Съединените щати биха могли да намалят въглеродните емисии от производството на електроенергия с цели 78 процента, без да се налага да разработват нови технологии или да използват скъпи батерии, показва ново проучване. Има обаче уловка. Страната ще трябва да изгради нова национална преносна мрежа, така че държавите да могат да споделят енергия.
Свързано съдържание
- Франция си прокарва повече от 600 мили път със слънчеви панели
- Използвайки Kirigami, японското изкуство за рязане на хартия, за да изградите по-добри слънчеви панели
- Рецесия, а не фрапинг, намали спад в въглеродните емисии в САЩ
„Идеята ни беше, ако имаме национална„ междудържавна магистрала за електрони “, да преместваме силата, както е необходимо, и можем да поставим вятърните и слънчевите централи на най-добрите места“, казва съавторът на проучването Александър Макдоналд, който наскоро се пенсионира като директор на лабораторията за изследване на земната система на NOAA в Боулдър, Колорадо.
Преди няколко години MacDonald се интересуваше от твърденията, че няма налична технология, която да смекчи емисиите на въглероден двуокис, без да удвои или утрои цената на електроенергията. Когато проучи проблема, той откри, че проучванията, стоящи зад твърденията, не включват много променливо време в страната.
Един от големите проблеми с вятърната и слънчевата енергия е, че тяхната наличност зависи от времето. Solar е наличен само в слънчеви дни, а не по време на бури или през нощта. Вятърните турбини не работят, когато вятърът не духа достатъчно - или когато духа твърде много. Поради това някои проучвания твърдят, че тези технологии са жизнеспособни само ако са налични батерии с голям капацитет, за да съхраняват енергия от тези източници, които да се използват, когато не работят. Това би повишило цената на електроенергията много над днешните цени.
Но „винаги има някъде на разположение вятърна и слънчева енергия“, отбелязва MacDonald. Така той и неговите колеги се заеха да проектират нисковъглеродна система за производство на електроенергия, която по-добре да включва - и дори да се възползва - от времето на страната. Проучването им се появява днес в Nature Climate Change .
Техният компютърен модел показа, че чрез преминаване към предимно вятърни и слънчеви източници на енергия - с малко помощ от природен газ, водноелектрическа и ядрена енергия, когато времето не оказва съдействие - Съединените щати могат да намалят въглеродните емисии с 33 до 78 процента от нивата от 1990 г., в зависимост от точната цена на възобновяемата енергия и природния газ. (Колкото по-ниска е цената на възобновяемата енергия и колкото по-високи са разходите за природен газ, толкова повече ще се спестят въглерод.) Добавянето на въглища в сместа не направи електричеството по-евтино, но доведе до увеличение на въглеродните емисии с 37 процента.
Ключът към това бъдеще ще бъде развитието на система за пренос на електричество в цялата страна, така че един ветровит ден в Северна Дакота да захранва облачен, спокоен ден в Ню Йорк. Това би изисквало не само нови споразумения между щатите - Тексас, например, има собствена отделна електропреносна мрежа - но и надстройка на електропроводи, които преместват електрони от едно място на друго.
В повечето области енергията се движи по линии с променлив ток с високо напрежение, но има ограничения в това доколко тези линии могат да предават енергия. Преминаването към постоянен ток с високо напрежение би позволило на производителите на енергия да предават повече електроенергия на по-голямо разстояние. Това означава, че нови вятърни турбини и слънчеви енергийни централи могат да бъдат изградени на местата, които имат най-голям потенциал за вятърна и слънчева енергия, тъй като разстоянието от мястото, където е необходима енергия, няма значение.
Изграждането на нова мрежа за предаване на електроенергия би било голяма работа. Но компютърният модел показа, че може да бъде рентабилен, тъй като в дългосрочен план би позволил да се предлага евтина мощност, отбелязва съавторът на проучването Кристофър Клак, математик от Кооперативния институт за научни изследвания в областта на околната среда към университета в Колорадо-Боулдър,
„Чрез изграждането на тези съоръжения за пренос ние намаляваме разходите за отстраняване на въглерода, вместо да го увеличаваме“, казва той.
Някои щати, като Калифорния и Ню Йорк, вече са на път към това бъдеще с по-ниски въглеродни емисии и Вермонт току-що одобри планове за високо напрежение на постоянен ток от Канада, отбелязва Марк Джейкъбсън, атмосферен учен от университета в Станфорд. Миналата година той оглави проучване, публикувано в Proceedings of the National Academy of Sciences, което показа как Съединените щати могат да постигнат изцяло възобновяема енергия електрическа мрежа, с известна помощ от технологията за съхранение.
„Можем да използваме съществуващи предавателни пътища“, казва Джейкъбсън и просто подобряваме линиите, които минават през тях. „Нямате нужда от толкова нови пътища, колкото си мислите.“
Увеличаването на възобновяемата енергия ще има ползи в допълнение към по-ниските въглеродни емисии, като например намаляване на замърсяването на въздуха и по-ниски разходи. „Има малък недостатък на прехода“, казва той.
Плюс това, отбелязва Макдоналд, преминаването към производство на електроенергия с ниско съдържание на въглерод може да послужи като катализатор за по-ниски въглеродни емисии в сектори като отопление на дома и транспорт. „Независимо от всичко, първо трябва да направите електричество“, казва той, а останалото ще последва.
