A teljesen megújuló hálózat több villamos energiát és több átviteli vezetéket jelent. Russ Allison Loar / Flickr, CC BY-NC-ND
A fő megoldás klímaváltozás közismert - hagyja abba a fosszilis tüzelőanyagok égetését. Hogyan lehet ezt megtenni, az bonyolultabb, de tudósként, aki energia modellezést végez, én és mások láthatjuk a fosszilis tüzelőanyagok jövőjének körvonalait: Mi megújuló energiaforrásokból előállítani villamos energiát, és szinte mindent villamosítani.
Ez azt jelenti, hogy járműveket és vonatokat villamoson futtatnak, az épületeket elektromos fűtéssel látják el hőszivattyúk, elektromos ipari alkalmazások például acélgyártás és megújuló villamos energia felhasználása az előállításhoz hidrogén (hasonló a földgázhoz) más követelményekhez. Tehát a hangsúly az elektromos hálózat megújuló forrásokkal való táplálására összpontosít.
Vita van azonban a teljesen megújuló villamosenergia-rendszerekről megvalósítható és a milyen gyorsan az átmenet megtehető. Itt azt állítom, hogy a megvalósíthatóság egyértelmű, tehát csak az átmeneti kérdés releváns.
Ismert technológiák
A szélerőműpark Texasban. Texas a villamos energia kb. 15% -át szélből kapta az 2017-ben. Draxis / flickr, CC BY-ND
Kutatásom a következőkre fókuszál: a megújuló energia gazdaságossága. A megújuló villamosenergia-rendszerek megvalósíthatóságának és becsült költségeinek bemutatására a kutatók számítógépes modelleket használnak, amelyek kiszámítják a különböző technológiákból származó potenciális termelést az egyes időpontokban, a változó időjárási viszonyok alapján. A modell feltárja, hogy az áramforrások és az energiatároló rendszerek melyik kombinációja jár a legalacsonyabb költséggel, miközben mindig kielégíti az igényeket.
Sok tanulmány bizonyítani, hogy a teljesen megújuló villamos hálózatok megvalósíthatók a Egyesült Államok, Európa, Ausztrália és másutt. Kollégáimmal és én nemrégiben befejeztük egy kisméretű tanulmányt a Mauritius. A szigetek vonzóak a kezdeti megújuló átmeneti helyek kis mérete, viszonylagos egyszerűsége és az importált üzemanyagoktól való függőség miatt.
Van számos olyan megújuló villamos energia előállításának módjai: víz, szél, napenergia, geotermikus és a biomassza különféle formáinak égetése (növényi anyag) a hatékonyság javítása kevesebb energiát kell felhasználni. Ezek érett technológiák, ismert költségekkel.
Egyéb lehetőségek közé tartozik hullám, árapály és a a napenergia koncentrálása, ahol a reflektorok a napsugarak fókuszálására képesek energiát termelni. Noha ezeket a jövőben is felhasználhatjuk, sürgős a klímaváltozás kezelésének szükségessége, és becslésem szerint elegendő az érett technológiákra.
Vélemények az nukleáris energia erős fuss, ami újabb beszélgetés. De a modellek azt mutatják, hogy az Egyesült Államoknak nincs szüksége atomenergiára a fosszilis tüzelőanyagok visszavonulásához.
A jövő rács
A megújuló energiarendszerek helyspecifikusak: A legjobb rendszer a hely erőforrásaitól (szeles?), Időbeli mintájától (milyen gyakran nem szeles?) És kiegészítő források rendelkezésre állásától függ (van vízenergia a tartalékhoz?) A helyérzékenység ellenére az eltérő helyeken végzett vizsgálatok hasonló eredményeket mutatnak.
A megújuló energiaforrások sokfélesége csökkentheti a költségeket. Különösen a nap és a szél kiegészítő ha a napsütéses idõszak nem a szeles idõszak; A modellek szerint a kettő kombinációja általában olcsóbb, mint önmagában.
A legtöbb technológia esetében nagyobb méret csökkenti a költségeket. Például az Egyesült Államokban a nagyméretű napenergia-gazdaságok több mint 1,000-szer nagyobb lehet, mint a lakossági tetőtéri rendszerek, és körülbelül a költségek felének felelnek meg. A költségek minimalizálása érdekében nagy rendszereket építünk fel.
Nagyszabású megújulóenergia-projektek, például ez a 550 megawatt napelemes erőmű építése a kaliforniai Mojave-sivatagban alacsonyabb költségeket eredményez az előállított energia számára. USA Belügyminisztériuma, CC BY-SA
Mivel a napenergia és a szél viszonyok között a táj, a rendszer különbözik A költségek csökkennek, mivel egy termelőterület növekszik, tehát a robusztus elektromos hálózat az elektromos áram eljuttatása az ellátási helyekről a keresleti helyekre. További villamos energiára van szükség olyan alkalmazásokhoz, mint például a fosszilis tüzelőanyagokat használó szállításokhoz. Ez azt jelenti, hogy a rácsnak növekednie kell.
A tanulmányok azt mutatják, hogy változó megújuló energiával rendelkező elektromos hálózat üzemeltetése meg fogja valósítani magában foglalja egyáltalán nem energiafelhasználását vagy lemerítését időnként egy olyan stratégia, amely csökkenti a költségeket az energiafelesleg állandó tárolásához képest.
Mégis, valamilyen formája villamosenergia-tárolás szükség van rá. Az akkumulátorok jól működnek a rövid távú ingadozások enyhítésében, de az energia sok órán vagy napon keresztül történő tárolására szolgálnak, szivattyúzott vízerőmű olcsóbb. A szivattyúzott hidroenergia bármilyen extra energiát felhasznál a hálózatban a víz felszivattyúzására, és amikor energiára van szükség, a víz visszafolyik, hogy energiát termeljen egy turbina. Az Egyesült Államoknak van néhány létező példája és sok kivitelezhető hely. A rács kiterjesztésével a tárolóhely a felhasználóktól távol lehet.
A vízenergia és a biomassza energia igény szerint rendelkezésre áll, tehát ha ezek megújuló elektromos hálózatban vannak, akkor csökken az energiatárolási igény és csökken a költségek. Mindkettőnek környezeti hatásai vannak, amelyeket kezelni kell.
US Energy Information Administration, CC BY
A vízenergia megváltoztathatja a helyi ökoszisztémákat. Égő a biomassza széndioxidot bocsát ki, de egy tanulmány, amelyen dolgoztam, azt mutatja, hogy a biomassza-kibocsátás megfordíthatóak és egyértelműen szén-dioxid-előnyösebbek a fosszilis tüzelőanyagok kibocsátásánál. A fenntarthatóság kritikusan függ a biomassza mezők és erdők kezelésétől is; az emberi tapasztalatok ezzel kapcsolatban nem volt csillag.
A megújuló energiarendszerek földterületet igényelnek. A Amerikai tanulmány azt mutatja, hogy az összes villamosenergia-ellátáshoz szélből, vízből és napenergiából a földterület 0.42% -ára, valamint a szélturbinák közötti térhöz tartozó 1.6% -ra lenne szükség. A biomassza energiájához sokkal több földre van szükség, mint a szélre vagy a napenergiára, tehát a biomasszának a megújuló energia megoldás kis részének kell lennie.
A valódi akadályok politikai és kulturális akadályok
A jövőbeni megújuló villamosenergia-hálózat és az ehhez kapcsolódó villamosítás előfordulhat, hogy nem csökkenti az energiaköltségeket. Az éghajlatváltozás legrosszabb következményeinek elkerülése azonban azt jelenti, hogy abba kell hagyni a fosszilis tüzelőanyagokat, függetlenül attól, hogy ez pénzt takarít meg vagy sem. Ennek ellenére a megújuló átmenet gyorsabb és politikailag könnyebb lesz, ha olcsóbb.
In Mauritius, tanulmányunk megállapítja, hogy a megújuló villamos energia költségei hasonlóak a jelenlegi költségekhez, a megújuló energia jelenlegi tőkeköltségein alapulva. Néhány tanulmány emellett úgy ítéli meg, hogy a jövőbeni megújuló villamos energia költségei alacsonyabbak, mint a fosszilis tüzelőanyagok jelenlegi költségei, valószínű esetben, ha a költségek csökkennek, ha több megújulóenergia-rendszert építünk fel, és jobban tudjuk megtenni.
És ennyi, műszaki szempontból. A megújuló energiaforrások és az energiatárolás kombinációja - az adott kombináció a helyi körülményektől és preferenciáktól függően - megfizethető áron biztosíthatja az összes szükséges villamos energiát, és csökkenti a levegőszennyeződést a csomagtartóba.
Ám a megújuló energiára való áttéréshez kormányzati politikára van szükség. Az éghajlatváltozás olyan külső költség - a társadalom, nem pedig az energiatermelők viseli - tehát önmagában a piaci erők nem fogják megtenni az átmenetet. Amellett, hogy árat írnak a szénre (talán a a nyilvánosságnak visszaadott osztalékok), a kormány megkönnyítheti a szükséges infrastruktúra kiépítését. És állami támogatásra van szükség: Például a távvezetékek nyilvános elfogadása a villamosenergia átviteléhez a szeles Alföldről a városközpontokba egy újabb kihívás egy teljesen megújuló hálózat számára.
Az energiarendszer átalakításának nagyságrendű projekt fog munkahelyek létrehozása - sok munkahely - ami talán a polgárok számára a legfontosabb gazdasági intézkedés.
Engem és másoktól származó kutatások azt mutatják, hogy a teljesen megújuló villamos hálózatok megvalósíthatók a jelenlegi technológiával, jelenlegi árakon; A megújuló villamos energia felhasználásának akadályai inkább politikai és kulturális, mint technológiai vagy gazdasági akadályok.
A szerzőről
David TimmonsEgyetemi docens, Bostoni Massachusettsi Egyetem
Ezt a cikket újra kiadják A beszélgetés Creative Commons licenc alatt. Olvassa el a eredeti cikk.
Kapcsolódó könyvek
Lehívás: A globális felmelegedés visszafordítására valaha javasolt legátfogóbb terv
írta: Paul Hawken és Tom Steyer
A széles körben elterjedt félelem és apátia ellenére a kutatók, szakemberek és tudósok nemzetközi koalíciója jött össze, hogy reális és merész megoldásokat kínáljon az éghajlatváltozáshoz. Száz technikát és gyakorlatot írunk le itt - néhány közismert; néhányról, amiről talán még soha nem hallottál. A tiszta energiától kezdve az alacsony jövedelmű országok lányainak oktatásáig, a földhasználat gyakorlatáig terjednek, amelyek kiszívják a levegőt. A megoldások léteznek, gazdaságilag életképesek, és a közösségek az egész világon jelenleg készséggel és határozottan alkalmazzák őket. Elérhető az Amazonon
Klímamegoldások tervezése: Irányelv az alacsony széntartalmú energiához
Írta: Hal Harvey, Robbie Orvis, Jeffrey Rissman
Mivel az éghajlatváltozás már hatással van ránk, az üvegházhatást okozó gázok globális kibocsátásának csökkentésének szükségessége sürgető. Ijesztő kihívás, de a megvalósításának technológiái és stratégiái ma léteznek. Egy jól megtervezett és végrehajtott energiapolitika egy kis halmaza az alacsony szén-dioxid-kibocsátású jövő felé vezethet minket. Az energetikai rendszerek nagyok és összetettek, ezért az energiapolitikának koncentráltnak és költséghatékonynak kell lennie. Az egy mindenki számára megfelelő megközelítés egyszerűen nem fogja elvégezni a munkát. A döntéshozóknak világos, átfogó forrásra van szükségük, amely felvázolja azokat az energiapolitikákat, amelyek a legnagyobb hatással lesznek az éghajlati jövőnkre, és leírja, hogyan lehet ezeket a politikákat jól megtervezni. Elérhető az Amazonon
Mindent megváltoztat: a kapitalizmus és az éghajlat
készítette Naomi Klein
In Ez mindent megváltoztat Naomi Klein szerint az éghajlatváltozás nem csupán egy új kérdés, amelyet gondosan fel kell tüntetni az adók és az egészségügy között. Ez egy riasztás, amely felszólít egy olyan gazdasági rendszer rögzítésére, amely már sok szempontból kudarcot vall bennünket. Klein aprólékosan építi azt az esetet, hogy az üvegházhatást okozó kibocsátások nagymértékű csökkentése a legjobb esélyünk arra, hogy egyszerre csökkentsük a tátongó egyenlőtlenségeket, újból elképzeljük a törött demokráciáinkat és újjáépítsük a kibelezett helyi gazdaságunkat. Kihúzza az éghajlatváltozás-tagadók ideológiai kétségbeesését, a leendõ geomérnökök messiási téveszméit és a túl sok mainstream zöld kezdeményezés tragikus vereségét. Pontosan megmutatja, hogy a piac miért nem oldotta meg - és nem tudja - megoldani az éghajlati válságot, hanem ehelyett még rosszabbá teszi a dolgokat, egyre szélsőségesebb és ökológiai szempontból káros extrakciós módszerekkel, melyeket rohamos katasztrófa-kapitalizmus kísér. Elérhető az Amazonon
A kiadótól:
Az Amazon vásárlásai fedezik az Ön költségeit InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, és a ClimateImpactNews.com ingyenesen és hirdető nélkül, amely nyomon követi az Ön böngészési szokásait. Még akkor is, ha rákattint egy linkre, de nem vásárolja meg ezeket a kiválasztott termékeket, bármi más, amit ugyanazon az Amazon látogatáskor vásárolt meg, kis jutalékot fizet nekünk. Nincsenek többletköltségek, ezért kérjük, járuljon hozzá az erőfeszítéshez. Te is használja ezt a linket bármikor felhasználhatja az Amazon-ra, így segítheti erőfeszítéseink támogatását.
