Sonk en wind kompeteer met steenkoolkragsentrales wanneer dit kom by energie stoorstelsels. AP Foto / Mel Evans

Koolstofvrye energie: Is die antwoord in die wind waai? Miskien, maar die wind waai nie altyd nie, en die son skyn ook nie altyd nie. Die energie wat deur wind en sonkrag gegenereer word, is intermitterend, wat beteken dat die gegenereerde elektrisiteit volgens die weer op en af ​​gaan.

Maar die uitset van die elektrisiteitsnetwerk moet beheerbaar wees om die tweede-vir-tweede-veranderende vraag van verbruikers te pas. Die intermittency van wind en sonkrag is dus 'n operasionele uitdaging vir die elektrisiteitstelsel.

Energieberging is 'n wye erkenning vir die probleem van intermitterende hernubare energie. Die idee is dat berging laai wanneer die wind waai, of die son skyn, dan ontslaan later wanneer die energie benodig word. Berging vir die rooster kan 'n wees chemiese battery soos dié wat ons in elektroniese toestelle gebruik, maar dit kan ook die vorm van pomp water op 'n heuwel af na 'n reservoir en die opwekking van elektrisiteit wanneer dit terugvloei, of stoor en ontslaan saamgeperste lug in 'n ondergrondse grot.

Die mees gebruikte vorm van energieopberging op die elektriese rooster is om water opdraand te pomp en dan tydens piekure vry te stel om 'n kragturbine uit te voer. Vattenfall, CC BY-NC-ND

Gemotiveer deur die siening dat stoor 'n "groen" tegnologie is, bevorder regerings toenemend die gebruik van skaal en verspreiding van energie. Byvoorbeeld, in November 2017 het New York Gov. Andrew Cuomo 'n wetsvoorskrif onderteken teikens vir stooraanneming deur 2030. Ander lande met soortgelyke beleide is Oregon, Massachusetts, Kalifornië en Maryland. Maatskappye soos Tesla was ook brandstof stoorstelsels as skoon tegnologie.

Maar verminder groot stoorstelsels emissies in ons huidige roosters? In 'n onlangse studie, ons het gevind dat dit nie noodwendig die geval is nie - 'n weerspieëling van hoe kompleks die elektrisiteitstelsel kan wees.

Die rol van steenkool

Aangesien stoor hernubare energie in staat stel om aan die veranderende vraag te voldoen, aanvaar ons dikwels dat die tegnologie inherent groen is - dit wil sê, deur stoor en hernubare energie by die rooster by te voeg, verminder ons kweekhuisgasvrystellings. Dit is soortgelyk aan die feit dat rekenaars onderwys- en produktiwiteitsvoordele kan bied, en dan aanvaar dat alles wat 'n persoon op 'n rekenaar doen, opvoedkundig of produktief is. Vir sowel energieopslag as rekenaars hang dit af van hoe jy dit gebruik.

In ons analise het ons gevind dat die byvoeging van stoorkool, vir sommige roosters, koolstofvrystellings kan verhoog. Alhoewel dit teen die eerste oogopslag teenstellend is, is hierdie resultaat sinvol as mens oorweeg hoe elektrisiteitsnetwerk bedryf word. In breë trekke word die hele Amerikaanse rooster as 'n stel van die plaaslike subraamwerke Dit dek die VSA soos 'n lappiesbedekking.

Tesla se uitvoerende hoof, Elon Musk, stel die maatskappy se battery vir die elektriese rooster in 2015 bekend. AP Foto / Ringo HW Chiu

Energieberging het geen rookstorting soos steenkool- of aardgaskragsentrales nie. Maar nuwe berging beïnvloed die werking van ander kragsentrales op die rooster, wat lei tot 'n toename of afname in koolstofvrystellings, afhangende van die soort kragstasies wat elektrisiteit vir daardie streek voorsien.

In die meeste gevalle werk stoorstelsels in die VSA om wins te maksimeer. Om dit te doen, stoor "koop lae en verkoop hoog." Elektrisiteit is tipies goedkoop in die nag wanneer die vraag laag is, en duurder in die dag, veral wanneer mense by die huis uit die werk kom en 'n klomp toestelle aanskakel. So stoor stelsel operateurs geneig om te koop in die nag en verkoop gedurende die dag. Die netto effek van stoor op emissies hang dus af van watter soort kragopwekkers die nagvraag teen die dag gebruik word.

In roosters met baie steenkoolkrag - Midwestern, Western and Southern States staatmaak op steenkool - Die steenkoolaanleg word tipies gebruik om klein veranderinge in die vraag in die nag te ontmoet. Natuurlike gasplante is geneig om gedurende die dag te werk om piekvraag te bereik. In hierdie elektrisiteitsnetwerk hou stoor geneig om in die nag op te staan ​​met steenkoolkrag, wat die natuurlike gaskrag gedurende die dag verplaas.

Koolkrag is 'n vuilste bron van elektrisiteit as natuurlike gas, met ongeveer twee keer die koolstofvrystellings vir elke vervaardigde eenheid. Daarom, op plekke waar nuwe berging beteken meer steenkool en minder natuurlike gasopwekking, sal stoor totale koolstofvrystellings vanaf die rooster verhoog.

In die Midde-Ooste het ons gevind dat die toevoeging van 'n bergingskapasiteit van 3-gigawatts, genoeg krag om ongeveer 500,000 Amerikaanse huise te voorsien, verhoog koolstofvrystellings 'n ekwivalent van die toevoeging van 6,700-motors per jaar. En namate meer stoor bygevoeg word, verhoog die koolstofvrystellings.

Aan die ander kant het ons bevind dat in New York, 'n staat met baie min steenkoolkrag, stoorverlaging die koolstofvrystellings verminder. Die Midde-Ooste is tans die vuilste elektrisiteitsnetwerk in die VSA, en New York is een van die skoonste, so ander gebiede sal êrens tussenin val.

Nie altyd maklik om groen te wees nie

So, hoe kan roosterbeplanners die belofte van 'n gelukkige huwelik tussen stoor en hernubare energie bereik, met die veronderstelling dat hulle in dieselfde huis met korsige ou oomskool moet woon?

Een moontlikheid is dat selfs die stoor wat bedrywig is om wins te maksimeer, genoeg wind en son by die rooster voeg, kan die effek van steenkool teenwerk. Met genoeg oortollige hernubare energie, sal stoor in enige vorm - byvoorbeeld batterye of waterreservoirs - verkieslik son en wind gebruik, omdat dit die goedkoopste bronne is as die kragaanbod die vraag oorskry. Berging sal van dag tot dag steeds steenkoolkrag verskuif, maar dit sal genoeg wees om hernieubare kragte te maak om die ekstra uitstoot te vergemaklik.

Regulasies kan ontwerp word sodat energie stoor stelsels oplaai met oormaat elektrisiteit van wind en son, wat 'n stap in die rigting van stoor skoonmaker. petrmalinak / Shutterstock.com

Ons het dit bestudeer en gevind dat daar vir die Midwest-rooster 'n keerpunt is wanneer wind en son bereik ongeveer 18 persent van die totale opwekkingskapasiteit. Op daardie stadium word die berging bygevoeg eerder as om uitstoot te verhoog. Die huidige aannemingsvlak is 10 persent, dus dit sal tyd neem voordat stoor in die Midde-Ooste emissies verminder.

Nog 'n opsie is om te verander hoe die berging bedryf word. Met 'n beskeie prys op koolstof, byvoorbeeld, sal die koste van verskillende kragopwekkers verskuif, sodat stoorkoste minder dikwels van steenkoolaanlegte afneem, wat ook die uitstoot verminder, selfs in die steenkool-swaar Midwest-rooster.

Terwyl 'n nasionale koolstofbelasting nie in die nabye toekoms waarskynlik lyk nie, is daar ander paaie om groen uitkomste van berging te verseker. Byvoorbeeld, lande kan beleide instel wat meer gebruik van nulkoolstofbronne in plaas van steenkool aanmoedig.

Ongeag, stoor sal ons altyd help om meer van ons laekoste-elektrisiteitsbronne te gebruik. Die vraag is of dit steenkool, kern of hernubare is.

Oor Die Skrywer

Naga Srujana Goteti, PhD-student in Energie en Volhoubaarheid, Rochester Instituut van Tegnologie; Eric Hittinger, Assistent Professor in Openbare Beleid, Rochester Instituut van Tegnologie, en Eric Williams, Medeprofessor van Volhoubaarheid, Rochester Instituut van Tegnologie

Hierdie artikel is oorspronklik gepubliseer op Die gesprek. Lees die oorspronklike artikel.

verwante Boeke

Uittreksel: Die mees omvattende plan wat ooit voorgestel is om globale verwarming te keer

deur Paul Hawken en Tom Steyer
In die gesig van wydverspreide vrees en apatie het 'n internasionale koalisie van navorsers, professionele persone en wetenskaplikes vergader om 'n stel realistiese en vet oplossings vir klimaatsverandering te bied. Een honderd tegnieke en praktyke word hier beskryf. Sommige is bekend; Party waarvan jy nooit gehoor het nie. Hulle wissel van skoon energie om meisies in laer-inkomste lande op te voed tot grondgebruikspraktyke wat koolstof uit die lug trek. Die oplossings bestaan, is ekonomies lewensvatbaar, en gemeenskappe regoor die wêreld is tans besig om hulle met vaardigheid en vasberadenheid te bewerkstellig. Beskikbaar op Amazon

Ontwerp van klimaatoplossings: 'n beleidsgids vir laekoolstof-energie

deur Hal Harvey, Robbie Orvis, Jeffrey Rissman
Aangesien die gevolge van klimaatsverandering alreeds op ons afkom, is die behoefte om die uitstoot van kweekhuisgasse wêreldwyd te verminder, niks minder as dringend nie. Dit is 'n uitdagende uitdaging, maar die tegnologieë en strategieë om dit die hoof te bied, bestaan ​​vandag. 'N Klein stel energiebeleide, wat goed ontwerp en geïmplementeer is, kan ons op die weg na 'n koolstofarme toekoms plaas. Energiestelsels is groot en ingewikkeld, dus moet energiebeleid gefokus en kostedoeltreffend wees. Een-maat-pas-almal-benaderings sal die werk eenvoudig nie doen nie. Beleidmakers het 'n duidelike, omvattende hulpbron nodig wat die energiebeleid uiteensit wat die grootste impak op ons klimaatstoekoms sal hê, en beskryf hoe om hierdie beleide goed te ontwerp. Beskikbaar op Amazon

Dit verander alles: Kapitalisme teen Die Climate

deur Naomi Klein
In Dit verander alles Naomi Klein beweer dat klimaatsverandering nie net 'n ander probleem is om netjies tussen die belasting en gesondheidsorg geliasseer te word nie. Dit is 'n alarm wat ons noem om 'n ekonomiese stelsel op te los wat ons al in baie opsigte misluk. Klein bou die saak noukeurig aan, hoe ons ons kweekhuisvrystellings op groot skaal verminder, is ons beste kans om gelyke ongelykhede gelyktydig te verminder, ons gebroke demokrasieë te heroorweeg en ons gesonde plaaslike ekonomieë te herbou. Sy ontbloot die ideologiese wanhoop van die klimaatveranderende deniers, die messiaanse wanpersies van die geoengineerders en die tragiese nederlaag van te veel hoofstroom-groen inisiatiewe. En sy demonstreer presies waarom die mark nie die klimaatkrisis kan oplos nie, maar nie die situasie kan vererger nie, maar dit sal eerder erger maak, met steeds meer ekstreme en ekologies skadelike ontginningsmetodes, gepaardgaande met rampspoedkapitalisme. Beskikbaar op Amazon

Van Die Uitgewer:
Aankope op Amazon gaan die koste om u te bring, te dek InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, en ClimateImpactNews.com gratis en sonder adverteerders wat jou blaaitoontjies dop. Selfs as jy op 'n skakel klik, maar nie hierdie geselekteerde produkte koop nie, enigiets anders wat jy in dieselfde besoek op Amazon koop, betaal ons 'n klein kommissie. Daar is geen bykomende koste vir u nie, dus dra by tot die moeite. Jy kan ook gebruik hierdie skakel Om te enige tyd vir Amazon te gebruik, sodat u ons pogings kan ondersteun.