Ett 100% förnybart nät är inom räckvidd men behöver statlig finansiering

Ett 100% förnybart nät är inom räckvidd men behöver statlig finansiering
Med rätt blandning kan nätet bli helt förnybart för samma kostnad och pålitlighet som fossila bränslen. Pixabay / Wikimedia Commons

I en tal till National Press Club, Premiärminister Malcolm Turnbull förklarade att de viktigaste kraven för Australiens elsystem är att det ska vara överkomligt, tillförlitligt och kunna bidra till att uppnå nationella mål för utsläppsminskning. Han betonade också att ansträngningarna att uppnå dessa mål borde vara "teknikagnostisk" - det vill säga de bästa lösningarna bör väljas på merit, oavsett om de är baserade på fossila bränslen, förnybar energi eller annan teknik.

När det händer kan modern vindkraft, solceller (PV) och off-river pumped hydro energy storage (PHES) uppfylla dessa krav utan heroiska antaganden, till en kostnad som är konkurrenskraftig med kraftverk med fossila bränslen.

Turnbull och hans regering har också korrekt identifierat energilagring som nyckeln till att stödja hög systemtillförlitlighet. Vind och sol är intermittenta genereringskällor, och medan vi blir bättre på att förutse vind och sol på tidsskalor från sekunder till veckor, är lagring ändå nödvändig för att leverera rätt balans mellan utbud och efterfrågan på hög penetration av vind och PV.

Lagring blir viktig när den variabla förnybara energikomponenten i elproduktionen stiger över 50%. Australien för närvarande källor om 18% av sin el från förnybara energikällor - vattenkraft i snöiga bergen och Tasmanien, vindkraft och det ständigt växande antalet PV-installationer på taket.

Samtidigt ligger förnybar energi i South Australia redan på cirka 50% - mestadels vind och PV - och så har detta tillstånd nu en potentiell ekonomisk möjlighet att lägga till energilagring i nätet.

Skjutlagring

För att hjälpa till att förverkliga denna potential, i South Australia och på andra håll, Clean Energy Finance Corporation (CEFC) och den australiska byrån för förnybar energi (ARENA) kommer att spendera $ 20 miljoner offentliga medel att hjälpa flexibel kapacitet och storskaliga energilagringsprojekt bli kommersiellt hållbara, inklusive pumpad hydro och batterier.

PHES utgör 97% av världens ellagring. Detaljmarknaden för hushållslagringsbatterier som Teslas Powerwall växer, men storskaliga lagringsbatterier är fortfarande mycket dyrare än PHES. "Off-river" pumpad hydro har en ljus framtid i Australien och många andra länder, för det finns det väldigt många lämpliga platser.


Få det senaste från InnerSelf


Vind och PV är de överväldigande vinnarna när det gäller ny elproduktion med låga utsläpp eftersom de kostar mindre än alternativen. Faktiskt, PV och vind utgjorde hälften av världens nya generationskapacitet installerad i 2015 och nästan all ny generationskapacitet installerad i Australien.

Nyligen modellerade vi den nationella elmarknaden (NEM) för ett 100% -scenario för förnybar energi. I detta scenario förser vind och PV 90% av årlig el, med befintlig hydro- och bioenergi som ger balansen. I vår modellering undviker vi heroiska antaganden om framtida teknikutveckling, genom att bara inkludera teknik som redan har använts i större mängder än 100 gigawatt - nämligen vind, PV och PHES.

Tillförlitliga, uppdaterade priser är tillgängliga för dessa teknologier, och våra kostnadsberäkningar är mer robusta än för modeller som använder teknikdistribution och prognoser för kostnadsminskning som skiljer sig mycket från dagens verklighet.

I vår modellering använder vi historiska data för vind, sol och efterfrågan för varje timme under åren 2006-10. Mycket bred distribution av PV och vind över nätet minskar försörjningsbrister genom att dra nytta av olika vädersystem. Energibalansen mellan utbud och efterfrågan upprätthålls genom att tillföra tillräcklig PHES, högspänningsöverföringskapacitet och överskott av vind- och PV-kapacitet.

Inte ett dyrt jobb

Det viktigaste resultatet av vårt arbete är att de extra kostnaderna för att balansera förnybar energiförsörjning med efterfrågan på en timmars, snarare än årlig basis är blygsamma: A $ 25-30 per megawatt-timme (MWh). Det är viktigt att denna kostnad är en övre gräns, eftersom vi inte har tagit hänsyn till användningen av efterfrågan ledning eller batterier för att jämna ut tillgången och efterfrågan ännu mer.

Dessutom hänför sig en stor del av den beräknade kostnaden till perioder med flera på varandra följande dagar av molnigt och vindlöst väder, som bara inträffar en gång var få år. Vi kan göra betydande ytterligare minskningar genom avtalsenlig belastning, tillfällig användning av äldre kol- och gasgeneratorer för att ladda PHES-reservoarer och hantera laddningstiderna för batterier i elbilar.

Med hjälp av 2016-priser som råder i Australien beräknar vi att de utjämnade energikostnaderna i en framtida förnybar energi av 100%, inklusive kostnaden för timbalansering, är $ 93 per MWh. Kostnaden för vind och PV fortsätter att falla snabbt, och så efter 2020 kommer detta pris sannolikt att ligga på cirka AUN $ X per MWh.

Av avgörande betydelse är detta jämförbart med motsvarande uppskattade siffror för ett nytt superkritiskt svart kolkraftverk i Australien, som har satts till En $ 80 per MWh.

Samtidigt kan ett system utvecklat kring vind, PV och PHES och befintlig hydro leverera samma tillförlitlighet som dagens nätverk. PHES kan också leverera många av de tjänster som möjliggör ett pålitligt energisystem idag: utmärkt tröghetsenergi, spinnreserv, snabbstart, svartstartförmåga, spänningsreglering och frekvensstyrning.

Åldrande system

Australiens fossila bränsleflotta åldras. Ett bra exempel är i väntan på stängning av 49-åriga brunt kolkraftverk i Hazelwood i Victoria's Latrobe Valley. Ett ACIL Allen-rapport till den australiensiska regeringen visar den tekniska livslängden för varje kraftverk och visar att två tredjedelar av Australiens kapacitet för fossil bränsleproduktion kommer att nå slutet av sin tekniska livslängd under de kommande två decennierna.

De praktiska valen för att ersätta dessa anläggningar är fossila bränslen (kol och gas) eller befintliga storskaliga förnybara energikällor (vind och PV). Förnybara energikällor är redan ekonomiskt konkurrenskraftiga och kommer att vara klart billigare av 2030.

Energirelaterade växthusgasutsläpp utgör ungefär 84% av Australiens totala storlek. Elproduktion, landtransporter och värme i stadsområden utgör 55% av de totala utsläppen. Omvandling av dessa tre energifunktioner till förnybar energi är enklare än för andra komponenter i energisystemet.

Transport och stadsuppvärmning kan elektrifieras genom användning av elfordon respektive värmepumpar. Elektriska värmepumpar är tillhandahåller redan stark konkurrens för naturgas på marknaderna för rymd och vattenvärme. Det är viktigt att dessa enheter har storskalig lagring i form av batterier i fordon, och termisk tröghet i vatten och byggnader. Välintegrerad användning av dessa teknikförändringar kommer att bidra till att sänka elpriserna ytterligare.

Så vind, PV och PHES ger tillsammans tillförlitlighet och prisvärdighet för att matcha det nuvarande elsystemet. Dessutom underlättar de djupa nedskärningar till utsläpp till låg kostnad som kan gå långt utöver Australiens befintligt klimatmål.Avlyssningen

Om Författarna

Andrew Blakers, professor i teknik, Australian National University; Bin Lu, doktorand, Australian National University, och Matthew Stocks, forskningsstipendiat, ANU College of Engineering and Computer Science, Australian National University

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
9780143130444Mot 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
1610919564Med effekterna av klimatförändringen redan på oss är behovet av att minska de globala utsläppen av växthusgaser inget mindre än brådskande. Det är en skrämmande utmaning, men tekniken och strategierna för att möta den finns idag. En liten uppsättning energipolicy, utformad och implementerad väl, kan leda oss till en framtid med låga koldioxidutsläpp. Energisystem är stora och komplexa, så energipolitiken måste vara fokuserad och kostnadseffektiv. One-size-passar-alla tillvägagångssätt kommer helt enkelt inte att få jobbet gjort. Policymakers behöver en tydlig, omfattande resurs som beskriver energipolitiken som kommer att få störst påverkan på vår klimatframtid och beskriver hur man utformar dessa policyer väl. Finns på Amazon

Detta förändrar allt: Kapitalism vs. Klimat

av Naomi Klein
1451697392In 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.

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

följ InnerSelf på

facebook-icontwitter-iconrss-icon

Få det senaste via e-post

{Emailcloak = off}