Mit günstiger Solar- und Windenergie ist es Zeit, Energieeffizienz zu überdenken?

Mit günstiger Solar- und Windenergie ist es Zeit, Energieeffizienz zu überdenken?

Die Notwendigkeit, Emissionen aus dem Energiesektor zu reduzieren, hat die Nutzung von Wasser-, Solar- und Windkraft sowie die Entwicklung von effizienteren Gebäuden, die weniger Energie verbrauchen, motiviert. Und diese Lösungen haben in der Tat leicht reduziert die weltweiten Pro-Kopf-Emissionen. Aber sobald die erneuerbaren Energien wirklich dominieren, wird das gesamte Konzept der "Energieeffizienz" veraltet sein.

Vereinfacht ausgedrückt ist Energieeffizienz die Menge an Energie, die für die Herstellung eines Dienstes wie Wärme, Transport oder Unterhaltung benötigt wird. In der Praxis bedeutet dieses Ziel, insbesondere bei Gebäuden und Städten, "den gesamten Energieverbrauch zu jeder Zeit zu reduzieren".

Eine solche Strategie ist sinnvoll, wenn Energie meist aus kohlenstoffintensiven fossilen Brennstoffen in Kraftwerken gewonnen wird, die bei schwankender Nachfrage leicht ein- und ausgeschaltet werden können. Es gibt eine einfache und direkte Verbindung: Wenn Sie weniger Energie verbrauchen, wird weniger Kohle oder Gas verbrannt, und es wird weniger Kohlenstoff emittiert.

Aber erneuerbare Energie verändert Dinge. Der Wind und die Sonne sind beide frei und fast unendlich, und daher ist jede zusätzliche Energieeinheit nicht nur sauber, sondern auch im Wesentlichen frei. Mit dem kleinen Nachteil, mehr Strom zu verbrauchen, wenn er verfügbar ist, müssen wir die Energieeffizienz überdenken.

Ist weniger immer mehr?

Der Kern des Problems ist die Notwendigkeit, Angebot und Nachfrage auszugleichen. In Elektrizitätssystemen müssen die beiden zu jeder Zeit ausgeglichen sein oder das System wird kollabieren, so dass alle ohne Strom sind. Dies ist kein großes Problem, wenn die meisten Generationen steuerbar sind und auf Änderungen in der Bedarfs / Leistungsbilanz reagieren können, zum Beispiel wenn ein großer Generator plötzlich ein Problem hat oder wenn 26m Leute haben alle den Kessel aufgesetzt auf einmal.

Das Bild ist völlig anders, wenn Strom größtenteils erneuerbar ist. An diesem Punkt würde es größere und häufigere Änderungen in der letzten Minute in der Erzeugung geben, die sich möglicherweise aus Änderungen in der Menge an Sonnenschein oder Wind ergeben. Und da Turbinen und Solarkollektoren traditionelle Kraftwerke weitgehend verdrängt hätten, gäbe es weniger steuerbare Generatoren, um Angebot und Nachfrage auszugleichen (Turbinen und Paneele können natürlich getrennt werden, Wind und Sonne können jedoch nicht eingeschaltet werden). Einige Kraftwerke werden nur zum Ausgleich des Systems betrieben.

Was passiert in diesem Zusammenhang, wenn es einen Überschuss gibt? Es wird nicht immer möglich sein, die Leistung von steuerbaren (meist fossilen) Generatoren zu reduzieren, entweder weil sie nicht schnell genug reagieren können oder weil sie online bleiben müssen, um das System in naher Zukunft ins Gleichgewicht zu bringen. Es kann möglich sein, einen Teil des überschüssigen Stroms in einer Batterie zur späteren Verwendung zu speichern, aber die Batterien sind immer noch sehr teuer. Wir sind weit davon entfernt, genug Speicher zu haben, um dies zu einer realistischen Option zu machen. Wenn mehr Strom erzeugt wird als verbraucht, kann sauberer und billiger Strom verschwendet werden.


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Es ist eine Frage der Zeit

Timing ist der Schlüssel. Wenn sich die Menschen darauf konzentrieren, wie viel Strom sie zu jeder Zeit verbrauchen, werden sie die Vorteile sauberer und billiger erneuerbarer Energie für die Wäsche, das Vorheizen von Häusern, das Aufladen von Autos oder andere zeitflexible Dienste nicht nutzen können. Sie könnten sogar von Gas- auf Elektroheizung umschalten, wenn der meiste Strom erneuerbar ist. Dies würde den Stromverbrauch erhöhen, aber die gesamten Energiekosten und Emissionen reduzieren.

Im Idealfall wäre der Verbrauch zu Zeiten reduziert, in denen fossile Kraftwerke anstatt Wind- oder Solarparks abgeschaltet werden müssten. In der Tat werden Kunden bereits bezahlt, um mehr Strom zu verbrauchen in Zeiten mit hohem Überschuss an erneuerbarer Energie. Diese "Demand-Response" -Programme, bei denen flexible Verbraucher von einer Änderung ihres Verbrauchs profitieren (nicht nur eine Verringerung), sind ein effektiver Weg Macht Energie billiger und sauberer.

Standort ist wichtig

Der Zeitpunkt des reduzierten Stromverbrauchs spielt eine Rolle, aber auch der Standort. Strom wird natürlich selten direkt neben der Erzeugungsstelle verbraucht, und das Netzwerk, das die beiden verbindet, kann gesättigt werden - insbesondere in Zeiten hoher Nachfrage oder eines Überschusses an Stromerzeugung. An diesen Stellen können Engpässe verhindern, dass große Mengen an erneuerbarer Energie in einem Teil des Netzes zu den Verbrauchern in einem anderen Teil des Netzes transportiert werden. Dieser Bedarf kann stattdessen mit Strom aus fossilen Brennstoffen gedeckt werden, während die erneuerbaren Stromerzeuger eingeschränkt werden. Dies kann letztendlich erhöhen Sie die Kosten für Rechnungssteller.

Das GesprächAlle, die ein saubereres und billigeres Energiesystem sehen wollen, müssen die "Energieeffizienz" neu definieren, um der Bedeutung von Zeit und Ort Rechnung zu tragen. Denken Sie daran, dass die Verwendung von weniger Strom zu bestimmten Tageszeiten und an manchen Orten mehr Geld und Emissionen spart als bei anderen. Obwohl es in Zeiten und an Orten, an denen die Erzeugung erneuerbarer Energien ansonsten eingeschränkt wäre, kontraintuitiv sein könnte, ist es tatsächlich wünschenswert, mehr Elektrizität zu verwenden.

Über den Autor

Nicholas Good, wissenschaftlicher Mitarbeiter, Elektrische Energie und Energiesysteme, University of Manchester und Eduardo Martínez Ceseña, Wissenschaftlicher Mitarbeiter, Elektrische Energie und Energiesysteme, University of Manchester

Dieser Artikel wurde ursprünglich veröffentlicht am Das Gespräch.. Lies das Original Artikel.

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