Een volledig hernieuwbaar elektrisch net hebben

Een volledig hernieuwbaar elektrisch net hebben
Een volledig hernieuwbaar net betekent meer elektriciteit en meer transmissielijnen. Russ Allison Loar / flickr, CC BY-NC-ND

De belangrijkste oplossing voor klimaatverandering is bekend - stop met het verbranden van fossiele brandstoffen. Hoe dit te doen is ingewikkelder, maar als een geleerde die energiemodellering doet, zien ik en anderen de contouren van een toekomst na fossiele brandstoffen: wij maak elektriciteit met hernieuwbare bronnen en elektriseer bijna alles.

Dat betekent voertuigen en treinen op elektriciteit laten rijden, gebouwen met elektriciteit verwarmen warmtepompen, opwindend industriële toepassingen zoals staalproductie en het gebruik van hernieuwbare elektriciteit om te maken waterstof (vergelijkbaar met aardgas) voor andere vereisten. Dus de focus ligt op het voeden van het elektriciteitsnet met hernieuwbare bronnen.

Er is echter discussie over de vraag of volledig hernieuwbare elektriciteitssystemen zijn uitvoerbaar en hoe snel de overgang kan worden gemaakt. Hier betoog ik dat de haalbaarheid duidelijk is, zodat alleen de overgangsvraag relevant is.

Bekende technologieën

Een volledig hernieuwbaar elektrisch net hebben Hoe een volledig hernieuwbaar elektrisch net hebben
Een windmolenpark in Texas. Texas kreeg ongeveer 15% van zijn elektriciteit uit wind in 2017.
Draxis / Flickr, CC BY-SA

Mijn onderzoek richt zich op de economie van hernieuwbare energie. Om de haalbaarheid aan te tonen en de kosten van hernieuwbare elektriciteitssystemen te schatten, gebruiken onderzoekers computermodellen die de potentiële productie van verschillende technologieën op elk tijdstip berekenen, op basis van veranderende weersomstandigheden. Een model laat zien welke combinatie van elektriciteitsbronnen en energieopslagsystemen de laagste kosten heeft en altijd aan de vraag voldoet.

Vele studies aantonen dat volledig hernieuwbare elektrische netwerken haalbaar zijn in de Verenigde Staten, Europa, Australië en elders. Mijn collega's en ik hebben onlangs een kleinschalige studie afgerond op het eiland Mauritius. Eilanden zijn aantrekkelijk plaatsen voor initiële hernieuwbare overgangen vanwege hun kleinschaligheid, relatieve eenvoud en afhankelijkheid van geïmporteerde brandstoffen.

Er zijn een aantal manieren om duurzame elektriciteit te maken: waterkracht, wind, fotovoltaïsche zonne-energie, aardwarmte en verbranding van verschillende vormen van biomassa (plantmateriaal), bovendien verbetering van de efficiëntie om minder energie te gebruiken. Dit zijn volwassen technologieën met bekende kosten.

Andere mogelijkheden omvatten golf, getijden en concentreren van zonne-energie, waar reflectoren zonnestralen richten om stroom te produceren. Hoewel deze in de toekomst kunnen worden gebruikt, is de noodzaak om de klimaatverandering aan te pakken dringend en naar mijn inschatting volstaan ​​de volwassen technologieën.

Meningen over kernenergie sterk worden, wat een ander gesprek is. Maar modellen tonen aan dat de Verenigde Staten geen kernenergie nodig hebben om fossiele brandstoffen terug te winnen.

Het raster van de toekomst

Hernieuwbare energiesystemen zijn locatiespecifiek: het beste systeem hangt af van de bronnen van een locatie (is het winderig?), Het tijdelijke patroon (hoe vaak is het niet winderig?) En de beschikbaarheid van aanvullende bronnen (is er waterkracht voor back-up?). Ondanks deze locatiegevoeligheid vinden studies op verschillende plaatsen vergelijkbare resultaten.

Het hebben van een diversiteit aan hernieuwbare bronnen kan de kosten drukken. In het bijzonder, zijn zonne- en wind complementair als het zonnige seizoen niet het winderige seizoen is; modellen vinden dat een combinatie van beide doorgaans goedkoper is dan beide alleen.

Voor de meeste technologieën grotere schaal vermindert kosten. In de Verenigde Staten kunnen grootschalige zonneparken bijvoorbeeld meer dan 1,000 keer groter zijn dan daksystemen voor woningen en ongeveer de helft van de kosten. Om de kosten te minimaliseren, bouwen we grote systemen.

Een volledig hernieuwbaar elektrisch net hebben Hoe een volledig hernieuwbaar elektrisch net hebben
Het bouwen van grootschalige projecten voor duurzame energie, zoals deze 550-megawatt-zonne-energiecentrale in de Mojave-woestijn in Californië, leidt tot lagere kosten voor geproduceerde energie.
Amerikaanse ministerie van binnenlandse zaken, CC BY-SA

Omdat de zonne- en windomstandigheden variëren over het landschap, systeem de kosten dalen naarmate een productiegebied groeit, dus er moet een zijn robuust elektrisch net om elektriciteit te verplaatsen van plaatsen waar aanbod is naar plaatsen van vraag. We hebben ook meer elektriciteit nodig voor toepassingen zoals transport die momenteel fossiele brandstoffen gebruiken. Dit betekent dat het rooster moet groeien.

Studies tonen aan dat het exploiteren van een elektrisch netwerk met variabele hernieuwbare energie dat zal doen inclusief het niet gebruiken of dumpen van wat energie soms een strategie die de kosten verlaagt in vergelijking met het altijd opslaan van overtollige energie.

Toch is een vorm van elektriciteit opslag is nodig. Batterijen werken goed om kortetermijnschommelingen weg te werken, maar om uren of dagen energie op te slaan, verpompte hydro-elektrische opslag is minder duur. Gepompte hydro verbruikt extra energie in het rooster om water bergop te pompen, en wanneer energie nodig is, loopt het water terug naar beneden om stroom in een turbine te genereren. De Verenigde Staten hebben enkele bestaande voorbeelden en veel haalbare locaties. Bij uitbreiding van het net kan de opslag zich op een afstand van gebruikers bevinden.

Waterkracht en biomassa-energie zijn op aanvraag beschikbaar, dus als deze in een hernieuwbaar elektrisch netwerk zijn, wordt de behoefte aan energieopslag kleiner en worden de kosten verlaagd. Beide hebben milieueffecten die moeten worden beheerd.

Een volledig hernieuwbaar elektrisch net hebben Hoe een volledig hernieuwbaar elektrisch net hebben
US Energy Information Administration, CC BY

Waterkracht kan lokale ecosystemen veranderen. Brandend biomassa stoot kooldioxide uit, maar een studie waaraan ik heb gewerkt, laat zien dat de uitstoot van biomassa zijn omkeerbaar en hebben duidelijk de voorkeur boven de uitstoot van fossiele brandstoffen. Duurzaamheid hangt ook kritisch af van het beheer van biomassavelden en bossen; het menselijke track record hierover is niet fantastisch geweest.

Hernieuwbare energiesystemen vereisen land. EEN Amerikaans onderzoek toont aan dat het leveren van alle elektriciteit uit wind, water en zonne-energie 0.42% van het landoppervlak nodig heeft, plus 1.6% van het landoppervlak voor ruimte tussen windturbines. Biomassa-energie vereist veel meer land dan wind of zonne-energie, dus biomassa moet een klein deel van de duurzame energieoplossing zijn.

Echte barrières zijn politiek en cultureel

Een toekomstig hernieuwbaar elektriciteitsnet met bijbehorende elektrificatie kan wel of niet energiekosten verlagen. Maar het vermijden van de ergste effecten van klimaatverandering betekent stoppen met fossiele brandstoffen, ongeacht of dit geld bespaart. Toch zal de hernieuwbare overgang sneller en politiek gemakkelijker zijn als deze goedkoper is.

In Mauritius, vindt onze studie dat de kosten van hernieuwbare elektriciteit daar vergelijkbaar zijn met de huidige kosten, op basis van de huidige kapitaalkosten voor hernieuwbare energie. Sommige studies vind ook dat de kosten voor toekomstige hernieuwbare elektriciteit lager zijn dan de huidige fossiele brandstofkosten, in het waarschijnlijke geval dat de kosten dalen naarmate we meer duurzame energiesystemen bouwen en daar beter in worden.

En dat is het, technisch gezien. Een combinatie van hernieuwbare bronnen en energieopslag - de specifieke combinatie afhankelijk van de lokale omstandigheden en voorkeuren - kan alle benodigde elektriciteit leveren tegen een betaalbare prijs en zal de luchtvervuiling verminderen.

Maar overheidsbeleid is nodig om een ​​transitie naar duurzame energie te maken. Klimaatverandering is een externe kost - gedragen door de maatschappij in plaats van door energieproducenten - dus marktkrachten alleen zullen de overgang niet maken. Naast het plaatsen van een prijs op koolstof (misschien met dividenden teruggegeven aan het publiek), kan de overheid het gemakkelijker maken om de benodigde infrastructuur te bouwen. En publieke steun is nodig: bijvoorbeeld publieke acceptatie van transmissielijnen om elektriciteit van de winderige Great Plains naar stadscentra te verplaatsen, is een andere uitdaging voor een volledig hernieuwbaar netwerk.

Een project op de schaal van het transformeren van het energiesysteem zal het scheppen van werkgelegenheid - veel banen - wat misschien de economische maatstaf is die het belangrijkst is voor de burgers.

Uit onderzoek van mij en anderen is gebleken dat volledig hernieuwbare elektrische netwerken haalbaar zijn met de huidige technologie tegen huidige prijzen; belemmeringen voor het gebruik van hernieuwbare elektriciteit zijn meer politiek en cultureel dan technologisch of economisch.

Over de auteur

David Timmons, Universitair hoofddocent economie, Universiteit van Massachusetts Boston

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
9780143130444In 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
1610919564Nu 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
1451697392In 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.

 

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeiwhihuiditjakomsnofaplptruesswsvthtrukurvi

volg InnerSelf op

facebook icontwitter iconyoutube iconinstagram pictogrampintrest pictogramrss-pictogram

 Ontvang de nieuwste via e-mail

Wekelijks tijdschrift Dagelijkse inspiratie

NIEUWSTE VIDEO'S

De grote klimaatmigratie is begonnen
De grote klimaatmigratie is begonnen
by Super User
De klimaatcrisis dwingt duizenden over de hele wereld te vluchten omdat hun huizen steeds onbewoonbaarder worden.
De laatste ijstijd vertelt ons waarom we ons zorgen moeten maken over een verandering in temperatuur van 2 ℃
De laatste ijstijd vertelt ons waarom we ons zorgen moeten maken over een verandering in temperatuur van 2 ℃
by Alan NWilliams, et al
Het laatste rapport van het Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) stelt dat zonder een substantiële afname ...
De aarde is al miljarden jaren bewoonbaar - hoe gelukkig hebben we het gehad?
De aarde is al miljarden jaren bewoonbaar - hoe gelukkig hebben we het gehad?
by Toby Tyrrell
Het kostte de evolutie 3 of 4 miljard jaar om Homo sapiens te produceren. Als het klimaat maar één keer volledig was mislukt in die ...
Hoe het weer in kaart brengen 12,000 jaar geleden kan helpen bij het voorspellen van toekomstige klimaatverandering
Hoe het weer in kaart brengen 12,000 jaar geleden kan helpen bij het voorspellen van toekomstige klimaatverandering
by Brice Rea
Het einde van de laatste ijstijd, zo'n 12,000 jaar geleden, werd gekenmerkt door een laatste koude fase genaamd de Jongere Dryas.…
De Kaspische Zee zal deze eeuw met 9 meter of meer dalen
De Kaspische Zee zal deze eeuw met 9 meter of meer dalen
by Frank Wesselingh en Matteo Lattuada
Stel je voor dat je aan de kust bent en uitkijkt over zee. Voor je ligt 100 meter kaal zand dat eruitziet als een ...
Venus leek weer op de aarde, maar door klimaatverandering werd het onbewoonbaar
Venus leek weer op de aarde, maar door klimaatverandering werd het onbewoonbaar
by Richard Ernst
We kunnen veel leren over klimaatverandering van Venus, onze zusterplaneet. Venus heeft momenteel een oppervlaktetemperatuur van ...
Vijf klimaatongevallen: een spoedcursus in verkeerde klimaatinformatie
The Five Climate Disbeliefs: een spoedcursus in verkeerde klimaatinformatie
by John Cook
Deze video is een spoedcursus over verkeerde informatie over het klimaat, waarin de belangrijkste argumenten worden samengevat die worden gebruikt om de realiteit in twijfel te trekken ...
Het noordpoolgebied is al 3 miljoen jaar niet zo warm geweest en dat betekent grote veranderingen voor de planeet
Het noordpoolgebied is al 3 miljoen jaar niet zo warm geweest en dat betekent grote veranderingen voor de planeet
by Julie Brigham-Grette en Steve Petsch
Elk jaar krimpt de zee-ijsbedekking in de Noordelijke IJszee tot half september tot een dieptepunt. Dit jaar meet het slechts 1.44 ...

LAATSTE ARTIKELEN

groene energie2 3
Vier groene waterstofkansen voor het middenwesten
by Christelijke Tae
Om een ​​klimaatcrisis af te wenden, zal het Midwesten, net als de rest van het land, zijn economie volledig koolstofarm moeten maken door...
ug83qrfw
Grote barrière om respons te eisen moet worden beëindigd
by John Moore, op aarde
Als federale regelgevers het juiste doen, kunnen elektriciteitsklanten in het Midwesten binnenkort misschien geld verdienen terwijl ...
bomen om te planten voor het klimaat
Plant deze bomen om het stadsleven te verbeteren
by Mike Williams-Rice
Een nieuwe studie stelt levende eiken en Amerikaanse platanen vast als kampioenen onder 17 "superbomen" die zullen helpen steden te maken ...
Noordzee zeebodem
Waarom we de geologie van de zeebodem moeten begrijpen om de wind te benutten?
by Natasha Barlow, universitair hoofddocent quartaire milieuverandering, Universiteit van Leeds
Voor elk land dat gezegend is met gemakkelijke toegang tot de ondiepe en winderige Noordzee, zal offshore wind de sleutel zijn om te voldoen aan de netto ...
3 natuurbrandlessen voor bossteden terwijl Dixie Fire het historische Greenville, Californië vernietigt
3 natuurbrandlessen voor bossteden terwijl Dixie Fire het historische Greenville, Californië vernietigt
by Bart Johnson, hoogleraar landschapsarchitectuur, Universiteit van Oregon
Een wildvuur brandde in heet, droog bergbos op 4 augustus door de Gold Rush-stad Greenville, Californië, ...
China kan energie- en klimaatdoelstellingen halen om steenkoolstroom af te dekken
China kan energie- en klimaatdoelstellingen halen om steenkoolstroom af te dekken
by Alvin Lin
Tijdens de klimaattop van de leider in april beloofde Xi Jinping dat China “de kolengestookte energie strikt zal controleren …
Blauw water omringd door dood wit gras
Kaart volgt 30 jaar extreme sneeuwsmelt in de VS
by Mikayla Mace-Arizona
Een nieuwe kaart van extreme sneeuwsmeltgebeurtenissen in de afgelopen 30 jaar verduidelijkt de processen die snel smelten veroorzaken.
Een vliegtuig laat rode brandvertrager op een bosbrand vallen terwijl brandweerlieden die langs een weg geparkeerd staan ​​omhoog kijken naar de oranje lucht
Model voorspelt 10-jarige uitbarsting van natuurbrand, daarna geleidelijke afname
by Hannah Hickey-U. Washington
Een blik op de toekomst van bosbranden op de lange termijn voorspelt een eerste ruwweg tien jaar durende uitbarsting van natuurbrandactiviteit, ...

 Ontvang de nieuwste via e-mail

Wekelijks tijdschrift Dagelijkse inspiratie

Nieuwe attitudes - nieuwe mogelijkheden

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.com | InnerSelf Market
Copyright © 1985 - 2021 InnerSelf Publications. Alle rechten voorbehouden.