Behovet av att minska utsläppen från energisektorn har motiverat användningen av vattenkraft, solkraft och vindkraft samt utveckling av effektivare byggnader som förbrukar mindre energi. Och dessa lösningar har faktiskt något reducerad världens energiutsläpp per capita. Men när förnybara energikällor verkligen blir dominerande kommer hela konceptet "energieffektivitet" att bli föråldrat.
I enkla termer är energieffektivitet den mängd energi som används för att producera en tjänst som värme, transport eller underhållning. I praktiken, särskilt när det gäller byggnader och städer, översätts detta mål till att "minska all energiförbrukning hela tiden".
En sådan strategi är meningsfull när energi genereras mest av kolintensiva fossila bränslen, i kraftverk som enkelt kan slås på och av när efterfrågan fluktuerar. Det finns en enkel och direkt länk: Om du använder mindre energi kommer mindre kol eller gas att brännas och mindre kol kommer att släppas ut.
Men förnybar energi förändrar saker. Vind och sol är både fria och nästan oändliga, och därför är varje extra energienhet genererad inte bara ren men också huvudsakligen fri. Med lite nackdel att använda mer el när den är tillgänglig måste vi tänka om energieffektivitet.
Är mindre alltid mer?
Kärnpunkten i frågan är behovet av att balansera utbud och efterfrågan. I elsystem måste de båda matchas jämnt, eller systemet kommer att kollapsa och lämna alla utan ström. Det här är inte en stor fråga när den flesta generationen är kontrollerbar och kan svara på förändringar i efterfrågan / utbudsbalansen, till exempel om en stor generator plötsligt har ett problem eller om 26m människor sätter alla vattenkokaren på genast.
Bilden är helt annorlunda när el är mest förnybar. Vid denna tidpunkt skulle det finnas större och mer frekventa sista minutsändringar i generationen, kanske beroende av förändringar i mängden solsken eller vind. Och eftersom turbiner och solpaneler skulle ha förskjutit traditionella kraftverk, skulle det vara färre kontrollerbara generatorer för att balansera utbud och efterfrågan (turbiner och paneler kan naturligtvis kopplas bort, men vinden och solen kan inte sättas på). Faktum är att vissa kraftverk kommer att fungera bara för att balansera systemet.
Vad händer i det här fallet när det finns ett överskott? Det kommer inte alltid att vara möjligt att minska produktionen av kontrollerbara (främst fossila bränsle) generatorer, antingen för att de inte kan reagera tillräckligt snabbt eller för att de måste förbli online för att balansera systemet inom en snar framtid. Det kan vara möjligt att lagra en del av överskottsenergi i ett batteri för senare användning, men batterierna är fortfarande mycket dyra. Vi är långt ifrån att ha tillräckligt med förvaring för att detta ska bli ett realistiskt alternativ. När mer kraft genereras än använt, kan rent och billig el slösas bort.
Det är en tidsfråga
Timing är nyckeln. Om människor fokuserar på att minimera hur mycket el de använder hela tiden, kommer de till slut att missa fördelarna med att använda ren och billig förnybar energi för tvätt, förvärmningshem, laddningsbilar eller andra tidsböjliga tjänster. De kan även byta från gas till elektrisk uppvärmning ibland när det mesta är elförnybar, ett drag som skulle öka elförbrukningen men minska de totala energikostnaderna och utsläppen.
Konsumtionen skulle helst reduceras när det innebar att man slog av fossila bränslegeneratorer, snarare än vind- eller solkraftverk. Faktum är att kunderna redan är betalt för att använda mer el under perioder med hög förnybar energi överskott. Dessa "demand response" -system där flexibla konsumenter dra nytta av att ändra konsumtionen (inte bara minska det) är ett effektivt sätt att göra energi billigare och renare.
Plats frågor
Tidpunkten för minskad elförbrukning är viktigt, men det gör platsen också. El används naturligtvis sällan bredvid var den genererades, och nätverket som länkar de två kan bli mättat - särskilt under perioder med hög efterfrågan eller generationsöverskott. På dessa punkter kan flaskhalsar hindra stora mängder förnybar produktion i en del av nätverket från att transporteras till konsumenter i en annan. Denna efterfrågan kan istället tillgodoses med el från fossila bränslen medan de förnybara generatorerna begränsas. Detta kan i sista hand öka kostnaderna för fakturor.
Alla som vill se ett renare, billigare energisystem måste omdefiniera "energieffektivitet" för att redogöra för vikten av tidpunkt och plats. Kom ihåg att använda mindre el sparar mer pengar och utsläpp vid vissa tillfällen på dagen och i vissa ställen jämfört med andra. Även om det kan vara kontraintuitivt, i tider och platser där förnybar produktion annars skulle begränsas, är det faktiskt önskvärt att använda mer el.
Om författaren
Nicholas Good, forskningsassistent, elenergi och elsystem, University of Manchester och Eduardo Martínez Ceseña, forskningsassistent, elenergi och elsystem, University of Manchester
Den här artikeln publicerades ursprungligen den Avlyssningen. Läs ursprungliga artikeln.
relaterade böcker
