211service.com
Att bara förlita sig på förnybara energikällor ökar kostnaderna för att se över energin avsevärt
Mark Wilson | Getty
Ett växande antal amerikanska städer och delstater har föreslagit eller till och med antagit lagstiftning som skulle kräva att all el produceras från förnybara energikällor som sol och vind inom några decennier.
Det kanske låter som en bra idé. Men en växande mängd bevis visar att det inte är det.
Det alltmer visas att insistera på 100 procent förnybara källor – och förakta andra som inte producerar växthusgaser, såsom kärnkraft och fossilbränsleanläggningar med kolavskiljningsteknik – är slösaktigt dyrt och onödigt svårt.
I det senaste beviset, en studie publiceras i Energi & miljövetenskap fastställt att sol- och vindenergi enbart på ett tillförlitligt sätt skulle kunna möta cirka 80 procent av den senaste tidens årliga elbehov i USA, men massiva investeringar i energilagring och överföring skulle behövas för att undvika stora strömavbrott. Att driva på för att möta 100 procent av efterfrågan med dessa resurser skulle kräva att man bygger ett stort antal ytterligare vind- och solkraftsparker – eller utökar ellagringen i en omfattning som skulle vara oöverkomligt dyr med nuvarande priser. Eller något av båda.
Grundproblemet är att solen inte alltid skiner och vinden blåser inte alltid. Studien analyserade 36 års väderdata per timme och fann att det finns luckor i produktionen av förnybar energi även på kontinental skala.
Att enbart förlita sig på dessa intermittenta källor skulle kräva att många fler sol- och vindkraftsparker byggdes för att producera överskottsenergi under särskilt soliga och blåsiga perioder, plus enorma lagringssystem som kan tappa timmars eller till och med veckors ström (se Serial Battery Entrepreneur's New Venture Tackles Ren energis största problem). En annan möjlighet är att bygga långväga överföringsvägar som kan transportera elen runt i landet i det ögonblick som den behövs.
Lagringssystem är otroligt dyra när det gäller batterier – och geografiskt begränsade när det gäller pumpad vattenkraft, vilket kräver en uppsättning vattenreservoarer på olika höjder (se Varför dåliga saker händer med renenergistarter). Långdistansöverföringsledningar är också dyra och kan ta årtionden att bli godkända och byggda (se Hur man får Wyoming Wind till Kalifornien och minskar 80 % av USA:s koldioxidutsläpp).
Bara att nå 80 procent av efterfrågan på ett tillförlitligt sätt med endast vind och sol skulle kräva antingen ett USA-omfattande höghastighetsöverföringssystem eller 12 timmars ellagring. Ett lagringssystem av den storleken över hela USA skulle kosta mer än 2,5 biljoner dollar för ett batterisystem.
För att möta alla landets årliga elbehov med en tillförlitlighet på 99,97 procent, måste företag bygga 12 timmars lagring plus minst dubbelt så mycket förnybar energiproduktion, fann studien. Eller företag kan använda lite mer vind- och solenergi tillsammans med mer än en månads lagring.
Fördelen gentemot förnybara energikällor med andra rena alternativ, som kärnkraft eller naturgas med kolavskiljning, är att de kan tillhandahålla alltid ström eller, åtminstone i det senare fallet, snabbt kan öka och minska för att möta fluktuerande efterfrågan (se Potentiell koldioxid). Capture Game Changer nästan slutförd ).
Politiker skulle vara klokt att överväga data och avvägningar som resulterar från denna typ av dataanalys innan de antar policyer eller mandat för ett 100 % vind-/solnät, säger Nathan Lewis, kemist vid California Institute of Technology och medförfattare. av studien, i ett e-postmeddelande.
Ändå rasar den hårda debatten bland forskare om fördelarna med att sikta på 100 procent förnybar energi. Mest framträdande har Mark Jacobson från Stanford hävdat att stater och nationer kan göra den övergången till överkomliga priser. Andra forskare har kritiserat hans arbete, särskilt i en tidning som publicerades tidigare i år i Proceedings of the National Academy of Sciences . Jacobson lämnade därefter in en stämningsansökan mot huvudförfattaren och utgivaren, som han tappade förra veckan (se A Renewable-Energy Champion Suing His Scientific Critics).