ابتكار

تشكك دراسة هارفارد في دعم واسع النطاق لتخزين الطاقة بالجملة

تشكك دراسة هارفارد في دعم واسع النطاق لتخزين الطاقة بالجملة


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

خزان مارشلين ماور [مصدر الصورة:هيفين أوين ، فليكر]

غالبًا ما يُشار إلى التكلفة العالية وعدم النضج التقني لأنظمة تخزين الكهرباء السائبة ، مثل التخزين المائي بالضخ (PHS) والبطاريات والهواء السائل والحذافات والهيدروجين ، على أنها تحديات رئيسية أمام زيادة اختراق تقنيات الطاقة المتجددة ، مثل كطاقة الرياح والطاقة الشمسية. ومع ذلك ، هل نشر هذه التقنيات ضروري حقًا في المرحلة الحالية لنشر الطاقة المتجددة في جميع أنحاء العالم؟ وجدت دراسة جديدة أجراها علماء في جامعة هارفارد أن هذا الافتراض معيب بشكل خطير وأن كمية كبيرة من سعة تخزين الطاقة ليست بالضرورة شرطًا مسبقًا لنشر مصادر الطاقة المتجددة من أجل تحقيق تخفيضات في انبعاثات غازات الاحتباس الحراري. في الواقع ، وجدت الدراسة في الواقع أن زيادة التقنيات مثل طاقة الرياح والطاقة الشمسية بمقدار عشرة أضعاف ممكنة دون الحاجة إلى الاعتماد على التخزين على الإطلاق.

BES ليست اقتصادية حاليًا في أسواق الكهرباء مع اختراق منخفض للطاقة المتجددة وانخفاض أسعار الغاز الطبيعي. يعني نشرها المحدود أن العوامل التقنية والاقتصادية ليست مفهومة بوضوح بينما فعالية التكلفة في دعم مصادر الطاقة المتجددة محدودة بشكل واضح بالتغيرات في المعايير الهندسية والاقتصادية لـ BES. حتى الآن ، لم يتم نشر أي تقنية BES ، باستثناء التخزين المائي الضخ (PHS) ، على نطاق واسع. من بين 141 جيجاوات الحالية من سعة التخزين الكهربائية العالمية ، 99 في المائة هي PHS.

حاول البروفيسور ديفيد كيث ، أستاذ الفيزياء التطبيقية جوردون ماكاي في كلية هارفارد جون أ.بولسون للهندسة والعلوم التطبيقية (SEAS) وأستاذ السياسة العامة في كلية هارفارد كينيدي وطالب الدراسات العليا في SEAS ، حسين صفائي ، اكتشاف مقدار `` الحجم الأكبر تخزين الكهرباء ، فعال اقتصاديًا باستخدام نموذج بسيط لتقييم اقتصاديات BES في ظل قيود انبعاثات الكربون. يمكن أن يوفر التخزين مجموعة متنوعة من الخدمات إلى جانب تخزين الكهرباء لعدة ساعات ، مثل تنظيم التردد لدعم التكامل في الشبكة. بدلاً من ذلك ، اختار كيث وصفائي قصر تحليلهما على BES باستخدام النموذج لتقييم دور تكاليف رأس المال ، والتي تعد أهم عامل محدد لجدواها الاقتصادية.

نظام تخزين الطاقة القائم على البطارية [مصدر الصورة: بورتلاند جنرال إلكتريك ، فليكر]

درس العمل السابق في هذا المجال اقتصاديات تقنيات BES المحددة مقارنة بتوربينات الغاز في الشبكات منخفضة الكربون. الأساس المنطقي للقيام بذلك هو أن الغاز يولد انبعاثات كربونية منخفضة مقارنة بالفحم بالإضافة إلى المرونة التشغيلية العالية وتكاليف رأس المال المنخفضة. درست العديد من الدراسات أيضًا القدرة التنافسية لتقنيات التخزين على مستوى الشبكة ، باستخدام نماذج معقدة من فئة المرافق لمراعاة خصوصيات الشبكة ومتطلبات الموثوقية المختلفة. تكمن المشكلة في أن الأدبيات الحالية حول هذا الموضوع لا تجيب على السؤال المعياري "ماذا لو" فيما يتعلق بمعايير السعر والأداء المتضمنة حيث من المتوقع أن تدعم BES مصادر الطاقة المتجددة في تحقيق تخفيضات كبيرة في الانبعاثات في قطاع الكهرباء.

استخدم كيث وصفائي بيانات تحميل ورياح العالم الحقيقي لبناء النموذج. لقد قاموا بتحسين حجم وترتيب الإرسال لأسطول التوليد لتقليل تكلفة إمدادات الكهرباء في ظل مجموعة من تكاليف BES وقيود انبعاثات غازات الاحتباس الحراري. لقد اختاروا أيضًا تحليل المجال الأخضر بدلاً من النظر إلى السعة الحالية من أجل التركيز فقط على التخفيضات العميقة للانبعاثات التي يتم فيها إيقاف تشغيل جميع محطات توليد الطاقة بالفحم ، أو بدلاً من ذلك إجراء تعديلات تحديثية للكربون والتقاط وتخزين (CCS). كان العامل الآخر في هذا القرار هو احتمال ألا تحدث مثل هذه التخفيضات العميقة على الأرجح حتى يقترب الأسطول الحالي من نهاية عمره الاقتصادي. كما تم تجاهل تكاليف النقل والقيود.

تم اختبار العديد من خيارات الإمداد بالكهرباء ، بما في ذلك طاقة الرياح وتوربينات الغاز و GES. استخدم Keith and Safaei أيضًا مصدرًا عامًا خالٍ من الكربون (DZC) قابل للنثر كبديل لمحطات الوقود الأحفوري مع احتجاز الكربون أو المحطات النووية. استعرض العالمان تكاليف تقنيات BES المختارة بالإضافة إلى حساسية تكلفة الكهرباء لأداء التخزين في ظل مجموعة من قيود الانبعاثات.

مزرعة الرياح [مصدر الصورة: كريشنا ، فليكر]

وجدت الدراسة أن نشر BES على نطاق واسع للتخزين على نطاق الشبكة ليس شرطًا مسبقًا لزيادة كمية الطاقة المتجددة بشكل كبير ، وبالتالي لا يوجد مبرر اقتصادي ضروري للتخزين الموسمي. أكدت الدراسة أيضًا أنه يمكن نشر مصادر الطاقة المتجددة المتقطعة لإزالة الكربون من إمدادات الكهرباء بمتطلبات صغيرة نسبيًا لـ BES. مطلوب BES كبير فقط عندما تصل كثافة انبعاثات الكربون إلى أقل من 30 في المائة من المتوسط ​​الحالي للولايات المتحدة مع تقاعد واسع النطاق لمحطات الوقود الأحفوري.

قال البروفيسور كيث ، متحدثًا إلى صحيفة هارفارد جازيت: "ليس هناك شك في أنه سيكون من الأفضل أن يكون لديك مساحة تخزين أكبر وأفضل وأن الاستراتيجية المعقولة طويلة الأجل للشبكة سيكون لها مساحة تخزين أكبر بكثير مما هي عليه اليوم". "لكن لا يتعين عليك انتظار ذلك قبل نشر المزيد من مصادر الطاقة المتجددة المتغيرة."

وأضاف صفائي ، الذي يعمل حاليًا كمدير مشارك في IHS Energy ، أن تكلفة رأس المال المنخفضة في الوقت الحالي بالإضافة إلى الأداء الجيد للانبعاثات تجعل توربينات الغاز مرشحة مهمة وفعالة من حيث التكلفة لتخفيف انبعاثات الكربون. علاوة على ذلك ، يمكن نشر تقنيات توليد خالية من الكربون - مثل الطاقة الكهرومائية والنووية والكتلة الحيوية - بدلاً من مصادر الطاقة المتجددة المتقطعة أو بالاشتراك معها ".

وصفت سالي إم بنسون ، أستاذة هندسة موارد الطاقة والمدير التنفيذي لمشروع المناخ والطاقة العالمي بجامعة ستانفورد ، والتي لم تشارك في الدراسة ، النتيجة بأنها "أخبار جيدة". وقالت إن هناك حاجة إلى مزيد من الوقت والبحث والتطوير لتقليل تكلفة التخزين السائب وزيادة الإنتاج.

قال جاي أبت ، أستاذ التكنولوجيا والمدير المشارك لمركز صناعة الكهرباء في جامعة كارنيجي ميلون ، إن دراسة هارفارد تؤكد بوضوح أن "تكلفة إزالة التلوث من توليد الكهرباء تكون أقل عندما تكون استراتيجية كل ما سبق مستخدم."

يأمل كيث وصفائي أن تساعد الدراسة في إعلام حكومات العالم ، فيما يتعلق بكل من قرارات الاستثمار في البحث والتطوير والسياسات الحكومية.

قال كيث: "نحاول وضع مذكرة سياسية بارزة تقول إنه لا يمكنك تنمية مصادر متجددة متغيرة دون زيادة متناسبة في التخزين". "يمكننا خفض انبعاثات الكربون في قطاع الكهرباء إلى أقل من ثلث مستوياتها الحالية باستخدام مصادر الطاقة المتجددة المتغيرة مع الغاز الطبيعي لإدارة التقطع ، ولكن هذا سيتطلب منا الاستمرار في تنمية البنية التحتية لنقل الكهرباء. هناك فرق بين النقل والتخزين ؛ إذا أوقفت معارك تحديد المواقع الإرسال الجديد ، فيجب علينا زيادة التخزين ".

نُشرت الدراسة يوم الاثنين 23بحث وتطوير سبتمبر في مجلة Energy & Environmental Science بتمويل من بيل جيتس من خلال صندوق أبحاث المناخ والطاقة المبتكرة.


شاهد الفيديو: شروط القبول في جامعة هارفارد الأمريكية وتكلفة الدراسة (سبتمبر 2022).


تعليقات:

  1. Zolotaxe

    شكرا للمجلس كيف يمكنني أن أشكرك؟

  2. Saad

    إنها القطعة المسلية

  3. Nezilkree

    هذا مجرد فكرة رائعة.

  4. Link

    يجب أن تخبرها - كذبة.



اكتب رسالة