מחקר חדש טוען כי ארצות הברית יכולה להוריד את פליטת הפחמן מייצור חשמל בכ -78 אחוזים מבלי שתצטרך לפתח טכנולוגיות חדשות או להשתמש בסוללות יקרות. אבל יש מלכוד. המדינה תצטרך לבנות רשת הולכה ארצית חדשה כדי שמדינות יוכלו לחלוק אנרגיה.
תוכן קשור
- צרפת סוללת יותר מ -600 קילומטרים של כביש עם לוחות סולאריים
- באמצעות קיריגאמי, אמנות היפנית של חיתוך נייר, לבניית לוחות שמש טובים יותר
- מיתון, לא זיוף, שקע טיפה בפליטות פחמן בארה"ב
"הרעיון שלנו היה אם היה לנו 'כביש מהיר בין עירוני לאלקטרונים', נוכל להעביר את הכוח סביב הצורך, ונוכל להציב את מפעלי הרוח והסולארי במקומות הטובים ביותר", אומר מחבר המחקר אלכסנדר מקדונלד, לאחרונה פרש כמנהל המעבדה לחקר מערכות כדור הארץ של NOAA בבולדר, קולורדו.
לפני מספר שנים סקרן מקדונלד את הטענות כי אין טכנולוגיה זמינה שיכולה להפחית את פליטת הפחמן הדו-חמצני מבלי להכפיל או לשלש את עלות החשמל. כאשר חקר את הנושא, גילה כי המחקרים העומדים מאחורי התביעות לא שילבו היטב את מזג האוויר המשתנה של המדינה.
אחד הנושאים הגדולים בתחום כוח הרוח והשמש הוא שהזמינות שלהם תלויה במזג האוויר. השמש זמין רק בימי שמש, לא במהלך סערות או בלילה. טורבינות רוח לא עובדות כשהרוח לא נושבת מספיק - או כשהיא נושבת יותר מדי. מסיבה זו, כמה מחקרים טענו כי טכנולוגיות אלה קיימות רק אם קיימות סוללות בעלות קיבולת גדולה לאחסון אנרגיה ממקורות אלה לשימוש כאשר הן אינן עובדות. זה יעלה את עלות החשמל הרבה מעבר למחירים של היום.
אבל "תמיד יש מקום רוח ואנרגיה סולארית במקום כלשהו", מציין מקדונלד. אז הוא ועמיתיו התכוונו לתכנן מערכת לייצור חשמל דלת פחמן שתשלב טוב יותר - ואף ניצלה - את מזג האוויר של המדינה. המחקר שלהם מופיע היום בשינוי אקלים בטבע .
מודל המחשבים שלהם הראה כי על ידי מעבר למקורות חשמל אנרגטיים לרוח וסולארית - בעזרת קצת עזרה מהגז הטבעי, ההידרואלקטרי והגרעיני כשמזג האוויר לא משתף פעולה - ארצות הברית יכולה להפחית את פליטת הפחמן ב -33 עד 78 אחוזים מרמות 1990, תלוי בעלות המדויקת של אנרגיה מתחדשת וגז טבעי. (ככל שהעלות של אנרגיה מתחדשת נמוכה יותר ועלות הגז הטבעי, כך חיסכון בפחמן רב יותר.) הוספת פחם לתערובת לא הפכה את החשמל לזול יותר, אך זה הביא לעלייה של 37 אחוז בפליטות הפחמן.
המפתח לעתיד זה יהיה פיתוח מערכת להעברת חשמל ברחבי הארץ, כך שיום סוער בצפון דקוטה יכול להניע יום מעונן ורגוע בניו יורק. זה לא יחייב רק הסכמים חדשים בין מדינות - למשל, בטקסס, יש רשת חשמל נפרדת משלה - אלא גם שדרוג לקווי ההולכה המעבירים אלקטרונים ממקום למקום.
ברוב האזורים אנרגיה עוברת על קווי זרם חילופין בעלי מתח גבוה, אך יש מגבלות עד כמה קווים אלו יכולים להעביר אנרגיה. מעבר לזרם ישר ישיר מתח יאפשר ליצרני אנרגיה להעביר יותר חשמל למרחק רב יותר. פירוש הדבר כי ניתן לבנות טורבינות רוח חדשות ומפעלי אנרגיה סולארית במקומות שיש להם את הפוטנציאל הרב ביותר לאנרגיית רוח ואנרגיה סולארית, מכיוון שהמרחק מהמקום אליו נדרשת אנרגיה לא משנה.
בניית רשת חדשה להעברת חשמל תהיה עבודה גדולה. אבל מודל המחשבים הראה כי זה יכול להיות חסכוני, מכיוון שבטווח הארוך הוא יאפשר להיות זמין בכוח זול, מציין המחבר המשותף כריסטופר קלק, מתמטיקאי במכון הקואופרטיבי למחקר במדעי הסביבה באוניברסיטת קולורדו-בולדר. .
"על ידי בניית מתקני העברה אלה אנו מפחיתים את העלויות לפינוי הפחמן ולא מגדילים אותו", הוא אומר.
מדינות מסוימות, דוגמת קליפורניה וניו יורק, כבר בדרך לעתיד זה עם פחמן נמוך יותר, ורמונט רק אישר תוכניות לקו זרם ישר מתח גבוה מקנדה, מציין מארק ג'ייקובסון, מדען אטמוספרי באוניברסיטת סטנפורד. בשנה שעברה עמד בראש מחקר שפורסם בכתב העת Proceedings of the National Academy of Sciences שהראה כיצד ארצות הברית יכולה להשיג רשת חשמל מתחדשת עם כל האנרגיה, עם קצת עזרה מטכנולוגית האחסון.
"אנו יכולים להשתמש בנתיבי השידור הקיימים, " אומר ג'ייקובסון ופשוט לשפר את הקווים העוברים עליהם. "אינך זקוק למסלולי מסלול חדשים רבים כמו שאתה חושב."
הגדלת אנרגיה מתחדשת תביא לתועלות בנוסף להפחתת פליטות הפחמן, כמו הפחתה בזיהום האוויר ועלויות נמוכות יותר. "יש מעט חסרונות למעבר, " הוא אומר.
בנוסף, מציין מקדונלד, מעבר לייצור חשמל נמוך בפחמן עשוי לשמש כזרז להפחתת פחמן נמוך יותר בענפים כמו חימום ביתי ותחבורה. "לא משנה מה, אתה צריך לעשות חשמל קודם, " הוא אומר, והשאר יבואו.
