ГлавнаяЛюдиОдна только солнечная энергия не решит потребности в энергии или климате

Одна только солнечная энергия не решит потребности в энергии или климате

Vineyard Wind 1, крупнейший оффшор...
Vineyard Wind 1, крупнейший проект морской ветряной электростанции в США

Недавние сообщения о том, что солнечная мощность скоро превысит мощность ядерной, раскрывают важный факт. Он также скрывает важное различие, необходимое для понимания контекста производства энергии, использования и последствий выбора вариантов поставок в будущем.

Как исполнительный директор Института устойчивой энергетики Ватерлоо (WISE) и ведущий автор Equinox Blueprint Energy 2030, технологической дорожной карты для электрифицированного будущего с низким уровнем выбросов углерода, я исследовал варианты энергии, альтернативы и их полезность. Я также обнаружил, что люди путаются в терминологии.

Поиск потенциальных клиентов
  • Регион / Страна

  • Сектор

Установленная мощность в киловаттах (кВт) не равна энергии, произведенной в киловатт-часах (кВтч), а энергетические услуги, которые мы требуем и за которые платим (такие как приготовление пищи, охлаждение, освещение, развлечения), измеряются в киловатт-часах. Для крупномасштабных промышленных целей выход измеряется в мегаватт-часах (МВтч) или гигаватт-часах (ГВтч).

Техническая способность любой энергетической технологии производить полезную энергию измеряется выходной мощностью. Из-за эффективности преобразования энергии выход солнечной энергии, как правило, невелик.

Например, энергия, полученная от большого количества солнечных батарей, объединенных в 1,000 мегаватт (МВт) установленной мощности, обеспечит в среднем энергетический эквивалент 10–12 процентов ее мощности. Напротив, атомная станция вырабатывает энергию на уровне от 80 до 90 процентов своей номинальной мощности.

Текущая глобальная установленная мощность в 224,684 253,593 МВт обеспечивает выработку энергии в размере 11 39,784 ГВтч, что эквивалентно годовому коэффициенту мощности 36,056 процентов. Точно так же установленная мощность Германии в 10.3 XNUMX МВт обеспечивает выработку энергии в размере XNUMX XNUMX ГВтч при коэффициенте мощности XNUMX%.

Так, при одной и той же установленной мощности вырабатывается солнечной энергии в восемь-девять раз меньше, чем ядерной. Если вам нужно такое же количество энергии, вам нужно будет установить эквивалентную солнечную мощность, которая выше на столько же — в восемь-девять раз больше, чем количество дополнительных солнечных батарей.

Меньше шумихи, больше фактов

Суть здесь не в том, чтобы приуменьшить ценность и положительный вклад, который солнечная энергия может внести в снижение нашей зависимости от ископаемого топлива, чтобы помочь в достижении глобального энергетического перехода к низкоуглеродной энергетике в будущем.

Ажиотаж должен умеряться реалистичной оценкой возникающего спроса на энергию на глобальном уровне и реальной возможностью удовлетворения роста спроса на энергию в очень больших масштабах.

Вы не хотите быть убежденным в том, что один вариант энергии — солнечная энергия — является единственным решением, и это также вариант, который не обеспечивает большие объемы энергии от установленной базы.

Почему это актуально? Актуальность внедрения эффективных низкоуглеродных энергетических решений почти полностью признается и признается всеми странами мира (кроме нынешней администрации США).

Будущее энергетики разнообразно и распределено

Объем и масштаб изменений, необходимых для достижения целей в области изменения климата, далеко не тривиален. Это предполагает дополняющую и усиливающую роль многих различных энергетических технологий с низкоуглеродными свойствами, таких как ветер, солнечная энергия, гидроэнергетика, геотермальная энергия, ядерная энергия и природный газ в качестве временного заменителя угля.

Этот подход дополняет друг друга, поскольку у каждой технологии есть характеристики, которые требуют внимания к ее ограничениям и гарантируют, что она может функционировать как часть интегрированной энергетической системы, обеспечивающей наибольшую ценность для конечного пользователя.

Формирующаяся энергетическая система этого века не будет похожа на энергетическую систему прошлого века, в которой преобладали центральные электростанции, передающие энергию на большие расстояния в города, поселки и села.

Распределенные энергетические ресурсы — лучшим примером которых является солнечная энергия в качестве примера А — в сочетании с мощью информационных и коммуникационных технологий (ИКТ) будут все более актуальными в нашей жизни.

Представьте, что домохозяйство становится одновременно генератором энергии (солнечная батарея на крыше) с электромобилем, способным накапливать энергию (от ветра и солнца) и продавать энергию обратно по проводам, когда это выгодно. Всем этим можно беспрепятственно управлять через виртуальную энергетическую сеть, поддерживаемую ИКТ. Таким образом, потребитель теперь стал производителем, а потребитель — «просьюмером».

Компания технологического предпринимателя Илона Маска, Tesla Inc, работает над тем, чтобы воплотить это видение в реальность сегодня, предлагая электромобили, черепицу на солнечных батареях, домашние накопители энергии и сетевые аккумуляторные системы, подключенные к сети, которые в настоящее время устанавливаются в Австралии.

Децентрализованное производство электроэнергии

Станет ли распределенная энергетика по-настоящему прорывной и полностью подорвет как бизнес-модель существующих коммунальных служб, так и инвестиции в крупную централизованную инфраструктуру?

На мой взгляд, распределенные энергетические ресурсы можно лучше всего признать положительной силой, которая поможет укрепить и повысить надежность и устойчивость «большой сети». Они также привносят атрибут выбросов в окружающую среду, который помогает усилить положительную тенденцию к будущему энергии с низким уровнем выбросов углерода.

Зачем вообще нужны большие централизованные генерирующие станции? Мировой спрос на энергию к 2050 году либо удвоится по сравнению с нынешним уровнем, либо утроится. Это в первую очередь обусловлено демографическими изменениями и изменениями доходов.

По прогнозам, к 2050 году население мира приблизится к девяти миллиардам человек, причем многие из них перейдут от крайней бедности к уровню доходов с низким и средним уровнем дохода, что означает неумолимое повышение потребности в энергии. Потепление климата является еще одним фактором роста спроса на энергию для охлаждения.

Улучшение экономического благосостояния в сочетании с необратимым сдвигом в сторону интенсивной урбанизации создает сценарий, от которого трудно отклониться: мы сталкиваемся с формирующимся глобальным контекстом, который определяется критической зависимостью от высококачественных энергетических услуг для растущего, более богатого населения, которое сталкивается с большим тепловым стрессом, чем когда-либо прежде.

Количество энергии, которое нам нужно, велико не обязательно потому, что мы жадны до энергии, а скорее потому, что мы хотим улучшить качество жизни. Это потребует крупной тонкой настройки существующей энергетической системы, которая сможет одновременно использовать лучшие характеристики всех доступных источников энергии.

Джатин Натвани  является профессором и заведующим кафедрой государственной политики в области устойчивой энергетики Онтарио инженерного факультета факультета окружающей среды Университета Ватерлоо. Эта статья была первоначально опубликована на Разговор.

 

Если вам нужна дополнительная информация об этом проекте. Текущий статус, контакты команды проекта и т.д. Пожалуйста Контакты

(Обратите внимание, что это платная услуга)

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Пожалуйста, введите ваш комментарий!
Пожалуйста, введите ваше имя здесь