Solar telah menjadi generasi baru penjanaan elektrik yang paling popular di dunia, menurut data global yang menunjukkan bahawa lebih banyak kapasiti fotovoltaik solar (PV) dipasang daripada mana-mana teknologi generasi lain.
Di seluruh dunia, beberapa gigawatt 73 kapasiti PV solar bersih baru dipasang di 2016. Tenaga angin datang di tempat kedua (55GW), dengan arang batu diturunkan kepada ketiga (52GW), diikuti oleh gas (37GW) dan hidro (28GW).
Bersama-sama, PV dan angin mewakili 5.5% daripada penjanaan tenaga semasa (seperti pada penghujung 2016), tetapi ia merupakan hampir separuh daripada semua kapasiti generasi baru yang dipasang di seluruh dunia sepanjang tahun lepas.
Mungkinkah pembinaan stesen janakuasa arang batu baru akan merosot, mungkin agak cepat, kerana PV dan angin kini bersaing kos hampir di mana-mana.
Hidro masih penting di negara-negara membangun yang masih mempunyai sungai ke empangan. Sementara itu, teknologi pelepasan rendah lain seperti nuklear, bio-tenaga, haba solar dan geoterma mempunyai saham pasaran kecil.
PV dan angin kini mempunyai kelebihan yang besar dari segi kos, skala pengeluaran dan rantaian bekalan bahawa ia sukar untuk melihat mana-mana teknologi pelepasan rendah lain mencabar mereka dalam dekad akan datang.
Itu tentunya berlaku di Australia, di mana PV dan angin merangkumi hampir semua kapasiti generasi baru, dan di mana kapasiti PV solar adalah ditetapkan untuk mencapai 12GW oleh 2020. PV angin dan solar sedang dipasang pada kadar gabungan sekitar 3GW setahun, sebahagian besarnya didorong oleh kerajaan persekutuan Sasaran Tenaga Boleh Diperbaharui (RET).
Ini adalah ganda untuk tiga kali ganda kadar tahun-tahun kebelakangan ini, dan pulangan yang mengalu-alukan kepada pertumbuhan selepas beberapa tahun aktiviti lemah kerana ketidakpastian politik terhadap RET.
Sekiranya kadar ini dikekalkan, maka 2030 lebih separuh daripada elektrik Australia akan datang daripada tenaga boleh diperbaharui dan Australia akan dapat memenuhi ikrar di bawah perjanjian iklim Paris semata-mata melalui penjimatan pelepasan dalam industri elektrik.
Untuk mengambil idea selanjutnya, jika Australia akan menggandakan kadar gabungan PV dan angin pemasangan gabungan kepada 6GW setahun, ia akan mencapai elektrik terbarukan% 100 sekitar 2033. Pemodelan oleh kumpulan penyelidikan saya mencadangkan bahawa ini tidak akan menjadi sukar, memandangkan teknologi ini kini lebih murah daripada elektrik daripada arang dan gas yang baru dibina.
Masa depan yang boleh diperbaharui dicapai
Resit untuk grid elektrik yang boleh diperbaharui yang boleh dimiliki, stabil dan boleh dicapai 100 agak mudah:
-
Gunakan terutamanya PV dan angin. Teknologi-teknologi ini lebih murah daripada teknologi pelepasan rendah lain, dan Australia mempunyai banyak sinar matahari dan angin, sebab itu teknologi-teknologi ini telah digunakan secara meluas. Ini bermakna, berbanding dengan pembaharuan lain, mereka mempunyai unjuran harga yang lebih dipercayai, dan mengelakkan perlunya andaian heroik mengenai kejayaan pilihan tenaga bersih yang lebih spekulatif.
-
Mengedarkan generasi ke kawasan yang sangat besar. Menyebarkan angin dan kemudahan PV di kawasan yang luas - mengatakan satu juta kilometer persegi dari utara Queensland ke Tasmania - membolehkan akses kepada pelbagai cuaca yang berbeza, dan juga membantu melancarkan puncak permintaan pengguna.
-
Membina penyambung. Paut rangkaian luas PV dan angin dengan garis kuasa voltan tinggi jenis yang sudah digunakan untuk menggerakkan elektrik antara negeri.
-
Tambah storan. Storan boleh membantu menandingi penjanaan tenaga dengan corak permintaan. Pilihan termurah adalah penyimpanan tenaga hidro dipam (PHES), dengan sokongan daripada bateri and pengurusan permintaan.
Australia kini mempunyai tiga sistem PHES - Tumut 3, Lembah Kangaroo, dan Wivenhoe - semua yang ada di sungai. Tetapi terdapat sejumlah besar laman web luar pesisir yang berpotensi.
Dalam pakej projek dibiayai oleh Agensi Tenaga Boleh Diperbaharui Australia, kami telah mengenal pasti 5,000 laman di Australia Selatan, Queensland, Tasmania, daerah Canberra, dan daerah Alice Springs yang berpotensi sesuai untuk penyimpanan hidro pam.
Setiap laman web ini mempunyai antara 7 dan 1,000 kali potensi penyimpanan Bateri Tesla sedang dipasang untuk menyokong grid South Australia. Apa lagi, hydro dipam mempunyai seumur hidup 50 tahun, berbanding dengan tahun-tahun 8-15 untuk bateri.
Yang penting, kebanyakan tapak PHES yang prospektif terletak di tempat orang tinggal dan di mana dibina rumah baru PV dan angin.
Setelah mencari tapak di New South Wales, Victoria dan Australia Barat selesai, kami mengharapkan untuk menemui 70-100 kali lebih PHES potensi penyimpanan tenaga daripada diperlukan untuk menyokong grid tenaga diperbaharui 100% di Australia.
Menguruskan grid
Penjana bahan api fosil kini menyediakan perkhidmatan lain untuk grid, selain hanya menjana elektrik. Mereka membantu mengimbangi bekalan dan permintaan, pada masa-masa sehingga beberapa saat, menerusi "tenaga inersia" yang disimpan dalam penjana berputar berat mereka.
Tetapi pada masa akan datang perkhidmatan ini boleh dilakukan oleh penjana yang sama yang digunakan dalam sistem hidro dipam. Dan penawaran dan permintaan juga dapat dipadankan dengan bantuan bateri balas cepat, pengurusan permintaan, dan "inersia sintetik" dari ladang PV dan angin.
Angin dan PV menyampaikan persaingan yang semakin sukar untuk gas di seluruh pasaran tenaga. Harga angin berskala besar dan PV di 2016 adalah A $ 65-78 setiap jam megawatt. Ini adalah di bawah harga borong semasa elektrik di Pasar Elektrik Negara.
Bukti anekdotal yang berlimpah menunjukkan bahawa harga tenaga angin dan PV telah jatuh ke A $ 60-70 per MWh tahun ini apabila industri itu dimatikan. Harga cenderung mencelup di bawah A $ 50 per MWh dalam masa beberapa tahun, untuk menandingi harga penanda aras antarabangsa semasa. Oleh itu, kos bersih untuk menggerakkan sistem elektrik terbarukan% 100 dalam tahun-tahun 15 seterusnya adalah sifar berbanding dengan terus membina dan menyelenggara kemudahan untuk sistem fosil yang sedia ada.
Gas tidak lagi boleh bersaing dengan angin dan PV untuk penghantaran elektrik. Pam haba elektrik sedang memandu gas keluar dari air dan pemanasan ruang. Walaupun untuk penghantaran haba suhu tinggi untuk industri, gas mesti menelan kos kurang daripada A $ 10 setiap gigajoule untuk bersaing dengan relau elektrik yang dikuasai oleh angin dan tenaga PV yang berharga A $ 50 per MWh.
Lebih penting lagi, semakin PV dan angin rendah kos digunakan dalam persekitaran elektrik kos tinggi semasa, semakin banyak harga akan menurunkan harga.
Kemudian terdapat isu penggunaan tenaga lain selain elektrik - seperti pengangkutan, pemanasan, dan industri. Cara paling murah untuk menjadikan sumber-sumber tenaga hijau adalah untuk memancarkan hampir segala-galanya, dan kemudian pasangkannya ke grid elektrik yang dikuasakan oleh tenaga boleh diperbaharui.
Pengurangan% 55 dalam pelepasan gas rumah hijau Australia boleh dicapai dengan penukaran grid elektrik kepada tenaga boleh diperbaharui, bersama dengan penggunaan massa kenderaan elektrik untuk pengangkutan darat dan pam haba elektrik untuk pemanasan dan penyejukan. Di luar ini, kita boleh membangunkan laluan elektrik yang boleh diperbaharui untuk menghasilkan bahan bakar berasaskan hidrokarbon dan bahan kimia, terutamanya melalui elektrolisis air untuk mendapatkan hidrogen dan penangkapan karbon dari atmosfera, untuk mencapai pengurangan pengeluaran 83% (dengan 17% sisa pelepasan yang berlaku terutamanya dari pembersihan pertanian dan tanah).
Melakukan semua ini bermakna tiga kali ganda jumlah tenaga elektrik yang kami hasilkan, menurut anggaran awal kumpulan penyelidikan saya.
Tetapi tidak ada kekurangan tenaga solar dan angin untuk mencapai ini, dan harga jatuh dengan cepat. Kita boleh membina masa depan tenaga bersih dengan kos sederhana jika kita mahu.
Tentang Pengarang
Andrew Blakers, Profesor Kejuruteraan, Universiti Kebangsaan Australia
Artikel ini adalah dari Perbualan. Membaca artikel asal.
Buku-buku yang berkaitan
at InnerSelf Market dan Amazon
