Windturbines gebruikt om elektriciteit te genereren op een windmolenpark in Zuid-Afrika. Shutterstock

Er is een levendig debat woedt in Zuid-Afrika over de mate waarin hernieuwbare energiebronnen steenkool zouden moeten vervangen, vooral gezien de dreiging van klimaatverandering. De elektriciteitsvoorziening van het land is momenteel sterk afhankelijk van kolen. Hoewel het duidelijk is dat kolencentrales niet snel zullen verdwijnen, is een 100% duurzaam opgewekte elektriciteitsproductiescenario haalbaar - en wenselijk - binnen een generatie vanaf nu.

Een belangrijke wereldwijde energietransitie herdefinieert de manier waarop elektriciteit wordt opgewekt en geleverd. In het verleden werd de elektriciteitsproductie gedomineerd door grote en vaak vervuilende krachtmega-centrales die via grote stroomleidingen werden gedistribueerd. Maar de trend is nu richting kleinschalige eenheden voornamelijk voeden gelokaliseerde elektriciteitsnetwerken.

Deze veranderingen worden aangedreven door krachtige factoren. Ten eerste is er de ernstige dreiging van klimaatverandering die in belangrijke mate veroorzaakt wordt door de emissie van kolencentrales.

Een andere factor is dat kernenergie - hoewel schoon - is geworden financieel niet-concurrerend. En nucleaire installaties die al in aanbouw zijn, worden steevast geplaagd door vertragingen en kostenoverschrijdingen alsmede beschuldigingen van ongepastheid in het inkoopproces.

De andere belangrijke drijfveer was de ontwikkeling en opschaling van technologieën voor hernieuwbare energie. Dit is mogelijk gemaakt door belangrijke kostenbesparingen die wind- en zonne-fotovoltaïsche elektriciteit hebben gemaakt goedkoopste opties.

Zuid-Afrika heeft veel op het gebied van hernieuwbare energie - goede zon en kustlijnen die zich lenen voor opwekking van windenergie. Maar een aantal factoren staan ​​het vermogen om helemaal uit steenkool te komen in de weg. Het grootste is dat wind- en zonne-energie onderbroken worden en er zijn nog geen nieuwe technologieën ontwikkeld die goedkope en effectieve opslag mogelijk maken.

Het elektriciteitslandschap van Zuid-Afrika

Zuid-Afrika laatste elektriciteitsplan - De Geïntegreerd resourceplan voor elektriciteit - is in discussie. Een definitief plan voor de periode tot 2030 zal naar verwachting voor het einde van dit jaar worden geratificeerd.

Het huidige ontwerp is grotendeels positief ontvangen. Het neemt zich voor tragere groei van de elektriciteitsvraag dan eerder werd verwacht. Het sluit ook elke nieuwe nucleaire ontwikkeling uit voor de volgende 12-jaren.

Het nieuwe ontwerp beveelt een strategie aan die voorziet in een aanzienlijke groei van de productiecapaciteit voor hernieuwbare energie. Dit zou gepaard gaan met intermitterende elektriciteitsopwekking op korte termijn uit gas in fasen waarin wind en zon niet aan de vraag naar elektriciteit kunnen voldoen. Dit wordt aanbevolen als de goedkoopste optie.

De reden voor geeft de voorkeur aan gas om te zeggen, nucleair, is dat hoewel gas de duurste brandstof is die wordt gebruikt in elektriciteitsopwekking, gascentrales veel goedkoper zijn om te bouwen. Ze kunnen ook sneller worden in- en uitgeschakeld dan concurrerende brandstofgebaseerde technologieën zoals steenkool en kernenergie.

De optimale scenario-projecties

De voorgesteld scenario projecteert de toevoeging van de volgende stroomopwekkingscapaciteit tussen 2019 en 2030: 9.5GW wind, 6.8GW solar, 8.1GW gas, 6.7GW steenkool en 2.5GW waterkracht. Dit omvat projecten die al zijn goedgekeurd of in aanbouw zijn, met name de resterende eenheden uit de Medupi en Kusile kolencentrales.

Deze cijfers geven weer wat er wordt verwacht bij maximale stroomopwekkingscapaciteit - bijvoorbeeld wat windparken zouden produceren wanneer het winderig is en wat zonnepanelen zouden genereren in zonnige omstandigheden. In het geval van gas is het de bedoeling om deze capaciteit als een back-up te behandelen. Deze zouden alleen werken als de andere bronnen niet kunnen voldoen aan de vraag naar elektriciteit.

Als we kijken naar de gemiddelde elektriciteit die wordt opgewekt, wordt de energiemix van Zuid-Afrika nog steeds gedomineerd door steenkool in 2030. De afbraak van geproduceerde elektriciteit per bron zou zijn: steenkool 64%, wind 13%, zonne-energie 8%, nucleair 4%, waterkracht 3% en gas 1%.

De aanbevelingen van het plan hebben alleen betrekking op de periode 2019-2030. Maar het biedt ook conceptmodellen voor de energiemix, zo ver vooruit als 2050. Het voorspelt dat in 2050, onder het optimale scenario, 42% elektriciteit zal komen uit wind, 20% uit zonne-energie, 17% uit kolen, 11% uit gas en geen nucleair.

Dit betekent dat, volgens meest huidige energieplanningsmodellen, 100% hernieuwbare elektriciteit in Zuid-Afrika is niet aan de horizon.

Is 100% elektriciteit uit hernieuwbare bronnen mogelijk?

Verschillende landen halen al bijna al hun elektriciteit uit hernieuwbare energiebronnen. Waaronder Costa Rica, IJsland, Noorwegen en Paraguay. Ze zijn allemaal veel minder dichtbevolkte dan Zuid-Afrika, en genieten van grote waterkrachtbronnen. Zuid-Afrika, van zijn kant, is een water-schaarse land.

Maar Zuid-Afrika gaat een aantal dingen doen. Het heeft veel zonen zijn kustlijn en helling bieden geweldig locaties voor wind boerderijen.

Dus hoe zou Zuid-Afrika 100% hernieuwbare energie in zijn mix bereiken? Het kan niet vertrouwen op gas, dat geen hernieuwbare energiebron is. Noch kan het op waterkracht rekenen, hoewel mega-projecten zijn gepland langs de Kongo rivier.

Dan zijn er interessante alternatieven zoals biobrandstoffen en oceaanstroom. Maar ze zijn niet goed vastgesteld.

Dit laat wind en zon achter. De achilleshiel bij beide is dat de zoektocht naar de volledig hernieuwbare energievoorziening afhankelijk is van de mogelijkheid om elektriciteit op te slaan gegenereerd gedurende lange perioden.

enorme er is vooruitgang geboekt bij het verbeteren van de capaciteit van opslagapparaten en bij het commercialiseren van nieuw ontwikkelde technologieën. Maar goedkope langetermijnopslag van elektriciteit is nog steeds grotendeels buiten bereik - of onpraktisch.

Uiteindelijk zijn het de aard en de kosten van technologische vooruitgang - hetzij in opslag of in een van een breed scala van energieopwekkende technologieën - die zullen bepalen of Zuid-Afrika zijn energiemix drastisch kan verschuiven naar hernieuwbare energiebronnen.

Over de auteur

Hartmut Winkler, hoogleraar natuurkunde, Universiteit van Johannesburg

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanaf The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees de originele artikel.

Verwante Boeken

Drawdown: het meest uitgebreide plan ooit voorgesteld om opwarming van de aarde tegen te gaan

door Paul Hawken en Tom Steyer
In het licht van de wijdverspreide angst en apathie, is een internationale coalitie van onderzoekers, professionals en wetenschappers bij elkaar gekomen om een ​​reeks realistische en gewaagde oplossingen voor klimaatverandering aan te bieden. Honderd technieken en werkwijzen worden hier beschreven - sommige zijn bekend; sommigen heb je misschien nog nooit van gehoord. Ze variëren van schone energie tot het opleiden van meisjes in lagere inkomenslanden tot landgebruikspraktijken die koolstof uit de lucht halen. De oplossingen bestaan, zijn economisch levensvatbaar, en gemeenschappen over de hele wereld voeren ze momenteel uit met vaardigheid en vastberadenheid. Beschikbaar op Amazon

Ontwerp van klimaatoplossingen: een beleidsgids voor koolstofarme energie

door Hal Harvey, Robbie Orvis, Jeffrey Rissman
Nu de gevolgen van klimaatverandering al voor ons zijn, is de noodzaak om de wereldwijde uitstoot van broeikasgassen terug te dringen niets minder dan urgent. Het is een enorme uitdaging, maar de technologieën en strategieën om eraan te voldoen, bestaan ​​tegenwoordig. Een klein aantal goed ontworpen en geïmplementeerde energiebeleidslijnen kan ons op weg helpen naar een koolstofarme toekomst. Energiesystemen zijn groot en complex, dus het energiebeleid moet gericht en kosteneffectief zijn. One-size-fits-all benaderingen zullen de klus gewoon niet klaren. Beleidsmakers hebben een duidelijke, alomvattende bron nodig die het energiebeleid schetst dat de grootste impact zal hebben op onze klimaattoekomst, en beschrijft hoe dit beleid goed vormgegeven kan worden. Beschikbaar op Amazon

Dit verandert alles: Kapitalisme versus The Climate

door Naomi Klein
In Dit verandert alles Naomi Klein betoogt dat klimaatverandering niet alleen een kwestie is die netjes moet worden ingediend tussen belastingen en gezondheidszorg. Het is een alarm dat ons oproept om een ​​economisch systeem te repareren dat ons op veel manieren al tekortschiet. Klein bouwt nauwgezet op hoe massaal onze uitstoot van broeikasgassen wordt teruggedrongen, is onze beste kans om tegelijkertijd gapende ongelijkheden te verminderen, onze gebroken democratieën opnieuw te verbeelden en onze uitgeholde lokale economieën weer op te bouwen. Ze legt de ideologische wanhoop bloot van ontkenners van klimaatverandering, de messiaanse waanideeën van de zogenaamde geo-ingenieurs en het tragische defaitisme van te veel mainstream groene initiatieven. En ze laat precies zien waarom de markt de klimaatcrisis niet-kan en niet-kan oplossen, maar in plaats daarvan de zaken erger zal maken, met steeds extremere en ecologisch schadelijke extractiemethoden, vergezeld door een ongebreideld rampzalig kapitalisme. Beschikbaar op Amazon

Van de uitgever:
Aankopen op Amazon gaan om de kosten van het brengen van je te bekostigen InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, en ClimateImpactNews.com zonder kosten en zonder adverteerders die je surfgedrag volgen. Zelfs als u op een link klikt maar deze geselecteerde producten niet koopt, betaalt alles wat u bij hetzelfde bezoek op Amazon koopt, een kleine commissie. Er zijn geen extra kosten voor u, dus draag alstublieft bij aan de moeite. Je kan ook gebruik dan deze link te gebruiken op elk gewenst moment voor Amazon, zodat u ons kunt helpen onze inspanningen te ondersteunen.