Veterná a solárna energia by mohla nahradiť uhoľnú energiu v Texase

Texas môže byť pre národ modelom, ako efektívne nahradiť uhlie veternou a solárnou energiou pre energetické potreby štátu pri plnení environmentálnych cieľov, podľa nového výskumu inžinierov Rice University.

Nová práca vedená environmentálnym inžinierom Danielom Cohanom a senior majorom v oblasti počítačovej vedy Richardom Morsom z Riceovej George R. Brown School of Engineering využíva optimalizačné modelovanie na identifikáciu najlacnejších kombinácií navrhovaných veterných a solárnych projektov s potenciálom nahradiť uhoľnú energiu. generácie v Texase.

Ako uvádzajú autori v príspevku, ktorý vychádza v časopiseObnoviteľné zdroje: vietor, voda a slnko, "Jednoducho povedané, nie vždy je veterno a nie vždy slnečno, ale niekde v Texase je takmer vždy veterno alebo slnečno."

Cohan povedal, že by to mohlo umožniť veternej a solárnej energii nahradiť takmer všetku produkciu uhlia, najmä ak sú veterné a solárne projekty umiestnené na miestach, ktoré poskytujú doplnkový výstup. Nový dokument vychádza zo štúdie z roku 2018 z jeho laboratória.

"Tento dokument je skutočne o tom, ako môžeme čo najrýchlejšie prejsť od uhlia," povedal Cohan, docent stavebného a environmentálneho inžinierstva. "Texas stále spaľuje viac uhlia a vypúšťa viac oxidu siričitého a iného znečistenia ako ktorýkoľvek iný štát. Aj keď je prechod nevyhnutný, je naliehavé, aby sme čo najrýchlejšie opustili uhlie, aby sa zlepšila kvalita ovzdušia a zdravie."

„Vyčistenie energie, ktorú využívame na napájanie spoločnosti, je jednou z najdôležitejších vecí, ktoré musíme urobiť,“ povedal Morse, ktorý za prácu na projekte vyhral súťaž Malcolm Verdict Memorial Memorial na Texas Energy Summit v roku 2020. "Profesor Cohan to inzeroval ako projekt zameraný na matematiku a to je moje pozadie, takže možnosť pomôcť s projektom integrácie čistej energie bola pre mňa veľmi zaujímavá."

Niekoľko veľkých texaských uhoľných elektrární bolo zatvorených v roku 2018 a väčšina zostávajúcich elektrární fungovala hlboko pod kapacitou, a to aj počas výpadkov počas zmrazenia vo februári 2021. Výskum tímu zistil, že len tretina veterných a solárnych projektov, ktoré už boli navrhnuté Rade pre elektrickú spoľahlivosť v Texase do júna 2020, by mohla nahradiť takmer všetku výrobu uhlia v štáte. Od júna 2020 boli postavené desiatky týchto projektov a rad navrhovaných solárnych projektov sa zdvojnásobil.

Kľúčom k úspechu veternej a solárnej energie bude rozšírenie prenosových vedení spájajúcich najveternejšie a najslnečnejšie časti štátu s mestami.

"V Texase je to najväčšia prekážka spomaľujúca rast veternej a solárnej energie," povedal Cohan. "Obojstranný zákon o infraštruktúre, ktorý prešiel minulý rok, je dobrým začiatkom, ale nemá ani zďaleka dostatok financií na prenos. Texas tiež tým, že sa nepripojil k iným sieťam, premeškal príležitosti na predaj prebytočnej veternej a solárnej energie iným štátom." ."

Cohan poznamenal, že zemný plyn bude v blízkej budúcnosti aj naďalej kritický pre elektrickú spoľahlivosť Texasu, najmä keď sa ERCOT snaží zotaviť zo zmrazenia v roku 2021. Doplnkové umiestnenie veterných a solárnych fariem však môže znížiť potrebu zemného plynu a skladovania. eliminovať potrebu uhlia, povedal. Štúdia ukazuje, že veterná energia zo západného Texasu má tendenciu vrcholiť cez noc, zatiaľ čo vietor v južnom Texase vrcholí s morským vánkom počas letných popoludní a večerov. Spolu s dennou slnečnou energiou môžu tieto doplnkové zdroje pokryť väčšinu, ale nie všetky hodiny v roku.

"Aj pri doplnkovom umiestnení budú stále hodiny, keď nebude svietiť slnko a nebude fúkať vietor," povedal Cohan. "Historicky hlavnou výzvou boli letné popoludnia, keď klimatizácie bežia naplno, a občasné hlboké mrazy. Slnečné a pobrežné vetry fungujú dobre počas letných špičiek, ale môžu sa počas niektorých večerov utišiť, keď budeme potrebovať niečo iné na naštartovanie." v."

Povedal, že odstránenie uhlia z texaskej siete je len otázkou času. "Myslím si, že žiadna z energetických spoločností nechce prevádzkovať uhoľné elektrárne dlhodobo," povedal Cohan. „Sú špinavšie a nákladnejšie na prevádzku ako budovanie veterných a solárnych projektov od nuly a väčšina energetických spoločností má teraz plány na dosiahnutie nulových čistých emisií uhlíka do roku 2050, ak nie skôr.

"Možno aj preto neinvestovali do modernizácie svojich uhoľných elektrární, z ktorých mnohé majú viac ako 40 rokov a nie sú príliš efektívne," povedal.

Spoluautormi článku sú Riceová vysokoškoláčka zo stavebného inžinierstva Sarah Salvatore a absolventka Joanna Slusarewicz, teraz postgraduálna študentka na Carnegie Mellon University.

Výskum podporila Energy Foundation.

ruda.

"Možno aj preto neinvestovali do modernizácie svojich uhoľných elektrární, z ktorých mnohé majú viac ako 40 rokov a nie sú príliš efektívne," povedal.

Spoluautormi článku sú Riceová vysokoškoláčka zo stavebného inžinierstva Sarah Salvatore a absolventka Joanna Slusarewicz, teraz postgraduálna študentka na Carnegie Mellon University.

Výskum podporila Energy Foundation.