چگونه می توان یک شبکه برق تجدید پذیر

چگونه می توان یک شبکه برق تجدید پذیر
شبکه جدید قابل تجدید به معنی برق بیشتر و خطوط انتقال بیشتر است. Russ Allison Loar / flickr, CC BY-NC-ND

راه حل اصلی برای تغییر آب و هوا شناخته شده است - سوختن سوخت های فسیلی را متوقف کنید. نحوه انجام این کار پیچیده تر است ، اما به عنوان یک محقق که الگوسازی انرژی را انجام می دهد ، من و دیگران رئوس مطالب آینده سوخت های فسیلی را می بینیم: ما با منابع تجدید پذیر الکتریسیته کنید و تقریباً همه چیز را برق دهید.

این بدان معناست که وسایل نقلیه و قطار بر روی برق کار می کنند ، ساختمان ها را با برق گرم می کنند پمپ های حرارتی، برق کاربردهای صنعتی مانند تولید فولاد و استفاده از برق تجدید پذیر برای ساخت هیدروژن (مشابه گاز طبیعی) برای سایر نیازها. بنابراین تمرکز بر روی شبکه برق با منابع تجدید پذیر است.

البته بحث در مورد اینکه آیا سیستم های برق کاملاً تجدیدپذیر هستند یا نه ، بحث برانگیز است امکان پذیر است و چقدر سریع انتقال را می توان انجام داد در اینجا استدلال می کنم که امکان سنجی روشن است ، بنابراین تنها مسئله انتقال اهمیت دارد.

فن آوری های شناخته شده

چگونه می توان یک شبکه الکتریکی قابل تجدید چگونه یک شبکه الکتریکی قابل تجدیدپذیر را در اختیار داشت
مزرعه بادی در تگزاس. وابسته به تکزاس در 15٪ از برق خود را از باد در 2017 گرفت.
Draxis / flickr, CC BY-ND

تحقیقات من روی این موضوع تمرکز دارد اقتصاد انرژی تجدید پذیر. محققان برای اثبات امکان سنجی و برآورد هزینه سیستم های برق تجدید پذیر ، از مدل های رایانه ای استفاده می کنند که تولید پتانسیل را از فن آوری های مختلف در هر مقطع از زمان ، بر اساس تغییر شرایط آب و هوایی محاسبه می کنند. یک مدل نشان می دهد که ترکیبی از منابع برق و سیستم های ذخیره انرژی دارای کمترین هزینه است در حالی که همیشه تقاضا را برآورده می کند.

بسیاری از مطالعات نشان می دهد که شبکه های برقی کاملاً تجدید پذیر در این کشور امکان پذیر است ایالات متحده, اروپا, استرالیا و در جای دیگر من و همکاران من اخیراً یک مطالعه کوچک را در جزیره کشور انجام دادیم موریس. جزایر جذاب هستند مکان هایی برای انتقال اولیه تجدید پذیر به دلیل مقیاس کوچک ، سادگی نسبی و وابستگی آنها به سوخت های وارداتی.

تعدادی از راه های تولید برق تجدید پذیر: آب ، باد ، فتوولتائیک خورشیدی ، زمین گرمایی و سوزاندن اشکال مختلف زیست توده (ماده گیاهی) ، علاوه بر این بهبود بهره وری برای استفاده از انرژی کمتری اینها فن آوری های بالغ با هزینه های شناخته شده هستند.

سایر امکانات عبارتند از: موج ، جزر و مد و تمرکز انرژی خورشیدی، جایی که بازتابنده ها اشعه خورشیدی را برای تولید نیرو متمرکز می کنند. در حالی که ممکن است در آینده از این موارد استفاده شود ، نیاز به پرداختن به تغییرات آب و هوایی ضروری است و به نظر من ، فن آوری های بالغ کفایت می کند.

نظرات در انرژی هسته ای قوی اجرا کنید ، که مکالمه دیگری است. اما مدل ها نشان می دهند که ایالات متحده برای بازنشستگی سوخت های فسیلی نیازی به انرژی هسته ای ندارد.

شبکه آینده

سیستم های انرژی تجدید پذیر دارای موقعیت مکانی خاص هستند: بهترین سیستم به منابع یک مکان بستگی دارد (آیا بادی؟ با وجود این حساسیت به مکان ، مطالعات در مکانهای مختلف نتایج مشابهی را می یابند.

داشتن تنوع در منابع تجدید پذیر می تواند هزینه ها را کاهش دهد. به ویژه ، خورشیدی و باد هستند مکمل اگر فصل آفتابی فصل باد نیست. مدل ها دریافتند که ترکیبی از هر دو به طور معمول ارزان تر از هر یک به تنهایی است.

برای اکثر فناوری ها ، مقیاس بزرگتر هزینه را کاهش می دهد. به عنوان مثال ، در ایالات متحده ، مزارع خورشیدی در مقیاس بزرگ می توانند بیش از 1,000 برابر بزرگتر از سیستم های بام مسکونی و تقریبا نیمی از هزینه باشند. برای به حداقل رساندن هزینه ، ما سیستم های بزرگی می سازیم.

چگونه می توان یک شبکه الکتریکی قابل تجدید چگونه یک شبکه الکتریکی قابل تجدیدپذیر را در اختیار داشت
ساخت پروژه های انرژی تجدید پذیر در مقیاس بزرگ ، مانند این نیروگاه خورشیدی با 550 مگاوات در صحرای موجاوه در کالیفرنیا ، منجر به هزینه های پایین تر برای انرژی تولید شده می شود.
وزارت کشور آمریكا, CC BY-SA

از آنجا که شرایط خورشیدی و باد در سطح چشم انداز ، سیستم متفاوت است با افزایش منطقه تولید ، هزینه ها کاهش می یابدبنابراین باید وجود داشته باشد شبکه الکتریکی قوی برای جابجایی برق از جاهایی که عرضه به نقاط تقاضا وجود دارد. ما همچنین برای کاربردهایی مانند حمل و نقل که در حال حاضر از سوخت های فسیلی استفاده می کنند ، به برق بیشتری نیاز داریم. این بدان معناست که شبکه باید رشد کند.

مطالعات نشان می دهد که اجرای یک شبکه برقی با انرژی تجدید پذیر متغیر است شامل استفاده نکردن یا پرتاب مقداری انرژی است در بعضی مواقع ، استراتژی کاهش هزینه در مقایسه با ذخیره انرژی مازاد.

هنوز هم ، نوعی از ذخیره انرژی لازم است. باتری ها برای هموار کردن نوسانات کوتاه مدت کار می کنند ، اما برای ذخیره انرژی برای ساعت ها یا روزها ، ذخیره سازی برق پمپ ارزانتر است هیدرو پمپ شده از هرگونه انرژی اضافی در شبکه برای پمپاژ سربالایی آب استفاده می کند و در صورت نیاز به انرژی ، آب برای تولید نیرو در توربین به پایین باز می گردد. ایالات متحده نمونه های موجود دارد بسیاری از مکانهای امکان پذیر. با گسترش شبکه ، فضای ذخیره سازی ممکن است در فاصله ای از کاربران قرار داشته باشد.

نیروگاه برق و زیست توده در صورت تقاضا در دسترس هستند ، بنابراین داشتن این موارد در یک شبکه الکتریکی تجدید پذیر ، نیاز به ذخیره انرژی را کاهش می دهد و هزینه را کاهش می دهد. هر دو اثرات زیست محیطی دارند که باید مدیریت شوند.

چگونه می توان یک شبکه الکتریکی قابل تجدید چگونه یک شبکه الکتریکی قابل تجدیدپذیر را در اختیار داشت
اداره اطلاعات انرژی آمریکا, CC BY

نیروگاه برق می تواند اکوسیستم های محلی را تغییر دهد. سوزش زیست توده دی اکسید کربن ساطع می کنداما مطالعه ای که من روی آن کار کردم نشان می دهد که انتشار زیست توده برگشت پذیر هستند و به وضوح ترجیح می دهند کربن نسبت به انتشار سوخت های فسیلی. پایداری همچنین به مدیریت مزارع زیست توده و جنگل بستگی دارد. سابقه انسانی در این مورد ستاره ای نبوده است.

سیستم های انرژی تجدید پذیر به زمین نیاز دارند. الف مطالعه ایالات متحده نشان می دهد که تأمین برق از باد ، آب و خورشیدی به 0.42٪ مساحت زمین ، به علاوه 1.6٪ مساحت زمین برای فضای بین توربین های بادی نیاز دارد. انرژی زیست توده به زمین بسیار بیشتری از باد یا خورشیدی احتیاج دارد ، بنابراین زیست توده باید جزئی از محلول انرژی تجدیدپذیر باشد.

موانع واقعی سیاسی و فرهنگی است

شبکه برق تجدید پذیر در آینده با الکتریسیته مرتبط ممکن است یا نباشد هزینه های انرژی را کاهش دهید. اما جلوگیری از بدترین تأثیر تغییرات آب و هوا به معنای کنار گذاشتن سوخت های فسیلی است ، چه این باعث صرفه جویی در هزینه شود یا نه. با این وجود ، در صورت ارزان تر شدن ، انتقال تجدید پذیر سریعتر و از نظر سیاسی آسان تر خواهد بود.

In موریسمطالعه ما نشان می دهد که هزینه های تجدید پذیر برق ، براساس هزینه های سرمایه فعلی برای انرژی های تجدید پذیر ، مشابه هزینه های فعلی در آنجا است. برخی مطالعات همچنین هزینه هایی را برای برق تجدید پذیر در آینده کمتر از هزینه های فعلی سوخت های فسیلی می دانند ، در صورت احتمالاً وقتی ما سیستم های انرژی تجدید پذیر بیشتری را می سازیم و در انجام آن بهتر می شویم ، هزینه ها کاهش می یابد.

و این همان است ، از دیدگاه فنی. ترکیبی از منابع تجدیدپذیر و ذخیره انرژی - ترکیبی خاص بسته به شرایط و ترجیحات محلی - می تواند تمام برق مورد نیاز را با قیمت مناسب تأمین کند و باعث کاهش آلودگی هوا در هوا می شود.

اما سیاست های دولت برای انتقال به انرژی های تجدید پذیر مورد نیاز است. تغییرات آب و هوایی یک هزینه خارجی است - تحمل جامعه و نه تولید کنندگان انرژی - بنابراین نیروهای بازار به تنهایی نمی توانند این انتقال را انجام دهند. علاوه بر این قیمت کربن (قیمت با قیمت) سود سهام به مردم بازگردانده شد) ، دولت می تواند ساخت زیرساخت های مورد نیاز را آسانتر کند. و پشتیبانی عمومی مورد نیاز است: به عنوان مثال ، پذیرش عمومی خطوط انتقال برای انتقال برق از دشت های بادی بزرگ به مراکز شهر یکی دیگر از چالش های شبکه قابل تجدیدپذیر است.

پروژه ای در مقیاس تبدیل سیستم انرژی ایجاد شغل - بسیاری از مشاغل - که شاید اقدامات اقتصادی مهمترین اهمیت برای شهروندان باشد.

تحقیقات من و دیگران نشان می دهد که شبکه های برقی کاملاً تجدید پذیر با تکنولوژی فعلی با قیمت های فعلی امکان پذیر است. موانع استفاده از برق تجدیدپذیر بیش از فناوری یا اقتصادی سیاسی و فرهنگی است.

درباره نویسنده

دیوید تیمونز، دانشیار اقتصاد ، دانشگاه ماساچوست بوستون

این مقاله از مجله منتشر شده است گفتگو تحت مجوز Creative Commons 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
9780143130444در 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
1610919564با توجه به تاثیرات تغییرات آب و هوایی در حال حاضر بر ما، نیاز به کاهش گازهای گلخانه ای جهانی، چیزی کم از فوری نیست. این یک چالش دلهره آور است، اما فناوری ها و استراتژی هایی برای دیدار با آن امروزه وجود دارد. مجموعه ای از سیاست های انرژی که به خوبی طراحی شده و پیاده سازی شده است، می تواند ما را در مسیر آینده ای با کمبود کربن قرار دهد. سیستم های انرژی بزرگ و پیچیده هستند، بنابراین سیاست انرژی باید متمرکز و مقرون به صرفه باشد. به سادگی تمام کارهای یکنواخت را انجام نمی دهد. سیاست گذاران به یک منبع روشن و جامع نیاز دارند که خط مشی های انرژی را که بیشترین تاثیر را در آینده ما در مورد آب و هوا دارند، مشخص می کند و نحوه طراحی این سیاست ها را خوب می داند. موجود در آمازون

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

توسط Naomi Klein
1451697392In 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.

enafarZH-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

به دنبال InnerSelf در

فیس بوک، آیکونتوییتر آیکونrss-icon

دریافت آخرین با ایمیل

{emailcloak = خاموش}

بیشترین مطلب خوانده شده