Необходимость сокращения выбросов в энергетическом секторе мотивировала использование гидроэнергии, солнечной энергии и энергии ветра, а также создание более эффективных зданий, которые потребляют меньше энергии. И эти решения действительно слегка уменьшен мировые выбросы энергии на душу населения. Но как только возобновляемые источники энергии действительно становятся доминирующими, вся концепция «энергоэффективности» устареет.
Проще говоря, энергоэффективность - это количество энергии, используемой для производства услуг, таких как тепло, транспорт или развлечения. На практике, особенно применительно к зданиям и городам, эта цель приводит к «сокращению потребления энергии во все времена».
Такая стратегия имеет смысл, когда энергия в основном генерируется из углеродоемких ископаемых видов топлива, на электростанциях, которые могут легко включаться и выключаться по мере изменения спроса. Существует простая и прямая связь: если вы используете меньше энергии, будет сжигаться меньше угля или газа, и будет выбрано меньше углерода.
Но возобновляемая энергия меняет ситуацию. Ветер и солнце являются свободными и почти бесконечными, и поэтому каждая дополнительная единица генерируемой энергии не только чиста, но и по существу свободный, С небольшим отставанием от использования большего количества электроэнергии, когда оно доступно, нам нужно будет пересмотреть эффективность использования энергии.
Слишком меньше?
Суть проблемы заключается в необходимости сбалансировать спрос и предложение. В системах электроснабжения они должны быть равномерно согласованы во времени или система рухнет, оставив всех без власти. Это не является большой проблемой, когда большинство поколений управляемо и может реагировать на изменения баланса спроса и предложения, например, если у крупного генератора возникла проблема или если Люди 26m все поставили чайник однажды.
Изображение полностью отличается, когда электричество в основном возобновляется. На этом этапе в генерации, возможно, произойдут изменения в количестве солнечного света или ветра. И поскольку турбины и солнечные батареи будут в значительной степени перемещать традиционные электростанции, будет меньше контролируемых генераторов для баланса спроса и предложения (турбины и панели, конечно, могут быть отключены, но ветер и солнце не могут быть включены). Фактически, некоторые электростанции будут работать только ради балансировки системы.
В этом контексте, что происходит, когда есть излишек? Не всегда можно уменьшить выход управляемых (в основном, ископаемых) генераторов либо потому, что они не могут реагировать достаточно быстро, либо потому, что им нужно оставаться в сети, чтобы помочь сбалансировать систему в ближайшем будущем. Возможно, можно будет хранить некоторое количество избыточного электричества в батарее для использования позже, но батареи по-прежнему очень дороги. Нам далеко не хватит места для этого, чтобы стать реалистичным вариантом. При большей мощности, чем используется, чистая и дешевая электроэнергия может пойти впустую.
Это вопрос времени
Сроки являются ключевыми. Если люди сосредоточены на минимизации того, сколько электроэнергии они используют в любое время, тогда они в конечном итоге упустит преимущества использования чистой и дешевой возобновляемой энергии для стирки, предварительного подогрева домов, зарядки автомобилей или других гибких по времени услуг. Они могут даже переключиться с газа на электрическое отопление в моменты, когда большинство электроэнергии возобновляется, что может увеличить потребление электроэнергии, но снизить общие затраты на электроэнергию и выбросы.
Потребление в идеале было бы уменьшено в разы, когда это означало отключение генераторов ископаемого топлива, а не ветряных или солнечных ферм. Действительно, клиенты уже заплатили за использование большего количества электроэнергии в периоды избытка возобновляемой энергии. Эти схемы «реагирования на спрос», в которых гибкие потребители выигрывают от изменения своего потребления (а не только уменьшения его), являются эффективным способом сделать энергию дешевле и чище.
Вопросы местоположения
Сроки сокращения потребления электроэнергии имеют значение, но также и место. Электричество, конечно, редко используется рядом с тем местом, где оно было создано, и сеть, которая связывает эти две, может стать насыщенной, особенно в периоды высокого спроса или избытка генерирования. В этих точках узкие места могут препятствовать транспортировке значительных объемов возобновляемой энергии в одной части сети от потребителей в другой. Вместо этого это требование может быть встречено электричеством из ископаемых видов топлива, в то время как возобновляемые генераторы сокращаются. Это может в конечном итоге увеличить расходы для плательщиков счетов.
Все, кто хочет видеть более чистую, более дешевую энергетическую систему, должны будут переопределить «энергоэффективность», чтобы учесть важность времени и местоположения. Помните, что использование меньшего количества электричества экономит больше денег и выбросов в определенное время суток и в некоторых местах по сравнению с другими. Хотя это может быть противоречивым, во времена и места, где возобновляемое поколение в противном случае было бы сокращено, на самом деле желательно использовать больше электроэнергии.
Об авторе
Николас Добрый, научный сотрудник, электроэнергетические и энергетические системы, Университет Манчестера и Эдуардо Мартинес Цезня, научный сотрудник, электроэнергетические и энергетические системы, Университет Манчестера
Эта статья изначально была опубликована в Беседа, Прочтите оригинал статьи.
Книги по этой теме
