O rețea complet regenerabilă va însemna mai multă electricitate și mai multe linii de transport. Russ Allison Loar/flickr, CC BY-NC-ND

Principala soluție pentru schimbarea climei este bine cunoscut – opriți arderea combustibililor fosili. Cum se face acest lucru este mai complicat, dar, în calitate de cercetător care se ocupă de modelarea energetică, eu și alții vedem contururile unui viitor post-combustibili fosili: Noi produce electricitate din surse regenerabile și electrifică aproape totul.

Asta înseamnă că vehiculele și trenurile funcționează cu electricitate, încălzirea clădirilor cu energie electrică pompe de căldură, electrizant aplicații industriale cum ar fi producția de oțel și utilizarea energiei electrice regenerabile pentru a face hidrogen (similar gazelor naturale) pentru alte nevoi. Așadar, accentul se pune pe alimentarea rețelei electrice cu surse regenerabile.

Există însă o dezbatere cu privire la faptul dacă sistemele de energie electrică complet regenerabilă sunt... realizabil și cat de repede Tranziția poate fi făcută. Aici susțin că fezabilitatea este clară, deci doar întrebarea tranziției este relevantă.

Tehnologii cunoscute

Un parc eolian din Texas. Texas a obținut aproximativ 15% din energia electrică din energie eoliană în 2017. Draxis/flickr, CC BY-ND

Cercetarea mea se concentrează asupra economia energiei regenerabilePentru a demonstra fezabilitatea și a estima costul sistemelor de energie electrică regenerabilă, cercetătorii utilizează modele computerizate care calculează producția potențială din diferite tehnologii în fiecare moment, pe baza condițiilor meteorologice în schimbare. Un model dezvăluie ce combinație de surse de energie electrică și sisteme de stocare a energiei are cel mai mic cost, satisfăcând în același timp cererea.

Multe studii să demonstreze că rețelele electrice complet regenerabile sunt fezabile în Statele Unite, Europa, Australia și în alte părți. Colegii mei și cu mine am finalizat recent un studiu la scară mică asupra națiunii insulare Mauritius. Insulele sunt atractive locuri pentru tranziții inițiale către surse regenerabile datorită scarii lor reduse, simplității relative și dependenței de combustibilii importați.

Există un număr de modalități de a produce energie electrică regenerabilăhidroenergie, eoliană, solară fotovoltaică, geotermală și arderea diferitelor forme de biomasă (materie vegetală), pe lângă îmbunătățirea eficienței să utilizeze mai puțină energie. Acestea sunt tehnologii mature cu costuri cunoscute.

Alte posibilități includ val, maree și concentrând energia solară, unde reflectoarele focalizează razele solare pentru a produce energie. Deși acestea ar putea fi utilizate în viitor, nevoia de a aborda schimbările climatice este urgentă și, în opinia mea, tehnologiile mature sunt suficiente.

Opinii cu privire la energie nucleară funcționează puternic, ceea ce este o altă discuție. Dar modelele arată că Statele Unite nu au nevoie de energie nucleară pentru a renunța la combustibilii fosili.

Grila viitorului

Sistemele de energie regenerabilă sunt specifice locației: cel mai bun sistem depinde de resursele locației (este vânt?), de modelul său temporal (cât de des nu este vânt?) și de disponibilitatea surselor complementare (există energie hidroelectrică de rezervă?). În ciuda acestei sensibilități a locației, studiile efectuate în locuri disparate găsesc rezultate similare.

O diversitate a surselor regenerabile poate reduce costurile. În special, energia solară și eoliană sunt complementar dacă sezonul însorit nu este sezonul vânturilor; modelele constată că o combinație a ambelor este de obicei mai puțin costisitoare decât oricare dintre acestea separat.

Pentru majoritatea tehnologiilor, o scară mai mare reduce costurileDe exemplu, în Statele Unite, fermele solare la scară largă pot fi de peste 1,000 de ori mai mari decât sistemele rezidențiale de pe acoperișuri și costă aproximativ jumătate din ele. Pentru a minimiza costurile, construim sisteme mari.

Construirea de proiecte de energie regenerabilă la scară largă, cum ar fi această centrală solară de 550 de megawați din deșertul Mojave din California, duce la costuri mai mici pentru energia produsă. Departamentul de Interne al SUA, CC BY-SA

Deoarece condițiile solare și eoliene variază în funcție de peisaj, sistemul costurile scad pe măsură ce zona de producție crește, deci trebuie să existe o rețea electrică robustă pentru a muta electricitatea din locurile unde există ofertă către locurile unde există cerere. De asemenea, avem nevoie de mai multă electricitate pentru aplicații precum transportul, care utilizează în prezent combustibili fosili. Aceasta înseamnă că rețeaua trebuie să crească.

Studiile arată că funcționarea unei rețele electrice cu energie regenerabilă variabilă va... includ neutilizarea sau eliminarea unei anumite energii uneori, o strategie care reduce costurile în comparație cu stocarea permanentă a surplusului de energie.

Totuși, o formă de stocarea energiei electrice este nevoie. Bateriile funcționează bine pentru atenuarea fluctuațiilor pe termen scurt, dar și pentru stocarea energiei timp de mai multe ore sau zile, depozitare hidroelectrică pompată este mai puțin costisitoare. Hidrocentralele pompate utilizează orice energie suplimentară din rețea pentru a pompa apa în sus, iar atunci când este nevoie de energie, apa curge înapoi în jos pentru a genera energie într-o turbină. Statele Unite au câteva exemple existente și multe locații fezabileOdată cu extinderea rețelei, stocarea poate fi amplasată la distanță de utilizatori.

Hidroelectricitatea și energia din biomasă sunt disponibile la cerere, așadar includerea acestora într-o rețea electrică regenerabilă reduce nevoia de stocare a energiei și costurile. Ambele au efecte asupra mediului care trebuie gestionate.

Administrația SUA Energy Information, CC BY

Energia hidroelectrică poate altera ecosistemele locale. Arderea biomasa emite dioxid de carbon, dar un studiu la care am lucrat arată că emisiile de biomasă sunt reversibile și sunt în mod clar preferabile din punct de vedere al emisiilor de carbon față de emisiile de combustibili fosili. Sustenabilitatea depinde, de asemenea, în mod critic de gestionarea câmpurilor de biomasă și a pădurilor; bilanțul uman în acest sens nu a fost stelar.

Sistemele de energie regenerabilă necesită teren. A studiu american arată că furnizarea exclusivă a energiei electrice din vânt, apă și soare ar necesita 0.42% din suprafața terenului, plus 1.6% din suprafața terenului pentru spațiul dintre turbinele eoliene. Energia din biomasă necesită mult mai mult teren decât energia eoliană sau solară, așa că biomasa trebuie să fie o mică parte a soluției de energie regenerabilă.

Barierele reale sunt politice și culturale

O viitoare rețea de energie electrică regenerabilă cu electrificare asociată ar putea sau nu reduce costurile cu energieÎnsă evitarea celor mai grave efecte ale schimbărilor climatice înseamnă renunțarea la combustibilii fosili, indiferent dacă acest lucru economisește sau nu bani. Totuși, tranziția către energia regenerabilă va fi mai rapidă și mai ușoară din punct de vedere politic dacă este mai puțin costisitoare.

In Mauritius, studiul nostru constată că, pe baza costurilor actuale de capital pentru energia regenerabilă, costurile energiei regenerabile sunt similare cu costurile actuale de acolo. Unele studii constată, de asemenea, că costurile viitoare ale energiei electrice regenerabile sunt mai mici decât costurile actuale ale combustibililor fosili, în cazul probabil în care costurile scad pe măsură ce construim mai multe sisteme de energie regenerabilă și devenim mai buni în acest sens.

Și asta e tot, din punct de vedere tehnic. O combinație de surse regenerabile și stocare a energiei – combinația specifică depinzând de condițiile și preferințele locale – poate furniza toată energia electrică necesară la un preț accesibil și, pe lângă aceasta, va reduce poluarea aerului.

Însă sunt necesare politici guvernamentale pentru a face o tranziție către energia regenerabilă. Schimbările climatice reprezintă un cost extern – suportat de societate, nu de producătorii de energie – așadar forțele pieței singure nu vor face tranziția. Pe lângă stabilirea unui preț pentru carbon (poate cu dividende returnate publicului), guvernul ar putea facilita construirea infrastructurii necesare. Și este nevoie de sprijin public: de exemplu, acceptarea publică a liniilor de transport pentru a transporta electricitatea din Câmpiile Mari, cu vânt puternic, către centrele orașelor este o altă provocare pentru o rețea complet regenerabilă.

Un proiect de anvergură transformării sistemului energetic va crea locuri de muncă – multe locuri de muncă – ceea ce reprezintă probabil măsura economică cea mai importantă pentru cetățeni.

Cercetările mele și ale altora arată că rețelele electrice complet regenerabile sunt fezabile cu tehnologia actuală la prețurile actuale; barierele în calea utilizării energiei electrice regenerabile sunt mai degrabă politice și culturale decât tehnologice sau economice.

Despre autor

David Timmons, profesor asociat de economie, Universitatea din Massachusetts Boston

Acest articol este republicat de la Conversaţie sub licență Creative Commons. Citeste Articol original.

Cărți conexe

Tragere: cel mai cuprinzător plan propus vreodată pentru inversarea încălzirii globale

de Paul Hawken și Tom Steyer
În fața fricii și apatiei răspândite, o coaliție internațională de cercetători, profesioniști și oameni de știință s-au reunit pentru a oferi un set de soluții realiste și îndrăznețe la schimbările climatice. Aici sunt descrise o sută de tehnici și practici - unele sunt bine cunoscute; unele despre care poate nu ai auzit niciodată. Acestea variază de la energie curată la educarea fetelor din țările cu venituri mai mici la practici de utilizare a terenurilor care scot carbonul din aer. Soluțiile există, sunt viabile din punct de vedere economic, iar comunitățile din întreaga lume le adoptă în prezent cu abilitate și determinare. Disponibil pe Amazon

Proiectarea soluțiilor climatice: un ghid politic pentru energia cu conținut scăzut de carbon

de Hal Harvey, Robbie Orvis, Jeffrey Rissman
Având deja asupra noastră efectele schimbărilor climatice, necesitatea de a reduce emisiile globale de gaze cu efect de seră nu este altceva decât urgentă. Este o provocare descurajantă, dar tehnologiile și strategiile pentru a o îndeplini există astăzi. Un set mic de politici energetice, concepute și implementate bine, ne pot pune pe calea către un viitor cu emisii reduse de carbon. Sistemele energetice sunt mari și complexe, astfel încât politica energetică trebuie să fie concentrată și rentabilă. Abordările unice pentru toate nu vor face treaba. Factorii de decizie politică au nevoie de o resursă clară, cuprinzătoare, care să prezinte politicile energetice care vor avea cel mai mare impact asupra viitorului nostru climatic și să descrie cum să proiectăm bine aceste politici. Disponibil pe Amazon

Acest lucru schimbă totul: capitalism vs. climă

de Naomi Klein
In Acest lucru schimbă totul Naomi Klein susține că schimbările climatice nu sunt doar o altă problemă care trebuie soluționată corect între impozite și asistență medicală. Este o alarmă care ne cheamă să reparăm un sistem economic care deja ne eșuează în multe feluri. Klein construiește meticulos argumentul pentru faptul că reducerea masivă a emisiilor de seră este cea mai bună șansă a noastră de a reduce simultan inegalitățile mari, de a ne reimagina democrațiile sparte și de a reconstrui economiile noastre evacuați. Ea dezvăluie disperarea ideologică a negatorilor schimbărilor climatice, iluziile mesianice ale viitorilor geoingineri și tragicul defetism al prea multor inițiative ecologice principale. Și ea demonstrează tocmai de ce piața nu - și nu poate - remedia criza climatică, ci va înrăutăți lucrurile, cu metode de extracție din ce în ce mai extreme și dăunătoare din punct de vedere ecologic, însoțite de un capitalism dezastruos. Disponibil pe Amazon

De la editor:
Achizițiile de pe Amazon merg să suporte costul aducerii dvs. InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, și ClimateImpactNews.com fără costuri și fără agenți de publicitate care vă urmăresc obiceiurile de navigare. Chiar dacă faceți clic pe un link, dar nu cumpărați aceste produse selectate, orice altceva cumpărați în aceeași vizită pe Amazon ne plătește un mic comision. Nu există costuri suplimentare pentru dvs., așa că vă rugăm să contribuiți la efort. Poti de asemenea folosi acest link de a utiliza în orice moment Amazon, astfel încât să ne puteți sprijini eforturile.