Vindkraftverk brukade generera el på en vindkraftpark i Sydafrika. Shutterstock

Det är en livlig diskutera rasande i Sydafrika om i vilken utsträckning förnybar energi ska ersätta kol, särskilt med tanke på hotet om klimatförändringar. Landets elförsörjning är för närvarande starkt beroende av kol. Även om det är uppenbart att kolkraft inte kommer att försvinna någon gång snart, är en 100% förnybar energidriven elproduktionsscenario möjlig - och önskvärt - i en generation från och med nu.

En stor global energitransition omdefinierar hur el produceras och levereras. Tidigare dominerades elproduktionen av stora och ofta förorenande kraftmega-växter fördelade genom stora kraftledningar. Men trenden är nu mot småskaliga enheter främst matar lokaliserade elnät.

Dessa förändringar drivs av kraftfulla faktorer. För det första finns det ett stort hot om klimatförändringar vilket i stor utsträckning orsakas av utsläpp från kolkraftverk.

En annan faktor har varit att kärnkraft - men ren - har blivit ekonomiskt okonkurrent. Och kärnkraftverk som redan är under konstruktion plågas alltid av förseningar och kostnadsöverskridanden, såväl som anklagelser om oegentligheter i upphandlingsprocessen.

Den andra stora drivkraften har varit utvecklingen och uppskalning av förnybar energiteknik. Detta har möjliggjorts genom stora kostnadsminskningar som har gjort vind- och solcellerna i solenergi billigaste alternativen.

Sydafrika har mycket för det när det gäller förnybar energi - bra solsken och kuster som lånar sig till vindkraftproduktion. Men ett antal faktorer står i vägen för dess förmåga att flytta helt bort från kol. Det största är att vinden och solenergi är intermittenta, och ny teknik har ännu inte utvecklats som möjliggör billig och effektiv lagring.

Sydafrikas ellandskap

Sydafrikas senaste elplanen - Den Integrerad resursplan för el - diskuteras. En slutförd plan som täcker perioden upp till 2030 förväntas ratificeras före slutet av detta år.

Det föreliggande förslaget har i stor utsträckning mottagits positivt. Det förutser långsammare tillväxt i efterfrågan på el än tidigare beräknat. Det utesluter också eventuell ny kärnutveckling för de kommande 12-åren.

Det nya utkastet rekommenderar en strategi som förutsätter en avsevärd tillväxt av produktionskapacitet för förnybar energi. Detta skulle kopplas till intermittent kortsiktig elproduktion från gas under faser när vind och sol inte kan tillgodose elbehovet. Detta rekommenderas som det billigaste alternativet.

Orsaken till föredragen gas att säga, kärnkraft, är att även om gas är det dyraste bränslet som används i elproduktion är gasverkstäderna mycket billigare att bygga. De kan också slås på och av snabbare än konkurrerande bränslebaserade teknologier som kol och kärnkraft.

De optimala scenarioprognoserna

Du har nu möjlighet föreslagna scenariot projekterar tillägget av följande kraftgenererande kapacitet mellan 2019 och 2030: 9.5GW vind, 6.8GW sol, 8.1GW gas, 6.7GW kol och 2.5GW vattenkraft. Detta inkluderar projekt som redan godkänts, eller under uppbyggnad, i synnerhet de återstående enheterna från Medupi och Kusile kol växter.

Dessa siffror återspeglar vad som planeras vid maximal kraftgenererande kapacitet - till exempel vilka vindkraftverk skulle producera när det är blåsigt och vilka solenheter skulle generera under soliga förhållanden. I fråga om gas är avsikten att behandla denna kapacitet som en säkerhetskopia. Dessa skulle endast fungera när andra källor inte kan tillgodose elbehov.

Titta på den genomsnittliga el som ska genereras Sydafrikas energimix skulle fortfarande domineras av kol i 2030. De nedbrytning av elproduktion källa skulle vara: kol 64%, vind 13%, sol 8%, atom 4%, vattenkraft 3% och gas 1%.

Planens rekommendationer omfattar endast perioden 2019-2030. Men det ger också utkastsmodeller för energimixen så långt fram som 2050. Det förutsäger att 2050, under det optimala scenariot, kommer 42% elektricitet från vind, 20% från sol, 17% från kol, 11% från gas och ingen kärnkraft.

Detta innebär att enligt mest aktuella energiplaneringsmodeller, 100% förnybar el i Sydafrika ligger inte i horisonten.

Är 100% el från förnybara energikällor möjligt?

Flera länder ritar redan nästan all sin el från förnybara energikällor. Dessa inkluderar Costa Rica, Island, Norge och Paraguay. De är alla mycket mindre folksamda än Sydafrika och njuta av stora vattenkraftresurser. Sydafrika är för sin del a vatten-knappa land.

Men Sydafrika har ett antal saker som går för det. Det har mycket solsken, och dess kust och escarpment erbjuder superb vindplatser gårdar.

Så hur skulle Sydafrika uppnå 100% förnybara energikällor i sin mix? Det kan inte lita på gas, vilket inte är en förnybar energikälla. Inte heller kan det räkna med vattenkraft, trots att megaprojekt planeras längs Kongo flod.

Då finns det intressanta alternativ som biobränslen och ocean strömkraft. Men de har inte blivit ordentligt etablerade.

Detta lämnar vind och sol. Achilleshälen med båda är att strävan efter den helt förnybara energiförsörjningen är beroende av förmåga att lagra el genererade över långa perioder.

Enorm framsteg har uppnåtts för att förbättra lagringsenheternas kapacitet och att kommersialisera nyutvecklad teknik. Men billigt långsiktigt ellagring är fortfarande i stor utsträckning - eller opraktiskt.

I slutändan är det naturen och kostnaden för tekniska framsteg - vare sig i lagring eller i ett av ett brett spektrum av kraftgenererande teknologier - som avgör huruvida sydafrikanska kan byta sin energimix dramatiskt mot förnybara energikällor.

Om författaren

Hartmut Winkler, professor i fysik, University of Johannesburg

Denna artikel publiceras från Avlyssningen under en Creative Commons licens. Läs ursprungliga artikeln.

relaterade böcker

Drawdown: Den mest omfattande planen som någonsin föreslagits för att omvända global uppvärmning

av Paul Hawken och Tom Steyer
Mot bakgrund av utbredd rädsla och apati har en internationell koalition av forskare, yrkesverksamma och forskare kommit ihop för att erbjuda en rad realistiska och djärva lösningar på klimatförändringen. Ett hundra tekniker och metoder beskrivs här-några är välkända; något du kanske aldrig har hört talas om. De sträcker sig från ren energi för att utbilda flickor i låginkomstländer till markanvändningspraxis som drar kol ut ur luften. Lösningarna finns, är ekonomiskt lönsamma och samhällen runt om i världen håller för närvarande på att anta dem med skicklighet och beslutsamhet. Finns på Amazon

Utformning av klimatlösningar: En policyhandbok för lågkol Energi

av Hal Harvey, Robbie Orvis, Jeffrey Rissman
Med effekterna av klimatförändringar redan på oss är behovet av att minska de globala utsläppen av växthusgaser inget mindre än brådskande. Det är en skrämmande utmaning, men teknologierna och strategierna för att möta den finns idag. En liten uppsättning energipolicyer, utformade och genomförda väl, kan sätta oss på vägen till en koldioxidsnål framtid. Energisystem är stora och komplexa, så energipolitiken måste vara fokuserad och kostnadseffektiv. One-size-fits-all-tillvägagångssätt gör helt enkelt inte jobbet gjort. Politiska beslutsfattare behöver en tydlig och omfattande resurs som beskriver energipolitiken som kommer att ha störst inverkan på vår klimatframtid och beskriver hur man utformar dessa policyer väl. Finns på Amazon

Detta förändrar allt: Kapitalism vs. Klimat

av Naomi Klein
In Detta förändrar allt Naomi Klein hävdar att klimatförändringen inte bara är en annan fråga som ska lämnas snyggt mellan skatter och hälsovård. Det är ett larm som kräver att vi fixar ett ekonomiskt system som redan misslyckas på många sätt. Klein bygger noggrant fallet för hur massivt att minska våra utsläpp av växthusgaser är vår bästa chans att samtidigt minska ojämlikheterna i olikheterna, återinföra våra brutna demokratier och bygga om våra slagna lokala ekonomier. Hon avslöjar den ideologiska desperationen av klimatförändringsförnekarna, de geoengineers messianiska vansinne och den tragiska defeatismen av alltför många vanliga gröna initiativ. Och hon visar exakt varför marknaden inte har och kan inte fixa klimatkrisen, men kommer istället att göra saker värre, med alltmer extrema och ekologiskt skadliga utvinningsmetoder, tillsammans med katastrofal katastrofkapitalism. Finns på Amazon

Från Utgivaren:
Inköp på Amazon går för att täcka kostnaden för att få dig InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, och ClimateImpactNews.com utan kostnad och utan annonsörer som spåra dina surfvanor. Även om du klickar på en länk men inte köper dessa valda produkter, betalar allt annat du köper i samma besök på Amazon oss en liten provision. Det finns ingen extra kostnad för dig, så var vänlig bidra till insatsen. Du kan också använd denna länk att använda till Amazon när som helst så att du kan hjälpa till att stödja våra ansträngningar.