Spojené státy by mohly snížit emise uhlíku z výroby elektřiny až o 78 procent, aniž by musely vyvíjet žádné nové technologie nebo používat nákladné baterie, uvádí nová studie. Je tu ale háček. Země by musela vybudovat novou národní přenosovou síť, aby státy mohly sdílet energii.
Související obsah
- Francie dláží více než 600 mil silnic se solárními panely
- Pomocí japonského umění řezání papíru Kirigami vytvořte lepší solární panely
- Recese, ne Fracking, řídil pokles amerických emisí uhlíku
"Naším nápadem bylo, kdybychom měli národní" dálniční dálnici pro elektrony ", mohli bychom pohnout energií podle potřeby a větrné a solární elektrárny bychom mohli umístit na nejlepší místa, " říká spoluautor studie Alexander MacDonald, který nedávno odešel do důchodu jako ředitel Laboratoře pro výzkum Země společnosti NOAA v Boulderu v Coloradu.
Před několika lety byl MacDonald zvědavý na tvrzení, že neexistuje technologie, která by mohla snížit emise oxidu uhličitého bez zdvojnásobení nebo ztrojnásobení nákladů na elektřinu. Když tento problém prozkoumal, zjistil, že studie za tvrzeními dobře nezačlenily proměnlivé počasí země.
Jedním z velkých problémů s větrnou a solární energií je to, že jejich dostupnost závisí na počasí. Solární systém je k dispozici pouze za slunečných dnů, nikoli za bouřek nebo v noci. Větrné turbíny nefungují, když vítr dostatečně fouká - nebo když fouká příliš mnoho. Z tohoto důvodu některé studie tvrdily, že tyto technologie jsou životaschopné pouze tehdy, pokud jsou k dispozici velkokapacitní baterie pro ukládání energie z těchto zdrojů, které lze použít, když nefungují. To by zvýšilo náklady na elektřinu daleko za dnešní ceny.
Ale „někde je vždy k dispozici větrná a sluneční energie, “ poznamenává MacDonald. Takže on a jeho kolegové se rozhodli navrhnout nízkouhlíkový systém výroby elektřiny, který by lépe začlenil - a dokonce využil - počasí v zemi. Jejich studie se dnes objevuje v Nature Climate Change .
Jejich počítačový model ukázal, že přechodem na většinu větrných a solárních zdrojů - s malou pomocí zemního plynu, hydroelektrické a jaderné energie, když počasí nespolupracuje - by Spojené státy mohly snížit emise uhlíku o 33 až 78 procent z úrovní roku 1990, v závislosti na přesných nákladech na obnovitelnou energii a zemní plyn. (Čím nižší jsou náklady na energii z obnovitelných zdrojů a čím vyšší jsou náklady na zemní plyn, tím více úspor uhlíku.) Přidání uhlí do směsi nezpůsobilo zlevnění elektřiny, ale vedlo to ke zvýšení emisí uhlíku o 37 procent.
Klíčem k této budoucnosti by byl vývoj systému pro přenos elektřiny po celé zemi, aby větrný den v Severní Dakotě mohl pohánět zataženo, klidný den v New Yorku. To by vyžadovalo nejen nové dohody mezi státy - například Texas má svou vlastní oddělenou rozvodnou síť -, ale také upgrade přenosových linek, které přesouvají elektrony z jednoho místa na druhé.
Ve většině oblastí se energie pohybuje po vysokonapěťových vedeních střídavého proudu, ale existují omezení, jak daleko mohou tyto vedení přenášet energii. Přechod na vysokonapěťový stejnosměrný proud by umožnil výrobcům energie přenášet více elektřiny na větší vzdálenost. To znamená, že nové větrné turbíny a solární elektrárny by mohly být postaveny v místech, která mají největší potenciál pro větrnou a sluneční energii, protože na vzdálenosti od místa, kde je potřeba energie, nezáleží.
Vybudování nové sítě pro přenos elektřiny by bylo velkou prací. Počítačový model však ukázal, že to může být nákladově efektivní, protože v dlouhodobém horizontu by to mělo umožnit dostupnost levné energie, poznamenává spoluautor studie Christopher Clack, matematik v Cooperative Institute for Research in Environmental Sciences na Colorado University-Boulder .
"Budováním těchto přenosových zařízení snížíme náklady na odstranění uhlíku a ne jej zvyšujeme, " říká.
Některé státy, jako například Kalifornie a New York, jsou již na cestě k této nízkouhlíkové budoucnosti a Vermont právě schválil plány vedení vysokonapěťového stejnosměrného proudu z Kanady, poznamenává Mark Jacobson, atmosférický vědec na Stanfordské univerzitě. V loňském roce vedl studii zveřejněnou ve Sborníku Národní akademie věd, který ukázal, jak by Spojené státy mohly dosáhnout elektrické energie s obnovitelnou energií, a to s pomocí technologie skladování.
"Můžeme použít existující přenosové cesty, " říká Jacobson a pouze vylepšit vedení, která jimi procházejí. "Nepotřebujete tolik nových cest, jak si myslíte."
Zvýšení energie z obnovitelných zdrojů by mělo kromě nižších emisí uhlíku výhody, například snížení znečištění ovzduší a nižší náklady. "Přechod je jen malou nevýhodou, " říká.
Navíc, poznamenává MacDonald, přechod na nízkouhlíkovou výrobu elektřiny by mohl sloužit jako katalyzátor pro nižší emise uhlíku v odvětvích, jako je vytápění domácností a doprava. "Bez ohledu na to, musíte nejdřív udělat elektřinu, " říká a zbytek bude následovat.
