انرژی خورشیدی و باد رقابت با نیروگاه های زغال سنگ در مورد سیستم های ذخیره انرژی است. AP Photo / Mel Evans

انرژی بدون کربن: آیا پاسخ در باد دمیدن است؟ شاید، اما باد همواره ضربه نزده و خورشید همواره درخشش ندارد. انرژی تولید شده توسط باد و انرژی خورشیدی متناوب است، به این معنی که برق تولید شده با توجه به آب و هوای بالا و پایین می رود.

اما خروجی شبکه برق باید کنترل شود تا تقاضای تغییر دوم به دوم را از مصرف کنندگان مطابقت دهد. بنابراین تقاطع انرژی باد و خورشید، یک چالش عملی برای سیستم برق است.

ذخیره انرژی یک راه حل به طور گسترده ای برای مصارف تجدیدپذیر متناوب است. ایده این است که هزینه های ذخیره سازی زمانی که باد دم می کند، یا خورشید درخشان است، و پس از آن پس از تخلیه زمانی که انرژی مورد نیاز است. ذخیره سازی برای شبکه می تواند یک باشد باتری شیمیایی مانند آنهایی که ما در دستگاه های الکترونیکی استفاده می کنیم، اما می توان آن را نیز شکل داد پمپاژ آب تا یک تپه به مخزن و تولید برق در هنگام بازگشت آن، یا ذخیره و تخلیه هوای فشرده در یک غار زیرزمینی.

شایع ترین شکل ذخیره انرژی در شبکه برق، پمپاژ آب در آب است و سپس آن را در ساعت های پیکسو برای آزاد کردن توربین قدرت آزاد می کند. واتن فال, CC BY-NC-ND

با توجه به این که ذخیره سازی یک تکنولوژی "سبز" است، دولت ها به طور فزاینده ای در مقیاس وسیع و ذخیره سازی ذخیره انرژی توزیع می کنند. به عنوان مثال، در ماه نوامبر 2017، ایالت نیویورک اندرو کومو، یک لایحه را امضا کرد اهداف برای پذیرش ذخیره توسط 2030. کشورهای دیگر با سیاست های مشابه در اورگان، ماساچوست، کالیفرنیا و مریلند هستند. شرکت هایی مانند تسلا همچنین سیستم های ذخیره سازی را به عنوان فن آوری های تمیز معرفی کرده اند.

اما آیا سیستم های ذخیره سازی بزرگ سیستم های فعلی ما را کاهش می دهند؟ در یک مطالعه اخیر، ما متوجه شدیم این مورد لزوما مورد نیست - بازتابی از اینکه چگونه سیستم برق می تواند پیچیده باشد.

نقش زغال سنگ

از آنجا که ذخیره سازی می تواند انرژی های تجدیدپذیر را برای مقابله با تقاضای متغیر فعال کند، ما اغلب فرض می کنیم که فناوری به طور ذاتی سبز است - یعنی با افزودن ذخیره و بازسازی انرژی به شبکه، ما کاهش انتشار گازهای گلخانه ای. این شبیه به توجه کردن به اینکه رایانه ها می توانند مزایای آموزش و پرورش و مزایای بهره وری را ارائه دهند، و در نتیجه فرض بر این است که همه چیز شخصی در کامپیوتر آموزشی و یا سازنده است. برای هر دو ذخیره انرژی و رایانه ها، بستگی به نحوه استفاده از آن دارد.

در تجزیه و تحلیل ما متوجه شدیم که اضافه کردن ذخیره سازی برای برخی شبکه ها باعث افزایش انتشار کربن می شود. در حالی که در نگاه اول ضد بصیرت، این نتیجه حساس است، زمانی که کسی در نظر دارد که چگونه شبکه های برق کار می کنند. به طور کلی، کل شبکه ایالات متحده به عنوان یک سیستم عامل عمل می شود مجموعه ای از زیر شبکه های منطقه ای که ایالات متحده را مانند یک تکه پچکور پوشش می دهد.

الون ماسک، مدیر عامل Tesla، باتری شرکت برای شبکه برق را در 2015 معرفی می کند. AP Photo / Ringo HW Chiu

ذخیره سازی انرژی هیچ گونه انتشار گازهای دگرگونی مانند نیروگاه های زغال سنگ یا گاز طبیعی ندارد. اما ذخیره سازی جدید بر عملکرد سایر نیروگاه ها در شبکه تأثیر می گذارد و موجب افزایش یا کاهش انتشار کربن بر اساس نوع نیروگاه های تامین برق برای این منطقه می شود.

در بیشتر موارد، سیستم های ذخیره سازی در ایالات متحده برای به حداکثر رساندن سود عمل می کنند. برای انجام این کار، ذخیره سازی "کم می کند و به شدت فروش می کند." در طول شبانه روز، وقتی که تقاضا کم است و در روز بیشتر هزینه می شود، الکتریسیته ارزان است، به ویژه وقتی که مردم از کار خود خارج می شوند و یک دسته لوازم را تبدیل می کنند. بنابراین اپراتورهای سیستم ذخیره سازی تمایل دارند در شب خریداری کنند و در طول روز به فروش برسند. بنابراین اثر خالص ذخیره سازی بر انتشار، بستگی دارد به اینکه چه نوع ژنراتورها برای پاسخگویی به تقاضای جدید در شب در مقابل روز استفاده می شود.

در شبکه های با قدرت زیادی از زغال سنگ - کشورهای غرب میانه، غربی و جنوبی به شدت به زغال سنگ تکیه کنید - گیاهان زغال سنگ معمولا برای دیدار با تغییرات جزئی در تقاضا در شب استفاده می شود. گیاهان گاز طبیعی در طول روز برای رفع نیاز به حداکثر بهره می گیرند. در این شبکه های برق، ذخیره سازی تمایل به شارژ شدن با برق زغال سنگ در شب، جابجایی گاز طبیعی در طول روز است.

انرژی زغال سنگ یک منبع کثیفتر از گاز طبیعی است که حدود دو برابر میزان انتشار کربن برای هر واحد تولید برق است. بنابراین، در مناطقی که ذخایر جدید به معنای تولید بیشتر زغال سنگ و تولید گاز طبیعی کمتر است، ذخیره سازی کل کربن را از شبکه افزایش خواهد داد.

در میدویدز، ما متوجه شدیم که اضافه کردن ظرفیت ذخیره سازی گیگاوات 3، قدرت کافی برای عرضه خانه های تقریبا 500,000 در ایالات متحده، باعث افزایش تولید کربن می شود که معادل اضافه کردن اتومبیل های 6,700 در سال به جاده است. و با افزایش ذخیره سازی بیشتر، انتشار کربن افزایش می یابد.

از سوی دیگر، ما دریافتیم که در نیویورک، دولت با قدرت کمی زغال سنگ، اضافه کردن ذخیره سازی باعث کاهش انتشار کربن می شود. غرب میانه در حال حاضر خالص ترین شبکه برق در ایالات متحده است، و نیویورک یکی از پاک ترین است، به طوری که دیگر مناطق می افتد در جایی بین.

همیشه سبز نیست

بنابراین، برنامه ریزان شبکه چگونه می توانند وعده یک ازدواج شاد بین ذخیره سازی و انرژی های تجدید پذیر را تحمل کنند، فرض بر این است که آنها باید در همان خانه با زغال سنگ عمیق پوسته قدیمی زندگی کنند؟

یک امکان این است که حتی با ذخیره سازی که برای به حداکثر رساندن سود سودمند است، اضافه کردن باد و خورشید به شبکه به اندازه کافی می تواند تاثیر زغال سنگ را برطرف کند. با داشتن انرژی قابل تجدید انرژی کافی، ذخیره سازی در هر شکل - به عنوان مثال باتری ها یا مخازن آب - به ترتیب از خورشید و باد استفاده می کنند؛ چرا که آنها ارزان ترین منابع هستند زمانی که عرضه انرژی بیش از تقاضا است. ذخیره سازی هنوز هم می تواند نیروی زغال سنگ را از شب تا به روز تغییر دهد، اما ایجاد مجدد انرژی بیشتر می تواند به اندازه کافی برای تولید گازهای گلخانه ای اضافی باشد.

مقررات را می توان طراحی کرد به طوری که سیستم های ذخیره انرژی با برق بیش از باد و خورشید شارژ می شود، که یک گام به سوی پاک سازی ذخیره سازی است. پترومالینک / Shutterstock.com

ما این را مطالعه کردیم و دریافتیم که برای شبکۀ میدوستر یک نقطه عطفی است که باد و خورشید در حدود 18 درصد از ظرفیت تولید را نشان می دهد: در این نقطه، اضافه کردن ذخیره سازی شروع به کاهش می کند نه افزایش انتشار. سطح پذیرش فعلی 10 درصد است، بنابراین قبل از ذخیره سازی در Midwest، مقدار کمی از انتشار را کاهش می دهد.

یکی دیگر از گزینه ها این است که چگونه ذخیره سازی کار می کند. به عنوان مثال، با قیمت متوسط ​​کربن، هزینه ژنراتورهای مختلف تغییر می یابد به طوری که هزینه های ذخیره سازی کمتر از کارخانه های زغال سنگ کاهش می یابد و حتی در شبکه های سنگین غرب آسیا نیز کاهش می یابد.

در حالی که مالیات کوانتومی ملی در آینده نزدیک به نظر نمی رسد، راه های دیگری برای اطمینان از نتایج سبز ذخیره سازی وجود دارد. به عنوان مثال، ایالت ها می توانند سیاست هایی را ایجاد کنند که به جای زغال سنگ، استفاده بیشتری از منابع کربن کربن را تشویق کنند.

صرفنظر از این، ذخیره سازی همیشه به ما برای استفاده از بیشتر منابع ارزان قیمت ما کمک خواهد کرد. سوال این است که آیا زغال سنگ، انرژی هسته ای یا انرژی های تجدید پذیر است.

درباره نویسنده

نگا سرجیانا گوتتی، دانشجوی دکترای انرژی و پایداری، موسسه فناوری روچستر؛ اریک هیتگرینگ، استادیار سیاست عمومی، موسسه فناوری روچستر، و اریک ویلیامز، دانشیار پایداری، موسسه فناوری روچستر

این مقاله در اصل در تاریخ منتشر شد گفتگو. دفعات بازدید: مقاله.

کتاب های مرتبط

رها کردن: برنامه جامع تر که تا کنون پیشنهاد معکوس گرم شدن جهانی شده است

توسط پل هاوک و تام استایر
در برابر ترس و بی تفاوتی گسترده، یک ائتلاف بین المللی محققان، متخصصان و دانشمندان برای جمع آوری راهکارهای واقع بینانه و جسورانه برای تغییرات آب و هوایی آماده شده است. صد روش و شیوه در اینجا توضیح داده شده است. برخی از آنها به خوبی شناخته شده اند. برخی از شما ممکن است هرگز از آن شنیده نشده است. آنها از انرژی پاک به آموزش دادن دختران در کشورهای با درآمد پایین به شیوه های استفاده از زمین است که کربن را خارج از هوا می کند. راه حل های موجود، از لحاظ اقتصادی قابل اجرا هستند، و جوامع در سراسر جهان در حال حاضر آنها را با مهارت و عزم را در اختیار دارد. موجود در آمازون

طراحی راه حل های آب و هوایی: راهنمای سیاستی برای انرژی کم کربن

توسط هال هاروی، رابی اورویس، جفری ریسمن
با توجه به تأثیرات تغییرات اقلیمی بر ما ، نیاز به کاهش انتشار گازهای گلخانه ای جهانی چیزی فوری نیست. این یک چالش دلهره آور است ، اما فناوری ها و استراتژی های پاسخگویی به آن امروز وجود دارد. مجموعه کوچکی از سیاست های انرژی ، به خوبی طراحی و اجرا شده ، می تواند ما را در مسیر آینده با کربن کم قرار دهد. سیستم های انرژی بزرگ و پیچیده هستند ، بنابراین سیاست انرژی باید متمرکز و مقرون به صرفه باشد. رویکردهای متناسب با همه کارها به سادگی کار را به پایان نمی رسانند. سیاست گذاران به یک منبع جامع و واضح نیاز دارند که سیاست های انرژی را که بیشترین تأثیر را در آینده آب و هوایی ما دارند ، به طور خلاصه بیان کند و نحوه طراحی مناسب این سیاست ها را شرح دهد. موجود در آمازون

این همه چیز تغییر: سرمایه داری در مقابل آب و هوا

توسط Naomi Klein
In این همه چیز تغییر نائومی کلین استدلال می کند که تغییر آب و هوا تنها مسئله دیگری نیست که به طور منظم بین مالیات و مراقبت های بهداشتی ثبت شود. این یک زنگ خطر است که ما را به رفع یک سیستم اقتصادی است که در حال حاضر ما را از بسیاری جهات شکست. کلاین دقیقا برای اینکه چگونه میزان انتشار گازهای گلخانه ای خود را به طور عظیم کاهش می دهد، ما بهترین فرصت را برای کاهش همزمان نابرابری های خفیف، دوباره تصور دموکراسی های شکسته ما و بازسازی اقتصادهای محلی خود داریم. او در معرض نومیدی ایدئولوژیک از انکار کنندگان تغییرات اقلیمی، خطاهای مسیحیت مهندسان ژئواستراتژیک آینده و ناکامی غم انگیز بسیاری از طرح های اصلی جریان سبز قرار می گیرد. و او به طور دقیق نشان می دهد که چرا بازار بازار بحران آب و هوایی را نداشته و نمی تواند آن را حل کند، بلکه بدتر از همه با بدتر شدن روش های استخراج سنگین و اکولوژیکی، همراه با سرمایه داری فاجعه بار است. موجود در آمازون

از ناشر:
خرید در آمازون برای هزینۀ آوردن شما هزینه می کند InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, و ClimateImpactNews.com بدون هزینه و بدون تبلیغاتی که عادت مرور شما را دنبال می کنند. حتی اگر روی یک لینک کلیک کنید اما این محصولات انتخابی را خریداری نکنید، هر چیزی که شما در همان بازدید از آمازون خریداری می کنید، یک کمیسیون را به ما می دهد. هیچ هزینه اضافی برای شما وجود ندارد، پس لطفا در تلاش باشید. شما همچنین می توانید از این لینک استفاده کنید برای استفاده از آمازون در هر زمان، بنابراین می توانید به حمایت از تلاش های ما کمک کنید.