Geskryf deur Andrew Blakers, Australiese Nasionale Universiteit
Sonne het die wêreld se gunsteling nuwe soort elektrisiteitsopwekking geword, volgens globale data wat daarop dui meer sonfotovoltaïese (PV) kapasiteit word geïnstalleer as enige ander generasie tegnologie.
Wêreldwyd is sommige 73-gigawatts van net nuwe sonkrag-PV-kapasiteit in 2016 geïnstalleer. Windenergie het tweede gekom (55GW), met steenkool verplaas na derde (52GW), gevolg deur gas (37GW) en hidro (28GW).
Saam verteenwoordig PV en wind 5.5% van die huidige energieopwekking (soos aan die einde van 2016), maar beslis byna die helfte van alle netto nuwe generasie kapasiteit wat wêreldwyd gedurende die vorige jaar geïnstalleer is.
Dit is waarskynlik dat konstruksie van nuwe steenkoolkragsentrales moontlik sal daal, moontlik redelik vinnig, aangesien PV en wind nou bykans koste-kompeterend is.
Hidro is steeds belangrik in ontwikkelende lande wat nog riviere het. Intussen het ander lae-emissie tegnologie soos kern, bio-energie, sonkrag en geotermiese klein mark aandele.
PV en wind het nou sulke groot voordele in terme van koste, produksie skaal en verskaffingskettings wat dit is moeilik om enige ander lae-uitlaat-tegnologie te sien wat hulle uitdaag binne die volgende dekade of so.
Dit is beslis die geval in Australië, waar PV en wind feitlik alle nuwe generasie kapasiteit bevat, en waar sonkrag-kapasiteit is stel 12GW deur 2020 te bereik. Wind en son PV word geïnstalleer teen 'n gesamentlike koers van ongeveer 3GW per jaar, hoofsaaklik gedryf deur die federale regering Hernubare Energiedoelwit (RET).
Dit is dubbel om die koers van die afgelope jaar te verdriedubbel, en 'n welkome terugkeer na groei ná 'n aantal jare se beduidende aktiwiteite weens politieke onsekerheid oor die RET.
As hierdie koers gehandhaaf word, dan sal 2030 meer as die helfte van Australiese elektrisiteit afkomstig wees van hernubare energie en Australië sal sy belofte onder die Parys-klimaatooreenkoms suiwer deur uitstootbesparings binne die elektrisiteitsbedryf.
Om die idee verder te neem, sou Australië die huidige gekombineerde PV en wind installasie koers tot 6GW per jaar verdubbel, sou dit 100% hernieubare elektrisiteit in ongeveer 2033 bereik. Modellering deur my navorsingsgroep stel voor dat dit nie moeilik sal wees nie, aangesien hierdie tegnologie nou goedkoper is as elektrisiteit uit nuwe steenkool en gas.
Hernubare toekoms in bereik
Die voorskrif vir 'n bekostigbare, stabiele en haalbare 100% hernubare elektrisiteitnet is relatief eenvoudig:
Gebruik hoofsaaklik PV en wind. Hierdie tegnologie is goedkoper as ander lae-emissie tegnologie, en Australië het baie sonskyn en wind. Daarom is hierdie tegnologie reeds wyd ontplooi. Dit beteken dat hulle, in vergelyking met ander hernubare energie, meer betroubare prysprojeksies het, en vermy die behoefte aan heldhaftige aannames oor die sukses van meer spekulatiewe skoon energie-opsies.
Versprei generasie oor 'n baie groot gebied. Die verspreiding van wind- en PV-fasiliteite oor wye gebiede - sê 'n miljoen vierkante kilometer van Noord-Queensland na Tasmanië - bied toegang tot 'n wye verskeidenheid van weer, en help ook om pieke in gebruikers se behoeftes te verlig.
Bou interkonneksies. Skakel die wye netwerk van PV en wind saam met hoëspanningskraglyne van die soort wat reeds gebruik word om elektrisiteit tussen state te beweeg.
Voeg berging by. Berging kan help om energie-opwekking met vraagpatrone te pas. Die goedkoopste opsie is gepompte hidro-energie berging (PHES), met ondersteuning van batterye en vraagbestuur.
Australië het tans drie PHES-stelsels - Tumut 3, Kangaroo Valley, en Wivenhoe - wat almal op riviere is. Maar daar is 'n groot aantal potensiële off-river plekke.
in 'n projek befonds deur die Australiese Hernubare Energie Agentskap, het ons geïdentifiseer 5,000 sites in Suid-Australië, Queensland, Tasmanië, die Canberra-distrik, en die Alice Springs-distrik wat potensieel geskik is vir gepompte hidroberging.
Elk van hierdie webwerwe het tussen 7 en 1,000 keer die stoorpotensiaal van die Tesla battery word tans geïnstalleer om die Suid-Australiese rooster te ondersteun. Wat meer is, pompwaterstof het 'n leeftyd van 50 jaar, vergeleke met 8-15 jaar vir batterye.
Belangrik is dat die meeste van die voornemende PHES-persele naby is waar mense woon en waar nuwe PV- en windplase gebou word.
Sodra die soektog na webwerwe in Nieu-Suid-Wallis, Victoria en Wes-Australië voltooi is, verwag ons om te ontbloot 70-100 keer meer PHES energiebergingspotensiaal as wat nodig is om 'n 100% hernubare elektrisiteitsnet in Australië te ondersteun..
Die bestuur van die rooster
Fossiele brandstofgenerators bied tans 'n ander diens aan die rooster, behalwe om net elektrisiteit te genereer. Hulle help om vraag en aanbod te balanseer, op tydskedule's tot sekondes, deur die "traagheid energie" wat in hul swaar spingenerators gestoor word.
Maar in die toekoms kan hierdie diens uitgevoer word deur soortgelyke kragopwekkers wat in gepompte hidro stelsels gebruik word. En vraag en aanbod kan ook aangepas word met behulp van vinnige batterye, aanvraagbestuur en "sintetiese traagheid" van PV- en windplase.
Wind en PV lewer toenemende mededinging vir gas regdeur die energiemark. Die prys van grootskaalse wind en PV in 2016 was A $ 65-78 per megawatt-uur. Dit is onder die huidige groothandelprys van elektrisiteit in die Nasionale Elektrisiteitsmark.
Oorvloedige anekdotiese bewyse dui daarop dat die wind- en PV-energieprys vanjaar tot A $ 60-70 per MWh gedaal het. Pryse sal waarskynlik binne 'n paar jaar onder A $ 50 per MWh dompel, ooreenkomstig huidige internasionale maatstafpryse. Dus, die netto koste om na die 100% hernubare elektrisiteitstelsel oor die volgende 15-jare te verskuif, is nul in vergelyking met die aanleg en instandhouding van fasiliteite vir die huidige fossielbrandstowwe stelsel.
Gas kan nie meer meeding met wind en PV vir die lewering van elektrisiteit nie. Elektriese hittepompe bestuur gas uit water en ruimteverhitting. Selfs vir die lewering van hoë temperatuur hitte vir die industrie, moet gas minder as A $ 10 per gigajoule kos om mee te ding met elektriese oonde wat aangedryf word deur wind en fV-krag, wat A $ 50 per MWh kos.
Wat belangriker is, hoe meer is die lae koste-PV en -wind in die huidige hoë-koste elektrisiteit omgewing, hoe meer sal hulle pryse verlaag.
Dan is daar die vraagstuk van ander soorte energieverbruik benewens elektrisiteit - soos vervoer, verhitting en nywerheid. Die goedkoopste manier om hierdie energiebronne groen te maak, is om feitlik alles te elektrifiseer, en dan in 'n elektrisiteitsnet wat deur hernubare energie aangedryf word, te prop.
'N 55% -verlaging in Australiese kweekhuisgasvrystellings kan bereik word deur die omskakeling van die elektrisiteitsnetwerk na hernubare energie, tesame met die massabepaling van elektriese voertuie vir landvervoer en elektriese hittepompe vir verhitting en verkoeling. Daarbenewens kan ons hernubare elektriese aangedrewe paaie ontwikkel om brandstowwe en chemikalieë wat op koolwaterstof gebaseer is, te vervaardig, hoofsaaklik deur elektrolyse van water om waterstof en koolstofopvang uit die atmosfeer te verkry, om 'n 83% reduksie in emissies te behaal (met die oorblywende 17% van uitstoot kom hoofsaaklik uit landbou en grond skoonmaak).
As ons dit alles doen, beteken dit dat die hoeveelheid elektrisiteit wat ons produseer, verdriedubbel, volgens my navorsingsgroep se voorlopige skatting.
Maar daar is geen tekort aan son- en windenergie om dit te bereik nie, en pryse val vinnig. Ons kan 'n skoon energie toekoms op beskeie koste bou as ons wil.
Andrew Blakers, Professor in Ingenieurswese, Australiese Nasionale Universiteit
Hierdie artikel is van Die gesprek. Lees die oorspronklike artikel.