Pacific Gas and Electric (PG&E) اخیراً روند خاموش کردن تأسیسات تولید دیابلو کانیون ، آخرین نیروگاه هسته ای فعال در کالیفرنیا را آغاز کرده است. این نیروگاه که در نزدیکی ساحل آویلا در سواحل مرکزی کالیفرنیا واقع شده است ، از دو راکتور 1,100 مگاواتی (مگاوات) تشکیل شده و سالانه 18,000 گیگاوات ساعت (گیگاوات ساعت) برق تولید می کند ، یعنی حدود 8.5 درصد از مصرف برق کالیفرنیا در سال 2015. ، تا این مرحله ، بزرگترین مرکز تولید برق در این ایالت.

درمورد بسته شدن قریب الوقوع Diablo Canyon، قانون اساسی ایالات متحده کالیفرنیا است SB 350، یا قانون کاهش انرژی و آلودگی پاک 2015. این اقدام سنگ بنای تلاش های مداوم دولت برای حذف گازهای سدیم برق از طریق تأمین نیاز برق به منابع انرژی تجدیدپذیر برای بخش تولید برق در سال های آینده است. این مجوز همچنین برای اجرای برنامه های طراحی شده برای دو برابر بهره وری مصرف برق و گاز طبیعی نیاز به آب و برق دارد.

اما بعضی از سوالات بدون پاسخ مهم در مورد این سیاست انرژی بلندپروازانه همچنان ادامه دارد 2025 از Diablo Canyon نشان می دهد. آیا آب و برق میتواند با استفاده از منابع تولیدی جایگزین برق را در اطراف آن تامین کند؟ و مهمتر از همه، آیا فناوری ذخیره سازی انرژی توانایی تقاضا را که ژنراتورهای سنتی انجام می دهد، فراهم می کند؟

حرکت به دور از قدرت هسته ای

نیروگاه های هسته ای در اوایل 1970 رشد چشمگیری داشته و از توانایی آنها برای تولید مقدار زیادی از برق با سرعت ثابت بدون استفاده از سوخت های فسیلی ستایش کردند.

با این حال، با توجه به نظر منفی و بازسازی های پر هزینه، ما در حال حاضر شاهد یک روند است که به موجب آن نیروگاه های هسته ای که در حال راه اندازی هستند خاموش می شوند و چندین کارخانه جدید برای ساخت و ساز در ایالات متحده برنامه ریزی شده اند.

صنایع برق به سمت تولید برق تجدید پذیر مانند انرژی خورشیدی و باد حرکت می کنند، بعضا در واکنش به نیروهای بازار و بخشی از واکنش به مقررات جدیدی که نیاز به تاسیسات برای کاهش انتشار گازهای گلخانه ای دارند. به طور خاص در کالیفرنیا، تغییر به سوی انرژی های تجدید پذیر برای دلایل بازار و محیط زیست، همراه با درک منفی عمومی انرژی هسته ای، باعث شده است آب و برق برای از بین بردن قدرت هسته ای.

در حالی که مخالفان می توانند خاموش شدن نیروگاه های هسته ای را به عنوان یک موفقیت بهداشتی و زیست محیطی تلقی کنند ، بستن نیروگاه های هسته ای با کاهش همزمان رد پای کربن ، چالش های پیش روی شرکت های بزرگ برای تأمین تقاضای مصرف برق را تشدید می کند. به عنوان مثال ، PG&E متعهد شده است که منابع انرژی تجدیدپذیر و تلاش برای بهره وری انرژی را افزایش دهد ، اما این به تنهایی به آنها کمک نمی کند که به طور شبانه روزی برق مشتریان خود را تأمین کنند. از چه مواردی می توان شکاف قابل توجهی را که با بسته شدن دیابلو کانیون به وجود آمده پر کرد؟

منابع انرژی خورشیدی و باد مطلوب هستند زیرا آنها تولید برق بدون کربن را بدون تولید ضایعات سمی و خطرناک تولید می کنند. با این حال، آنها نیز از عدم توانایی تولید برق تنها در طول روز به طور متناوب رنج می برند. انرژی خورشیدی را می توان تنها زمانی که خورشید است خارج می شود و سرعت باد غیر قابل پیش بینی است.

به منظور پاسخگویی به تقاضای برق مشتری در تمام ساعات، فناوری های ذخیره سازی انرژی، همراه با بیشتر منابع تجدیدپذیر و افزایش بهره وری انرژی، مورد نیاز خواهد بود.

ذخیره انرژی را وارد کنید

ذخیره انرژی به مدت طولانی به عنوان پانزدهایی برای ادغام انرژی های تجدید پذیر به شبکه در مقیاس وسیع شناخته شده است. جایگزینی انرژی تولید شده توسط بسته شدن دیابلو کانیون، به انرژی باد و خورشید نیاز دارد. با این حال، بیشتر تولید انرژی تجدید پذیر نیاز به ذخیره بیشتر.

در حال حاضر بسیاری از تکنولوژی های مختلف ذخیره انرژی وجود دارد و یا در حال فرآیند تجاری سازی هستند، اما هر کدام از آنها دارای چهار دسته اساسی هستند: ذخیره سازی شیمیایی مانند باتری، ذخیره سازی سینتیکی مانند فلاش, ذخیره سازی حرارتی و ذخیره سازی مغناطیسی.

تکنولوژی های مختلف در هر یک از این دسته ها می توانند از نظر آنها مشخص و مقایسه شوند:

• امتیاز قدرت: جریان الکتریکی تولید شده چه مقدار است
• ظرفیت انرژی: چقدر انرژی می تواند ذخیره یا تخلیه شود، و
• زمان پاسخ: حداقل زمان لازم برای عرضه انرژی.

چالش اصلی که در حال حاضر آب و برق ها با آن مواجه هستند، چگونگی ادغام فن آوری های ذخیره سازی انرژی برای برنامه های کاربردی ارسال انرژی خاص در مکان های خاص است.

این چالش با سیستم انتقال قدرت الکتریکی و رفتار مصرف کننده که بر اساس یک سیستم تامین انرژی تحت سلطه سوخت های فسیلی تکامل یافته است، پیچیده تر است. علاوه بر این، فن آوری های ذخیره سازی گران هستند و هنوز در حال توسعه هستند، که باعث می شود که ژنراتورهای سوخت فسیلی در کوتاه مدت مفید تر از سود اقتصادی باشند.

پیاده سازی فن آوری های ذخیره سازی

در حال حاضر در کالیفرنیا، ذخیره انرژی به طور موثر توسط نیروگاه های سوخت فسیلی تامین می شود. این گیاهان با گاز طبیعی و زغال سنگ، قدرت پایدار "بار اولیه" را فراهم می کنند و می توانند تولید را به سمت پائین تقاضا برسانند که عموما در بعداز ظهر و اوایل شب اتفاق می افتد.

یک دستگاه ذخیره انرژی تنها نمی تواند به طور مستقیم پتانسیل ظرفیت این منابع سوخت فسیلی را جایگزین کند، که می تواند تا زمانی که نیاز است، میزان بالایی از انرژی تولید کند.

ناتوانی در انجام جایگزینی مشابه برای آن، به این معنی است که یک استراتژی استراتژیک متنوع تر برای ذخیره سازی انرژی باید به منظور انتقال یکسانی به آینده انرژی کربن، اتخاذ شود. چنین مجموعه های ذخیره انرژی متعادل، لزوما ترکیبی از موارد زیر است:

• سیستم های ذخیره انرژی کوتاه مدت که قادر به حفظ کیفیت انرژی هستند، با برآورده شدن خوشه های موضعی در تقاضای پیک و نوسانات کوتاه مدت عرضه بافر. این می تواند شامل ابررایانه ها، باتری ها و چرخ های فلزی باشد که می توانند سریعا به قدرت برسد.

• ذخیره سازی انرژی با سرعت پایین که می تواند انرژی زیادی را ذخیره کند و مقدار زیادی انرژی را ذخیره کند. این سیستم ها، مانند ذخیره آب گرم و پمپاژ با انرژی خورشیدی متمرکز، قادر به تغییر فصلی بودن تولید خورشید و خدمت رسانی به نیازهای قدرت منحصر به فرد برای مصرف کنندگان بزرگ یا حساس قدرت در بخش های تجاری و صنعتی می باشند.

این مجموعه از فن آوری های ذخیره سازی باید در یک نوع از زنجیره، توزیع شده و چندگانه با استفاده از پایان، محل و یکپارچگی در شبکه مرتبط شود. علاوه بر این، سیستم های مدیریتی مورد نیاز برای کنترل چگونگی فن آوری های ذخیره سازی با شبکه می باشد.

در حال حاضر بدون ذخیره انرژی کافی در محل، آب و برق در حال حاضر از گاز طبیعی برای پر کردن شکاف در تامین برق از منابع تجدید پذیر استفاده می کند. آب و برق از گیاهان "گیاهان" استفاده می کند که گیاهان با گاز طبیعی هستند که می توانند تولید شوند یا پایین می آیند تا تقاضای برق را تامین کنند، مانند زمانی که خورشید در اوایل بعد از ظهر و عصر خیز است، در حالی که تولید آلودگی هوا و انتشار گازهای گلخانه ای در روند .

با افزایش مصرف گاز طبیعی برای تولید برق در حال افزایش است، آیا بهتر است که انرژی هسته ای را حفظ کند در حالیکه فن آوری های ذخیره سازی انرژی بالغ است؟ گرچه گاز طبیعی کمتر از زغال سنگ آلوده است، گاز طبیعی تولید گازهای گلخانه ای را تولید می کند و می تواند منجر به آن شود نشت های خطرناک محیط زیست، همانطور که در Aliso Canyon دیده می شود.

با وجود هسته ای، هنوز مشخص نیست که با اتلافات هسته ای چطور است و فاجعه در نیروگاه هسته ای ژاپن Fukushima در 2011 نشان می دهد که چگونه نیروگاه های هسته ای خطرناک فاجعه بار خطرناک است.

صرف نظر از اینکه چه چیزی به نظر شما بهترین است، واضح است که ذخیره انرژی محدودیت اصلی برای دستیابی به یک شبکه برق بدون کربن است.

تعهد کالیفرنیا به منابع انرژی تجدیدپذیر کمک کرده است که دولت را به استفاده از سوختهای کمتر فسیلی و انتشار گازهای گلخانه ای کمتری کمک کند. با این حال، برنامه ریزی دقیق لازم است تا اطمینان حاصل شود که سیستم های ذخیره انرژی برای برداشتن وظایف بار اولیه در حال حاضر توسط گاز طبیعی و انرژی هسته ای نصب شده اند، زیرا انرژی های تجدید پذیر و کارایی انرژی ممکن است قادر به حمل بار باشند.

درباره نویسنده

اریک دانیل فورنی، محقق پست مدرک کارشناسی، مهندسی مکانی، دانشگاه کالیفرنیا در لس آنجلس

الکس ریکلفز، تحلیلگر پژوهشی در جوامع پایدار دانشگاه کالیفرنیا در لس آنجلس

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

کتاب های مرتبط

at InnerSelf Market و آمازون