По словам ученых из Калифорнийского университета, Ирвин, Соединенные Штаты могут надежно удовлетворить около 80 процентов своего спроса на электроэнергию с использованием солнечной и ветровой энергии. Калифорнийский технологический институт; и Институтом Карнеги по науке.
Тем не менее, для удовлетворения естественной изменчивости этих двух ресурсов удовлетворение 100-процентного спроса на электроэнергию с использованием только солнечной и ветровой энергии потребует хранения электроэнергии на несколько недель.
«Солнце садится, и ветер не всегда дует», - отметил Стивен Дэвис, доцент кафедры науки о Земле и соавтор исследования возобновляемой энергии, опубликованного сегодня в журнале Energy & Environmental Science. «Если нам нужна надежная энергетическая система, основанная на этих ресурсах, как мы справляемся с их ежедневными и сезонными изменениями?»
Группа проанализировала 36-летний почасовой прогноз погоды в США (с 1980 по 2015 год), чтобы понять фундаментальные геофизические барьеры для подачи электроэнергии только солнечной и ветровой энергией.
«Мы рассматривали изменчивость солнечной и ветровой энергии как во времени, так и в пространстве и сравнивали ее с потребностью в электроэнергии США», - сказал Дэвис. «Мы обнаружили, что мы могли бы надежно получить около 80 процентов нашей электроэнергии из этих источников, построив либо сеть передачи данных в континентальном масштабе, либо объекты, которые могли бы хранить 12-часовой расход электроэнергии в стране».
Исследователи заявили, что такое расширение возможностей передачи или хранения будет означать очень значительные, но немыслимые, инвестиции. Они подсчитали, что стоимость новых линий электропередач, необходимых, например, может составлять сотни миллиардов долларов. Для сравнения, сохранение такого количества электроэнергии с помощью самых дешевых батарей сегодня, вероятно, будет стоить более триллиона долларов, хотя цены падают.
Другие формы накопления энергии, такие как перекачивание воды в гору, к более позднему потоку вниз по гидрогенераторам, являются привлекательными, но ограниченными по охвату. У США очень много воды на востоке, но не очень высокая, с противоположным расположением на Западе.
На производство электроэнергии на основе ископаемого топлива приходится около 38 процентов выбросов углекислого газа в США. Загрязнение CO2 является основной причиной глобального изменения климата. Дэвис сказал, что его радует прогресс, который был достигнут, и перспективы на будущее.
«Тот факт, что мы могли получить 80 процентов нашей энергии от ветра и солнца, действительно обнадеживает», - сказал он. «Пять лет назад многие люди сомневались, что эти ресурсы могут составлять более 20 или 30 процентов».
Но помимо 80-процентной отметки, количество хранилищ энергии, необходимое для преодоления сезонной и изменчивости погоды, быстро растет. «Наша работа показывает, что источники энергии с низким уровнем выбросов углерода будут необходимы для того, чтобы дополнить то, что мы можем собирать с ветра и солнца, до тех пор, пока возможности хранения и передачи не будут выполнены», - сказал соавтор Кэн Калдейра из Института карнеги по науке , «Варианты могут включать в себя производство ядерной и гидроэлектроэнергии, а также управление спросом».Тем не менее, для удовлетворения естественной изменчивости этих двух ресурсов удовлетворение 100-процентного спроса на электроэнергию с использованием только солнечной и ветровой энергии потребует хранения электроэнергии на несколько недель.
«Солнце садится, и ветер не всегда дует», - отметил Стивен Дэвис, доцент кафедры науки о Земле и соавтор исследования возобновляемой энергии, опубликованного сегодня в журнале Energy & Environmental Science. «Если нам нужна надежная энергетическая система, основанная на этих ресурсах, как мы справляемся с их ежедневными и сезонными изменениями?»
Группа проанализировала 36-летний почасовой прогноз погоды в США (с 1980 по 2015 год), чтобы понять фундаментальные геофизические барьеры для подачи электроэнергии только солнечной и ветровой энергией.
«Мы рассматривали изменчивость солнечной и ветровой энергии как во времени, так и в пространстве и сравнивали ее с потребностью в электроэнергии США», - сказал Дэвис. «Мы обнаружили, что мы могли бы надежно получить около 80 процентов нашей электроэнергии из этих источников, построив либо сеть передачи данных в континентальном масштабе, либо объекты, которые могли бы хранить 12-часовой расход электроэнергии в стране».
Исследователи заявили, что такое расширение возможностей передачи или хранения будет означать очень значительные, но немыслимые, инвестиции. Они подсчитали, что стоимость новых линий электропередач, необходимых, например, может составлять сотни миллиардов долларов. Для сравнения, сохранение такого количества электроэнергии с помощью самых дешевых батарей сегодня, вероятно, будет стоить более триллиона долларов, хотя цены падают.
Другие формы накопления энергии, такие как перекачивание воды в гору, к более позднему потоку вниз по гидрогенераторам, являются привлекательными, но ограниченными по охвату. У США очень много воды на востоке, но не очень высокая, с противоположным расположением на Западе.
На производство электроэнергии на основе ископаемого топлива приходится около 38 процентов выбросов углекислого газа в США. Загрязнение CO2 является основной причиной глобального изменения климата. Дэвис сказал, что его радует прогресс, который был достигнут, и перспективы на будущее.
«Тот факт, что мы могли получить 80 процентов нашей энергии от ветра и солнца, действительно обнадеживает», - сказал он. «Пять лет назад многие люди сомневались, что эти ресурсы могут составлять более 20 или 30 процентов».
Но помимо 80-процентной отметки, количество хранилищ энергии, необходимое для преодоления сезонной и изменчивости погоды, быстро растет. «Наша работа показывает, что источники энергии с низким уровнем выбросов углерода будут необходимы для того, чтобы дополнить то, что мы можем собирать с ветра и солнца, до тех пор, пока возможности хранения и передачи не будут выполнены», - сказал соавтор Кэн Калдейра из Института карнеги по науке , «Варианты могут включать в себя производство ядерной и гидроэлектроэнергии, а также управление спросом».
