 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.