Laut globalen Daten ist Solar zur weltweit beliebtesten neuen Art der Stromerzeugung geworden Es wird mehr Photovoltaik-Kapazität installiert als jede andere Generationstechnologie.

Weltweit wurden in 73 einige 2016-Gigawatt an neuer PV-Kapazität installiert. Die Windenergie kam auf den zweiten Platz (55GW), Kohle wurde auf den dritten Platz (52GW) gefolgt von Gas (37GW) und Wasserkraft (28GW).

Zusammen repräsentieren PV und Wind 5.5% der aktuellen Energieerzeugung (wie am Ende von 2016), aber entscheidend war, dass sie fast die Hälfte aller im letzten Jahr weltweit installierten neuen Erzeugungskapazitäten ausmachten.

Es ist wahrscheinlich, dass der Bau neuer Kohlekraftwerke möglicherweise recht schnell zurückgehen wird, weil PV und Wind jetzt fast überall wettbewerbsfähig sind.

Hydro ist immer noch wichtig in Entwicklungsländern, die immer noch Flüsse zu stauen haben. Inzwischen haben andere emissionsarme Technologien wie Kernkraft, Bioenergie, Solarthermie und Geothermie nur geringe Marktanteile.

PV und Wind haben jetzt so große Vorteile in Bezug auf Kosten, Produktionsumfang und Lieferketten, dass es ist schwer zu sehen, dass andere emissionsarme Technologien sie herausfordern innerhalb des nächsten Jahrzehnts oder so.

Dies ist sicherlich in Australien der Fall, wo PV und Wind praktisch die gesamte neue Erzeugungskapazität umfassen und wo die PV-Kapazität der PV liegt festgelegt, um 12GW von 2020 zu erreichen. Wind und Solar PV werden installiert mit einer kombinierten Rate von etwa 3GW pro Jahr, weitgehend von der Bundesregierung angetrieben Erneuerbare Energie Ziel (RET).

Dies ist doppelt so hoch wie in den letzten Jahren, und eine willkommene Rückkehr zum Wachstum nach mehreren Jahren gedämpfter Aktivität aufgrund der politischen Unsicherheit über die RET.

Wenn diese Rate beibehalten wird, dann wird von 2030 mehr als die Hälfte des australischen Stroms aus erneuerbaren Energien kommen und Australien wird seine Energie erhalten haben Versprechen im Rahmen des Pariser Klimaabkommens rein durch Emissionseinsparungen in der Elektrizitätswirtschaft.

Um die Idee weiter zu verfolgen, wenn Australien die derzeitige kombinierte PV- und Windinstallationsrate auf 6GW pro Jahr verdoppeln würde, würde es in etwa 100 2033% erneuerbarer Strom erreichen. Modellierung durch meine Forschungsgruppe schlägt vor, dass dies nicht schwierig wäre, da diese Technologien jetzt billiger sind als Strom aus neu gebauten Kohle- und Gasvorkommen.

Erneuerbare Zukunft in Reichweite

Das Rezept für ein erschwingliches, stabiles und erreichbares 100-Ökostromnetz ist relativ einfach:

1. Verwenden Sie hauptsächlich PV und Wind. Diese Technologien sind billiger als andere emissionsarme Technologien, und Australien hat viel Sonnenschein und Wind, weshalb diese Technologien bereits weit verbreitet sind. Dies bedeutet, dass sie im Vergleich zu anderen erneuerbaren Energieträgern verlässlichere Preisprognosen haben und die Notwendigkeit heroischer Annahmen über den Erfolg spekulativerer sauberer Energieoptionen vermeiden.

2. Verteilen Sie die Generierung auf einen sehr großen Bereich. Die Verbreitung von Wind- und PV-Anlagen über weite Gebiete - etwa eine Million Quadratkilometer von Nord-Queensland nach Tasmanien - ermöglicht den Zugang zu einer Vielzahl von unterschiedlichen Wetterbedingungen und hilft außerdem, die Nachfragespitzen der Nutzer auszugleichen.

3. Erstellen Sie Interkonnektoren. Verknüpfen Sie das weitreichende Netzwerk von PV und Wind mit Hochspannungsleitungen, wie sie bereits zur Stromübertragung zwischen Staaten eingesetzt werden.

4. Speicher hinzufügen Speicher kann dazu beitragen, die Energieerzeugung mit dem Nachfrageverhalten in Einklang zu bringen. Die billigste Option ist Pumpspeicherkraftwerk (PHES)mit Unterstützung von Batterien und Nachfragemanagement.

Australien hat derzeit drei PHES-Systeme - Tumut 3, Kangaroo Valley und Wivenhoe - Alle sind auf Flüssen. Aber es gibt eine große Anzahl möglicher Off-River-Standorte.

In einer Projekt durch die finanziert Australische Agentur für erneuerbare Energien, haben wir über identifiziert 5,000 Seiten in Südaustralien, Queensland, Tasmanien, dem Canberra-Distrikt und dem Alice Springs-Distrikt, die potentiell für Pumpspeicherkraftwerke geeignet sind.

Jede dieser Seiten hat zwischen 7 und 1,000 mal das Speicherpotential der Tesla-Batterie wird derzeit installiert, um das südaustralische Netz zu unterstützen. Darüber hinaus hat Pumped Hydro eine Lebensdauer von 50 Jahren, verglichen mit 8-15 Jahren für Batterien.

Wichtig ist, dass die meisten PHES-Standorte in der Nähe von Wohngebieten liegen und wo neue PV- und Windparks gebaut werden.

Sobald die Suche nach Websites in New South Wales, Victoria und Western Australia abgeschlossen ist, erwarten wir, dass wir aufdecken 70-100 verfügt über mehr PHES-Energiespeicher als zur Unterstützung eines 100-Ökostromnetzes in Australien erforderlich ist.

Verwalten des Gitters

Fossile Brennstoff-Generatoren bieten derzeit eine weitere Dienstleistung für das Netz, neben der Erzeugung von Strom. Sie helfen dabei, Angebot und Nachfrage auf Zeitskalen bis Sekunden durch die "Trägheitsenergie", die in ihren schweren Drehgeneratoren gespeichert ist, auszugleichen.

Aber in Zukunft kann dieser Service von ähnlichen Generatoren in Pumpspeicherkraftwerken übernommen werden. Auch Angebot und Nachfrage können mit Hilfe von schnell reagierenden Batterien, Nachfragesteuerung und "synthetischer Trägheit" von PV- und Windparks abgestimmt werden.

Wind und PV liefern einen immer härteren Wettbewerb um Gas auf dem Energiemarkt. Der Preis für große Wind und PV in 2016 war Ein $ 65-78 pro Megawattstunde. Dies ist unter dem aktueller Großhandelspreis für Strom im nationalen Strommarkt.

Es gibt reichlich anekdotische Beweise dafür, dass der Preis für Wind- und PV-Energie in diesem Jahr auf A $ 60-70 pro MWh gesunken ist, da die Branche in Schwung kommt. Die Preise dürften innerhalb weniger Jahre unter A $ 50 pro MWh fallen, um den aktuellen internationalen Benchmark-Preisen zu entsprechen. Daher sind die Nettokosten für den Wechsel zu einem 100-Ökostromsystem in den nächsten 15-Jahren Null, verglichen mit dem Fortsetzen des Baus und der Wartung von Anlagen für das derzeitige fossil betriebene System.

Gas kann nicht mehr mit Wind und PV für die Lieferung von Strom konkurrieren. Elektrische Wärmepumpen treiben Gas aus dem Wasser und die Raumheizung. Selbst für die Lieferung von Hochtemperaturwärme für die Industrie muss Gas weniger als A $ 10 pro Gigajoule kosten, um mit Elektroofen zu konkurrieren, die mit Wind- und PV-Energie betrieben werden, die A $ 50 pro MWh kostet.

Wichtiger ist, je mehr kostengünstige PV und Wind in der gegenwärtigen hochpreisigen Stromumgebung eingesetzt werden, desto mehr werden sie die Preise senken.

Dann gibt es noch andere Arten von Energienutzung neben Elektrizität - wie Transport, Heizung und Industrie. Der günstigste Weg, diese Energiequellen umweltfreundlich zu machen, besteht darin, praktisch alles zu elektrifizieren und an ein Stromnetz anzuschließen, das mit erneuerbaren Energien betrieben wird.

Eine Reduzierung der australischen Treibhausgasemissionen um 55% kann erreicht werden, indem das Stromnetz auf erneuerbare Energien umgestellt wird, zusammen mit der Massenannahme von Elektrofahrzeugen für den Landtransport und elektrischen Wärmepumpen für Heizung und Kühlung. Darüber hinaus können wir regenerative, elektro-angetriebene Wege zur Herstellung kohlenwasserstoffbasierter Kraftstoffe und Chemikalien entwickeln, in erster Linie durch Elektrolyse von Wasser zur Gewinnung von Wasserstoff und Kohlenstoff aus der Atmosphäre, um eine Reduktion der Emissionen um 83% zu erreichen Emissionen, die hauptsächlich aus der Landwirtschaft und der Rodung stammen).

All das zu tun würde bedeuten, die Menge an Elektrizität, die wir produzieren, zu verdreifachen, so die vorläufige Schätzung meiner Forschungsgruppe.

Dafür fehlt es aber nicht an Solar- und Windenergie, und die Preise fallen rasant. Wir können eine saubere Energiezukunft zu moderaten Kosten aufbauen, wenn wir wollen.

Über den Autor

Andrew Blakers, Professor für Ingenieurwissenschaften, Australische Nationale Universität

Dieser Artikel stammt aus Das Gespräch.. Lies das Original Artikel.

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