Inovācijas

Hārvardas pētījums apšauba plašu atbalstu enerģijas lielapjoma uzkrāšanai

Hārvardas pētījums apšauba plašu atbalstu enerģijas lielapjoma uzkrāšanai



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Marčlina Mawra ūdenskrātuve [Attēlu avots:Hefins Ouens, Flickr]

Lielu izmaksu un tehnisko nenobriedumu lielapjoma elektroenerģijas uzglabāšanas sistēmās (BES), piemēram, sūknētās hidroakumulācijas (PHS), akumulatoru, šķidrā gaisa, spararatu un ūdeņraža, bieži minēja kā galvenās problēmas atjaunojamās enerģijas tehnoloģiju izplatības palielināšanā, piemēram, kā vēja enerģija un saules enerģija. Tomēr vai tiešām šo tehnoloģiju ieviešana ir nepieciešama pašreizējā atjaunojamās enerģijas ieviešanas posmā visā pasaulē? Jauns pētījums, ko veica Hārvardas universitātes zinātnieki, ir atklājis, ka šis pieņēmums ir nopietni kļūdains un ka liela enerģijas uzglabāšanas jauda nav obligāti nepieciešama atjaunojamo enerģijas avotu izmantošanai, lai panāktu siltumnīcefekta gāzu emisiju samazinājumu. Patiešām, pētījums faktiski atklāj, ka tādu tehnoloģiju kā vēja un saules enerģija pieaugums ir desmitkārtīgs, vispār nepaļaujoties uz uzglabāšanu.

BES pašlaik nav ekonomisks elektrības tirgos ar zemu atjaunojamo enerģijas avotu izplatību un zemām dabasgāzes cenām. Tā ierobežotā izmantošana nozīmē, ka tehniskie un ekonomiskie faktori nav skaidri izprotami, savukārt rentabilitātes atbalstīšanas izmaksu efektivitāti acīmredzami ierobežo BES inženiertehnisko un ekonomisko parametru atšķirības. Līdz šim neviena BES tehnoloģija, izņemot sūknētās hidroakumulācijas (PHS), nav plaši izmantota. No pašreizējās 141 gigavatu globālās elektriskās atmiņas jaudas 99 procenti ir PHS.

Tāpēc profesors Deivids Kīts, Gordons Makkejs Hārvardas Džona A. Paulsona Inženierzinātņu un lietišķo zinātņu skolas (SEAS) lietišķās fizikas profesors un Hārvardas Kenedija skolas sabiedriskās politikas profesors un SEAS absolvents Hosseins Safejs tāpēc mēģināja atklāt, cik daudz “beztaras” elektroenerģijas uzglabāšana ”ir ekonomiski efektīva, izmantojot vienkāršu modeli, lai novērtētu BES ekonomiku ar oglekļa emisiju ierobežojumiem. Uzglabāšana var nodrošināt dažādus pakalpojumus, izņemot elektroenerģijas daudz stundu uzglabāšanu, piemēram, frekvences regulēšanu, lai atbalstītu integrāciju tīklā. Kīts un Safejs tā vietā izvēlējās ierobežot savu analīzi tikai ar BES, izmantojot modeli, lai novērtētu kapitāla izmaksu lomu, kas ir vissvarīgākais tās ekonomiskās dzīvotspējas noteicošais faktors.

Uz akumulatoriem balstīta enerģijas uzkrāšanas sistēma [Attēlu avots: Portland General Electric, Flickr]

Iepriekšējais darbs šajā jomā ir pārbaudījis konkrētu BES tehnoloģiju ekonomiku salīdzinājumā ar gāzes turbīnām zemu oglekļa emisiju tīklos. Pamatojums tam ir tāds, ka gāze rada zemas oglekļa emisijas, salīdzinot ar ogles, kā arī tai ir augsta darbības elastība un zemas kapitāla izmaksas. Vairākos pētījumos ir pārbaudīta arī uzglabāšanas tehnoloģiju konkurētspēja tīkla līmenī, izmantojot sarežģītus lietderības klases modeļus, lai ņemtu vērā tīkla specifiku un tā dažādās uzticamības prasības. Problēma ir tāda, ka esošajā literatūrā par šo tēmu netiek sniegta atbilde uz parametru jautājumu “kas būtu, ja būtu” attiecībā uz iesaistītajiem cenu un veiktspējas parametriem, ja paredzams, ka BES atbalstīs atjaunojamos energoresursus, lai panāktu dziļu emisiju samazinājumu elektrības nozarē.

Kīts un Safejs modeļa izveidošanai izmantoja reālās pasaules vēja un slodzes datus. Viņi optimizēja ģenerācijas flotes lielumu un nosūtīšanas secību, lai līdz minimumam samazinātu elektroenerģijas piegādes izmaksas, ievērojot virkni BES izmaksu un siltumnīcefekta gāzu emisiju ierobežojumu. Viņi arī izvēlējās zaļā lauka analīzi, nevis aplūkoja esošo jaudu, lai koncentrētos tikai uz dziļu emisiju samazināšanu, kurā visas ogļu elektrostacijas ir pārtrauktas, vai arī alternatīvi ir oglekļa, uztveršanas un uzglabāšanas (CCS) modernizācija. Vēl viens faktors šajā lēmumā bija varbūtība, ka tik dziļi samazinājumi, visticamāk, nenotiks, kamēr esošā flote nebūs tuvojusies savas saimnieciskās darbības beigām. Tika ignorētas arī pārraides izmaksas un ierobežojumi.

Tika pārbaudītas dažādas elektroapgādes iespējas, tostarp vēja, gāzes turbīna un GES. Kīts un Safejs arī izmantoja vispārēju izsūtāmu nulles oglekļa (DZC) avotu kā aizstājēju fosilā kurināmā rūpnīcām ar oglekļa uztveršanu vai kodolspēkstacijām. Abi zinātnieki pārskatīja izvēlēto BES tehnoloģiju izmaksas, kā arī elektroenerģijas izmaksu jutīgumu pret uzglabāšanas veiktspēju dažādos emisiju ierobežojumos.

Vēja ferma [Attēlu avots: Krišna, Flickr]

Pētījumā konstatēts, ka plaša BES ieviešana tīkla mēroga uzglabāšanai nav priekšnoteikums, lai dramatiski palielinātu atjaunojamās enerģijas daudzumu, un tāpēc sezonālai uzglabāšanai nav nepieciešams ekonomisks pamatojums. Pētījums arī apstiprināja, ka periodiskus atjaunojamos energoresursus var izmantot, lai samazinātu elektroenerģijas piegādi ar tikai proporcionāli nelielu prasību pēc BES. Būtiska BES ir nepieciešama tikai tad, ja ogļskābās gāzes emisiju intensitāte sasniedz mazāk nekā 30 procentus no pašreizējā ASV vidējā līmeņa, fosilā kurināmā rūpnīcām plaši izejot.

"Nav šaubu, ka labāk būtu vairāk un labāk uzglabāt un ka saprātīgai tīkla ilgtermiņa stratēģijai būs daudz vairāk krātuves nekā šodien," sacīja profesors Kīts, runājot ar The Harvard Gazette. "Bet jums tas nav jāgaida, pirms izmantojat vairāk mainīgu atjaunojamo enerģijas avotu."

Safaei, kurš šobrīd strādā kā IHS Energy asociētais direktors, piebilda, ka patlaban zemās kapitāla izmaksas papildus labiem izmešu rādītājiem padara gāzes turbīnas par svarīgām un rentablām kandidātēm oglekļa emisiju mazināšanai. Turklāt periodisko atjaunojamo enerģijas avotu vietā vai kopā ar tiem var izmantot dispečeriskas nulles oglekļa ražošanas tehnoloģijas, piemēram, hidroenerģiju, kodolenerģiju un biomasu. "

Sallija M. Bensone, enerģijas resursu inženierijas profesore un Stenfordas universitātes Globālā klimata un enerģētikas projekta izpilddirektore, kura nepiedalījās pētījumā, raksturoja šo atklājumu kā “labu ziņu”. Viņa teica, ka ir nepieciešams vairāk laika un pētniecības un attīstības, lai samazinātu beztaras uzglabāšanas izmaksas un palielinātu ražošanu.

Džejs Apts, tehnoloģiju profesors un Karnegi Melona universitātes Elektroenerģijas nozares centra līdzdirektors, sacīja, ka Hārvardas pētījums skaidri apstiprina, ka “elektrības ražošanas radītā piesārņojuma likvidēšanas izmaksas ir viszemākās, ja tiek īstenota visu iepriekš minēto stratēģija lietots. ”

Kīts un Safejs cer, ka pētījums palīdzēs informēt pasaules valdības gan attiecībā uz lēmumiem par ieguldījumiem pētniecībā un attīstībā, gan valdības politiku.

"Mēs cenšamies izsist nozīmīgu politikas mēmu, kurā teikts, ka mainīgu atjaunojamo energoresursu izmantošanu nevar palielināt bez proporcionālas krātuves palielināšanas," sacīja Kīts. "Mēs varētu samazināt elektrības sektora oglekļa emisijas līdz mazāk nekā trešdaļai [to] pašreizējam līmenim, izmantojot mainīgus atjaunojamos energoresursus ar dabasgāzi, lai pārvaldītu periodiskumu, taču tas prasīs mums turpināt augt elektroenerģijas pārvades infrastruktūru. Starp pārsūtīšanu un uzglabāšanu notiek zāģēšana; ja kaujas organizēšana pārtrauc jaunu pārraidi, mums jāpalielina krātuve. "

Pētījums tika publicēts pirmdien, 23. jūnijārd Septembrī žurnālā Energy & Environmental Science, un to finansēja Bils Geitss, izmantojot Inovatīvu klimata un enerģētikas pētījumu fondu.


Skatīties video: Michael Sandel: The lost art of democratic debate (Augusts 2022).