Согласно глобальным данным, солнечная энергия стала мировым любимым новым типом производства электроэнергии. более солнечная фотоэлектрическая (PV) мощность устанавливается, чем любая другая технология генерации.

Во всем мире в 73 был установлен ряд гигаватт 2016 чистой новой солнечной фотоэлектрической емкости. Энергия ветра заняла второе место (55GW), с углем, отнесенным к третьему (52GW), за которым следуют газ (37GW) и гидро (28GW).

Вместе PV и ветер представляют 5.5% от текущей генерации энергии (как в конце 2016), но в решающей степени они составляли почти половину всех чистых мощностей нового поколения, установленных в мире в течение прошлого года.

Вероятно, строительство новых угольных электростанций будет снижаться, возможно, довольно быстро, потому что PV и ветер в настоящее время являются почти конкурентоспособными по стоимости.

Hydro по-прежнему важна в развивающихся странах, где до сих пор имеются реки. Между тем, другие технологии с низким уровнем выбросов, такие как ядерная, биоэнергетическая, солнечная тепловая и геотермальная, имеют небольшие рыночные доли.

PV и ветер теперь имеют такие большие преимущества с точки зрения стоимости, масштаба производства и цепочек поставок, что это трудно увидеть любую другую технологию с низким уровнем выбросов, бросающую им вызов в течение следующего десятилетия или около того.

Это, безусловно, имеет место в Австралии, где PV и ветер составляют практически все мощности нового поколения, и где солнечная емкость PV установить 12GW на 2020, Ветер и солнечные фотоэлектрические объекты установленный с комбинированной скоростью около 3GW в год, в основном благодаря Цель возобновляемых источников энергии (RET).

Это удваивает показатель в три раза по сравнению с прошлыми годами, а также приветствует возвращение к росту после нескольких лет подчиненной деятельности из-за политической неопределенности в отношении RET.

Если эта ставка будет сохранена, то 2030 более половины австралийской электроэнергии будет поступать из возобновляемых источников энергии, и Австралия проведет залог в рамках Парижского климатического соглашения исключительно за счет экономии выбросов в электроэнергетике.

Чтобы принять идею дальше, если бы Австралия удвоила нынешний комбинированный коэффициент PV и скорости ветра до 6GW в год, он достигнет возобновляемой электроэнергии 100% примерно в 2033. Моделирование моей исследовательской группой предполагает, что это будет непросто, учитывая, что эти технологии сейчас дешевле, чем электроэнергия из нового угля и газа.

Возобновляемое будущее

Рецепт для доступной, стабильной и достижимой возобновляемой электрической сети 100% относительно прост:

1. Используйте главным образом PV и ветер. Эти технологии дешевле других технологий с низким уровнем выбросов, а в Австралии много солнечного света и ветра, поэтому эти технологии уже широко используются. Это означает, что по сравнению с другими возобновляемыми источниками энергии они имеют более надежные прогнозы цен и избегают необходимости в героических предположениях об успехе более спекулятивных вариантов чистой энергии.

2. Распределите поколение на очень большой площади. Распространение ветровых и фотоэлектрических объектов на больших площадях - скажем, в миллионе квадратных километров от северного Квинсленда до Тасмании - позволяет получить доступ к широкому спектру различных погодных условий, а также помогает сглаживать пики спроса пользователей.

3. Постройте межсоединители. Соедините широкую сеть PV и ветра с высоковольтными линиями электропередач типа, уже используемого для перемещения электричества между государствами.

4. Добавьте хранилище. Хранение может помочь подобрать производство энергии с использованием моделей спроса. Самый дешевый вариант (PHES), При поддержке батареи и управление спросом.

В настоящее время в Австралии имеется три системы PHES - Tumut 3, Долина Кенгурукачества Wivenhoe - все это на реках. Но существует огромное количество потенциальных речных участков.

В Проект финансируемый Австралийское агентство возобновляемых источников энергии, мы определили 5,000 сайтов в Южной Австралии, Квинсленде, Тасмании, Канберрском районе и районе Алис-Спрингс, которые потенциально пригодны для хранения гидронасосов.

Каждый из этих сайтов имеет между 7 и 1,000 временами потенциал хранения Аккумулятор Tesla, который в настоящее время устанавливается для поддержки сетки Южной Австралии, Более того, нагнетаемая гидросистема имеет срок службы 50 лет, по сравнению с 8-15 годами для батарей.

Важно отметить, что большинство предполагаемых участков PHES расположены вблизи людей, где строятся новые фотоэлектрические и ветряные электростанции.

После того, как поиск сайтов в Новом Южном Уэльсе, Виктории и Западной Австралии завершен, мы ожидаем 70-100 раз больше потенциала хранения энергии PHES, чем требуется для поддержки возобновляемой электросети 100% в Австралии.

Управление сеткой

Генераторы ископаемого топлива в настоящее время предоставляют еще одну услугу сетке, помимо того, что генерируют электроэнергию. Они помогают сбалансировать спрос и предложение, в зависимости от времени до нескольких секунд, через «инерционную энергию», хранящуюся в их тяжелых вращающихся генераторах.

Но в будущем эту услугу можно выполнить с помощью аналогичных генераторов, используемых в насосных гидросистемах. А спрос и предложение также можно согласовать с помощью батарей быстрого реагирования, управления спросом и «синтетической инерции» от PV и ветровых электростанций.

Ветер и PV обеспечивают все более жесткую конкуренцию за газ на всем энергетическом рынке. Цена крупномасштабного ветра и PV в 2016 была A $ 65-78 за мегаватт-час, Это ниже текущая оптовая цена электроэнергии на национальном рынке электроэнергии.

Обильные анекдотические данные свидетельствуют о том, что цена энергии ветра и PV упала до A $ 60-70 за МВт-ч в этом году по мере того, как индустрия взлетает. Цены могут упасть ниже A $ 50 за МВтч в течение нескольких лет, чтобы соответствовать текущим международным рыночным ценам. Таким образом, чистая стоимость перехода на возобновляемую систему электроснабжения 100% в течение следующих 15 лет равна нулю по сравнению с продолжением строительства и обслуживания объектов для текущей системы, работающей на ископаемом топливе.

Газ больше не может конкурировать с ветром и PV для подачи электроэнергии. Электрические тепловые насосы вытесняют газ из воды и обогревают помещение. Даже для доставки высокотемпературного тепла для промышленности газ должен стоить меньше, чем A $ 10 за гигаджоуль, чтобы конкурировать с электрическими печами, работающими от ветра и PV, стоимостью A $ 50 за МВт-ч.

Важно отметить, что чем дешевле PV и ветер будет использоваться в нынешней дорогостоящей электроэнергетической среде, тем больше они будут снижать цены.

Тогда есть проблема использования других видов энергии помимо электричества, таких как транспорт, отопление и промышленность. Самый дешевый способ сделать эти источники энергии зелеными - это электрифицировать практически все, а затем подключить их к электрическим сетям, работающим на возобновляемых источниках энергии.

Сокращение выбросов NNXX% в австралийских выбросах парниковых газов может быть достигнуто путем преобразования электрической сети в возобновляемые источники энергии, а также массового внедрения электромобилей для наземного транспорта и электрических тепловых насосов для отопления и охлаждения. Помимо этого, мы можем разработать возобновляемые электроприводные пути для производства углеводородных топлив и химических веществ, в первую очередь путем электролиза воды для получения водорода и улавливания углерода из атмосферы, для достижения уменьшения количества выбросов 55% (с остаточным 83% выбросы в основном из сельского хозяйства и очистки земель).

Выполнение всего этого будет означать утроение количества электроэнергии, которое мы производим, согласно предварительной оценке моей исследовательской группы.

Но для этого нет недостатка в солнечной энергии и энергии ветра, и цены быстро падают. Если мы захотим, мы можем построить будущее чистой энергии по скромной цене.

Об авторе

Эндрю Блейкерс, профессор инженерных наук, Австралийский национальный университет

Эта статья взята из Беседа, Прочтите оригинал статьи.

Книги по этой теме

at Внутренний рынок самовыражения и Amazon