Vjetar i solarna energija mogli bi zamijeniti energiju ugljena u Teksasu

Teksas može biti model za naciju kako učinkovito zamijeniti ugljen vjetrom i solarnom energijom za potrebe države uz ispunjavanje ekoloških ciljeva, prema novom istraživanju inženjera Sveučilišta Rice.

Novi rad pod vodstvom inženjera zaštite okoliša Daniela Cohana i višeg smjera računalnih znanosti Richarda Morsea iz Riceove škole inženjeringa Georgea R. Browna koristi optimizacijsko modeliranje kako bi identificirao najjeftinije kombinacije predloženih projekata vjetra i sunca s potencijalom zamjene energije na ugljen. generacije u Teksasu.

Kako autori navode u radu koji se pojavljuje u časopisuObnovljivi izvori energije: vjetar, voda i sunce, "Jednostavno rečeno, nije uvijek vjetrovito i nije uvijek sunčano, ali je gotovo uvijek vjetrovito ili sunčano negdje u Teksasu."

Cohan je rekao da bi to moglo omogućiti vjetar i solarnu energiju da zamijene gotovo svu proizvodnju ugljena, posebno ako se projekti vjetra i sunca nalaze na mjestima koja pružaju komplementarnu proizvodnju. Novi rad se temelji na studiji iz 2018. iz njegovog laboratorija.

"Ovaj rad zapravo govori o tome kako možemo prijeći s ugljena što je brže moguće", rekao je Cohan, izvanredni profesor građevinarstva i zaštite okoliša. "Texas još uvijek sagorijeva više ugljena i ispušta više sumporovog dioksida i drugih zagađenja od bilo koje druge države. Iako je tranzicija neizbježna, hitno je da prestanemo s ugljenom što je prije moguće kako bismo poboljšali kvalitetu zraka i zdravlje."

"Čišćenje energije koju koristimo za napajanje društva jedna je od najvažnijih stvari koje moramo učiniti", rekao je Morse, koji je za svoj rad na projektu pobijedio na natjecanju Malcolm Verdict Memorial Poster na Texas Energy Summitu 2020. "Profesor Cohan to je reklamirao kao projekt koji se temelji na matematici, a to je moja pozadina, pa mi je to što mogu pomoći u projektu integracije čiste energije bilo vrlo zanimljivo."

Nekoliko velikih elektrana na ugljen u Teksasu zatvoreno je 2018., a većina preostalih elektrana radila je daleko ispod kapaciteta, uključujući zastoje tijekom smrzavanja u veljači 2021. Istraživanje tima pokazalo je da bi samo trećina projekata vjetra i sunca koji su već predloženi Vijeću za električnu pouzdanost Texasa do lipnja 2020. godine mogla zamijeniti gotovo svu proizvodnju ugljena u državi. Od lipnja 2020. izgrađeno je na desetke tih projekata, a red predloženih solarnih projekata se udvostručio.

Ključ uspjeha vjetra i sunca bit će proširenje dalekovoda koji povezuju najvjetrovitije i najsunčanije dijelove države s gradovima.

"U Teksasu, to je najveće usko grlo koje usporava rast vjetra i sunca", rekao je Cohan. "Zakon o dvostranačkoj infrastrukturi koji je usvojen prošle godine dobar je početak, ali nema ni približno dovoljno sredstava za prijenos. Također, ne povezujući se s drugim mrežama, Teksas je propustio prilike prodati višak energije vjetra i sunca drugim državama ."

Cohan je istaknuo da će prirodni plin i dalje biti kritičan za električnu pouzdanost Teksasa u bliskoj budućnosti, posebno jer ERCOT radi na oporavku od smrzavanja 2021. Međutim, komplementarno postavljanje vjetroelektrana i solarnih farmi može smanjiti potrebu za prirodnim plinom i skladištenjem i eliminirati potrebu za ugljenom, rekao je. Studija pokazuje da snaga vjetra iz zapadnog Teksasa teži vrhuncu preko noći, dok vjetar južnog Teksasa dostiže vrhunac s morskim povjetarcem tijekom ljetnih popodneva i večeri. Zajedno s dnevnim sunčevim zracima, ovi komplementarni izvori mogu pokriti većinu, ali ne sve sate u godini.

"Čak i uz komplementarno postavljanje, i dalje će postojati sati kada sunce ne sja i vjetar ne puše", rekao je Cohan. "Povijesno gledano, glavni izazov bila su ljetna poslijepodneva kada klima-uređaji rade punom snagom i povremeno duboko smrzavanje. Sunčevi i obalni vjetrovi rade dobro tijekom ljetnih špica, ali ponekad mogu imati zatišja kada će nam trebati nešto drugo za ritam u."

Rekao je da je uklanjanje ugljena iz teksaške mreže samo pitanje vremena. "Mislim da niti jedna elektroenergetska kompanija ne želi dugoročno voditi elektrane na ugljen", rekao je Cohan. „Prljaviji su i skuplji za rad od izgradnje vjetroelektrana i solarnih projekata od nule, a većina komunalnih tvrtki sada ima planove za postizanje neto nulte emisije ugljika do 2050., ako ne i prije.

"Možda zbog toga nisu ulagali u nadogradnju svojih elektrana na ugljen, od kojih su mnoge stare više od 40 godina i nisu baš učinkovite", rekao je.

Koautori rada su Sarah Salvatore na preddiplomskom studiju građevinarstva Rice i alumna Joanna Slusarewicz, sada studentica diplomskog studija na Sveučilištu Carnegie Mellon.

Zaklada Energy podržala je istraživanje.

rude.

"Možda zbog toga nisu ulagali u nadogradnju svojih elektrana na ugljen, od kojih su mnoge stare više od 40 godina i nisu baš učinkovite", rekao je.

Koautori rada su Sarah Salvatore na preddiplomskom studiju građevinarstva Rice i alumna Joanna Slusarewicz, sada studentica diplomskog studija na Sveučilištu Carnegie Mellon.

Zaklada Energy podržala je istraživanje.