Veter in sonce bi lahko nadomestili premogovno energijo v Teksasu

Teksas je lahko vzor za državo, kako učinkovito nadomestiti premog z vetrom in sončno energijo za potrebe države po energiji ob izpolnjevanju okoljskih ciljev, glede na novo raziskavo inženirjev univerze Rice.

Novo delo, ki sta ga vodila okoljski inženir Daniel Cohan in višji magistrica računalništva Richard Morse z Riceove šole George R. Brown of Engineering, uporablja optimizacijsko modeliranje za prepoznavanje najcenejših kombinacij predlaganih vetrnih in sončnih projektov z možnostjo nadomestitve energije iz premoga. generacije v Teksasu.

Kot navajajo avtorji v prispevku, ki je objavljen v revijiObnovljivi viri: veter, voda in sonce, "Preprosto povedano, ni vedno vetrovno in ni vedno sončno, vendar je nekje v Teksasu skoraj vedno vetrovno ali sončno."

Cohan je dejal, da bi to lahko omogočilo, da bi vetrna in sončna energija nadomestila skoraj vso proizvodnjo premoga, zlasti če so vetrni in sončni projekti nameščeni na lokacijah, ki zagotavljajo komplementarno proizvodnjo. Novi dokument temelji na študiji iz leta 2018 iz njegovega laboratorija.

"Ta dokument je v resnici o tem, kako lahko čim hitreje preidemo s premoga," je dejal Cohan, izredni profesor za gradbeništvo in okoljsko inženirstvo. "Texas še vedno kuri več premoga in oddaja več žveplovega dioksida in drugega onesnaženja kot katera koli druga država. Čeprav je prehod neizogiben, je nujno, da se čim prej umaknemo s premoga, da izboljšamo kakovost zraka in zdravje."

"Čiščenje energije, ki jo uporabljamo za napajanje družbe, je ena najpomembnejših stvari, ki jih moramo storiti," je dejal Morse, ki je leta 2020 za svoje delo na projektu zmagal na tekmovanju za spominski plakat Malcolm Verdict na teksaškem energetskem vrhu. "Profesor Cohan ga je oglaševal kot projekt, ki temelji na matematiki, in to je moje ozadje, zato mi je bilo to, da sem lahko pomagal pri projektu integracije čiste energije, zelo zanimivo."

Leta 2018 se je zaprlo več velikih elektrarn na premog v Teksasu, večina preostalih elektrarn pa je delovala daleč pod zmogljivostjo, tudi med izpadi med zamrznitvijo februarja 2021. Raziskava ekipe je pokazala, da bi lahko le tretjina vetrnih in sončnih projektov, ki so bili že predlagani Svetu za električno zanesljivost v Teksasu do junija 2020, nadomestila skoraj vso proizvodnjo premoga v državi. Od junija 2020 je bilo zgrajenih na desetine teh projektov, vrsta predlaganih solarnih projektov pa se je podvojila.

Ključ do uspeha vetrne in sončne energije bo razširitev daljnovodov, ki povezujejo najbolj vetrovne in najbolj sončne dele države z mesti.

"V Teksasu je to največje ozko grlo, ki upočasnjuje rast vetra in sonca," je dejal Cohan. "Dvostrankarski infrastrukturni zakon, ki je bil sprejet lani, je dober začetek, vendar nima niti približno dovolj sredstev za prenos. Prav tako je Teksas s tem, ko se ni povezal z drugimi omrežji, zamudil priložnosti za prodajo presežka vetrne in sončne energije drugim državam. ."

Cohan je opozoril, da bo zemeljski plin v bližnji prihodnosti še naprej ključnega pomena za električno zanesljivost Teksasa, še posebej, ker si ERCOT prizadeva za okrevanje po zamrznitvi leta 2021. Vendar pa lahko komplementarna namestitev vetrnih in sončnih elektrarn zmanjša potrebo po zemeljskem plinu in skladiščenju ter odpraviti potrebo po premogu, je dejal. Študija kaže, da je moč vetra iz zahodnega Teksasa ponavadi najvišja čez noč, medtem ko veter v južnem Teksasu dosega vrh z morskim vetričem ob poletnih popoldnevih in zvečer. Skupaj z dnevno sončno energijo lahko ti komplementarni viri pokrivajo večino, vendar ne vseh ur v letu.

"Tudi z dopolnilno umestitvijo bodo še vedno ure, ko sonce ne sije in veter ne piha," je dejal Cohan. "Zgodovinsko gledano so bili glavni izziv poletni popoldnevi, ko klimatske naprave delujejo s polno močjo, in občasni globoki zmrzali. Sončni in obalni vetrovi se dobro obnesejo med poletnimi konicami, vendar lahko ob nekaterih večerih povzročijo zatišje, ko bomo potrebovali nekaj drugega za brcanje v."

Dejal je, da je odstranitev premoga iz teksaškega omrežja le vprašanje časa. "Mislim, da nobeno od energetskih podjetij ne želi dolgoročno voditi elektrarn na premog," je dejal Cohan. "Za delovanje so bolj umazani in dražji kot gradnja vetrnih in sončnih projektov iz nič, večina gospodarskih družb pa ima zdaj načrte za dosego neto nič emisij ogljika do leta 2050, če ne prej.

"Morda zaradi tega niso vlagali v posodobitve svojih premogovnikov, od katerih so mnoge stare več kot 40 let in niso zelo učinkovite," je dejal.

Soavtorji prispevka sta Sarah Salvatore na dodiplomskem študiju gradbeništva in diplomantka Joanna Slusarewicz, ki je zdaj podiplomska študentka na univerzi Carnegie Mellon.

Energetska fundacija je raziskavo podprla.

rude.

"Morda zaradi tega niso vlagali v posodobitve svojih premogovnikov, od katerih so mnoge stare več kot 40 let in niso zelo učinkovite," je dejal.

Soavtorji prispevka sta Sarah Salvatore na dodiplomskem študiju gradbeništva in diplomantka Joanna Slusarewicz, ki je zdaj podiplomska študentka na univerzi Carnegie Mellon.

Energetska fundacija je raziskavo podprla.