https://bodybydarwin.com
Slider Image

Vi laver et stort stykke arbejde med at skabe vedvarende energi - men vi har ikke infrastrukturen til faktisk at bruge den

2021

Sidste uge nåede nogle sjældne positive miljønyheder det offentlige øje: Næsten halvdelen af ​​alle de store, store elproduktion, der blev installeret sidste år, bruger vedvarende energikilder, ifølge Energy Information Administration. Regeringsagenturet rapporterer, at ca. de 12 gigawatters kapacitet, der blev installeret i 2017, stammede fra ren energi - plus 3, 5 gigawatt mindre solfanger som tagpaneler.

Denne rapport følger sammen med en anden god energiopdatering: Næsten alle kraftværker, der blev lukket sidste år, brugte fossile brændstoffer som deres energikilde. Og de fleste af disse planter brugte kul, der stort set er anerkendt som den mest kulstofintensive brændstoftype. Og de gode nyheder bliver ved med at rulle. Vi kan forvente, at denne tendens fortsætter, da agenturet rapporterer, at elselskaber planlægger at trække næsten 10 gigawatt kulkraft i 2018.

Så masser af god ren energi kommer vores vej. Men er vi klar til det? Uden den rigtige infrastruktur, hævder mange eksperter, kan vi muligvis ikke fange og transportere al den energi, disse nye installationer er i stand til at levere.

Roden til problemet ligger i den måde, vi modtager ren energi på. I modsætning til fossile brændselsanlæg er vind- og solenergi intermitterende energikilder. Hvis vinden ikke blæser stærkt nok, eller der er for mange skyer (eller en solformørkelse), leverer strømmen muligvis ikke efterspørgslen efter den. I den modsatte ende, hvis der er stærk vind eller vedvarende sollys, kan udbuddet overstige kapaciteten til at fange og bruge det.

Et spørgsmål, som forskerne forsøger at løse, er det, der er kendt som begrænsning. Dette sker, når den vedvarende energiforsyning er så stor (måske fra en række supersolige dage), at forsyningen overstiger kapaciteten i transmissionslinjerne, der transporterer elektricitet fra en kraftværk til dine forretninger.

"Vi kan tilfredsstille den transmissionsinfrastruktur, vi har for nu, men den eksisterende infrastruktur blev ikke bygget i betragtning af det skiftende energilandskab, siger Jennie Jorgenson, en af ​​forfatterne af en 2017-undersøgelse om vindbegrænsning fra National Renewable Energy Laboratory.

I rapporten modellerede forskere fra NREL et scenarie, hvor vindenergi leverede 37 procent af den nødvendige elektricitet i det vestlige USA og analyserede muligheden for at øge vindenergiforbruget. (Det seneste skøn fra 2016 sætter det nationale vindenergiforbrug på 5, 5 procent.) "Vi identificerede ikke nogen pålidelighedsproblemer med så meget vind på systemet, som Jorgenson siger." Men uden udvidet transmissionskapacitet observerede vi høje mængder vindbegrænsning . "Det betyder, at den producerede vindenergi ikke rigtig kommer nogen steder, den kan bruges. Det er i det væsentlige" spildt vedvarende energi, da denne energi i stedet skal komme fra fossile brændstoffer.

For at forsøge at afhjælpe begrænsningsproblemer i Texas, der har installeret den mest vindkraftproducerende kapacitet i enhver stat, opbyggede Public Utility Commission et $ 7 milliarder system med transmissionslinjer for et par år siden. Kendt som den konkurrencedygtige vedvarende energizone (CREZ) spænder den 3600 miles fra det blæsende vest til de mere befolkede østlige og centrale regioner i staten og bærer nok elektricitet til at betjene cirka 1.700 hjem.

"Vi ville ikke have så meget vind [energi] i Texas, hvis vi ikke byggede CREZ, siger Joshua Rhodes, en postdoktorisk forsker ved University of Texas ved Austins Energy Institute. Men på samme tid, bemærker Rhodes, Systemet var langt fra perfekt fra begyndelsen. Transmissionsinfrastrukturen kunne næppe følge med den kraft, der produceres af nye vindmølleparker over hele staten. Transmissionslinjerne var på fuld kapacitet, ikke længe efter at projektet var afsluttet. (Selvom det kun var sent på nat, når vinden blæser stærkest og producerer mest strøm.)

Men Rhodes bemærker en mulig løsning på problemet. ”I de varme sommerdage, hvor vinden ikke blæser, er der masser af sol, der rammer jorden, ” siger han. ”Der er masser af plads på de transmissionslinjer om sommeren til at strømme ind i det. De har komplementære produktionsprofiler, så vi får det til at være sol om dagen og vind om natten - de producerer ikke rigtig på samme tid meget ofte. ”

Denne dobbeltfunktionelle CREZ-infrastruktur kunne vise sig at være utrolig nyttig. Solenergi i staten vokser hurtigt og forventes at vokse med næsten 5.000 megawatt i de næste fem år, ifølge Solar Energy Industries Association. Landsdækkende har nye teknologier som dynamiske elektriske netsimuleringer bidraget til at øge antallet af vedvarende energiforbrug ved at tilpasse sig udbud og efterspørgsel hele dagen.

Men der mangler en anden stor ting infrastruktur: billige lagerenheder. ”Den virkelige ting, der ville give en meget mere vedvarende generation på samme transmission, ville være billig batterilagring, ” siger Rhodes. "Derefter kan du sende strøm langs linjerne, når vinden og solenergien gør det, og når de ikke er det, kan du lade batterierne ud."

Storskala batterilagring er en af ​​de nyere opbevaringsløsninger derude. Og forskere hævder, at det er en langt mere plausibel løsning end andre rene energilagringsløsninger fra fortiden. F.eks. Har pumpet hydroopbevaring eksisteret siden begyndelsen af ​​det 20. århundrede, men det har ikke vist sig at være funktionelt eller økonomisk. I denne type opbevaring pumpes vand ved hjælp af overskydende elektricitet fra en turbin fra et reservoir i lavere højde og opbevares i en højere højde. Når vandet strømmer ned gennem en turbine, genererer det elektricitet.

”Udfordringen er, at du har brug for en bestemt form for geografisk sted, ” siger David Hart, direktøren for Center for Videnskab, Teknologi og Innovationspolitik ved George Mason University. Derudover tilføjes miljøhensyn og den lange tilladte proces til at bygge et hydroanlæg, og det bliver sværere at opføre nye anlæg.

Batterier er også mere fleksible, siger Hart. For det første kan de fungere som en pålidelig sikkerhedskilde. I tilfælde af strømafbrydelse kan et batteri tændes hurtigt for at kompensere. Sidste måned, i Australien, hjalp et gigantisk lithium-ion-batteri bygget af Tesla med at genoprette strømmen til landets net i et brøkdel af et sekund efter en uventet fiasko i et kraftværk. Batterier kan også opbevare ekstra energi. Hvis der er overskydende strøm under spidsvind eller solproduktion, kan et batteri opbevare al den energi til fremtidig brug. På denne måde fungerer et batteri i det væsentlige som slutbruger af strøm såvel som et kraftværk.

Men lige nu passer denne type dobbeltfunktionalitet ikke ind i den måde, hvorpå aktuelle energisystemer er oprettet, siger Hart. Du er enten den ene af den anden (en slutbruger eller et kraftværk), og et batteri er begge dele.

Mangler enhver national politik for klima og vedvarende energi i USA, er den gode nyhed, at prisen på lagerteknologi falder, hvilket gør det til en mere økonomisk gennemførlig løsning. Netskala-batterier bruger den samme teknologi som det batteri, du ville finde i et elektrisk køretøj, og drager fordel af de samme stordriftsfordele. ”Jo flere elektriske køretøjer du har, jo lavere er prisen på batterierne, ” siger Hart.

Nu har du en rigtig god undskyldning for at forkæle dig selv med Porsches nye elektriske sportsvogn - gør det for planeten.

Rabatterede Amazon-enheder og andre gode tilbud, der sker i dag

Rabatterede Amazon-enheder og andre gode tilbud, der sker i dag

Pingviner kan have øer til at takke for deres forskellige udseende

Pingviner kan have øer til at takke for deres forskellige udseende

AI kan finde ud af et steds politik ved at analysere biler i Google Street View

AI kan finde ud af et steds politik ved at analysere biler i Google Street View