Solar har blitt verdens favoritt nye type elektrisitetsproduksjon, ifølge globale data som viser det mer solcelleovoltaisk (PV) kapasitet blir installert enn noen annen generasjonsteknologi.

I hele verden ble det installert noen 73-gigawatt av nettbasert ny PV-kapasitet i 2016. Vindkraft kom på andre plass (55GW), med kull overført til tredje (52GW), etterfulgt av gass (37GW) og hydro (28GW).

Sammen representerer PV og vind 5.5% av dagens energiproduksjon (som ved slutten av 2016), men de utgjorde nesten halvparten av all netto ny generasjonskapasitet installert over hele verden i løpet av fjoråret.

Det er sannsynlig at bygging av nye kullkraftverk vil falle, muligens ganske raskt, fordi PV og vind nå er kostnadsøkonomiske nesten overalt.

Hydro er fortsatt viktig i utviklingsland som fortsatt har elver til dammen. I mellomtiden har andre lavemisjonsteknologier som atomkraft, bioenergi, solvarme og geotermisk små markedsandeler.

PV og vind har nå så store fordeler med hensyn til kostnad, produksjonsskala og forsyningskjeder som det er vanskelig å se noen annen lav-utslippsteknologi som utfordrer dem innen det neste tiåret eller så.

Det er sikkert tilfellet i Australia, hvor PV og vind omfatter nesten all ny generasjonskapasitet, og hvor solcellekapasitet er satt for å nå 12GW av 2020. Vind og sol PV er installert med en samlet hastighet på ca. 3GW per år, drevet i stor grad av den føderale regjeringens Fornybar energi Target (RET).

Dette er dobbelt for å tredoble hastigheten de siste årene, og en velkommen tilbakegang til vekst etter flere års dårligere aktivitet på grunn av politisk usikkerhet over RET.

Hvis denne frekvensen opprettholdes, vil 2030 mer enn halvparten av australsk elektrisitet komme fra fornybar energi, og Australia vil ha møtt sin løfte under Paris klimaavtale rent gjennom utslippsbesparelser innen elektrisitetsindustrien.

For å ta ideen videre, hvis Australia skulle fordoble dagens kombinert PV- og vindinstallasjonsfrekvens til 6GW per år, ville det nå 100% fornybar elektrisitet i omtrent 2033. Modellering av min forskningsgruppe antyder at dette ikke ville være vanskelig, da disse teknologiene nå er billigere enn elektrisitet fra nybygget kull og gass.

Fornybar fremtid i rekkevidde

Reseptet for et rimelig, stabilt og oppnåelig 100% fornybart elnett er relativt enkelt:

1. Bruk hovedsakelig PV og vind. Disse teknologiene er billigere enn andre lavemisjonsteknologier, og Australia har mye sol og vind, og derfor har disse teknologiene allerede blitt mye brukt. Dette betyr at de, sammenlignet med andre fornybare energikilder, har mer pålitelige prisfremskrivninger, og unngår behovet for heltemodige forutsetninger om suksessen til mer spekulative rene energialternativer.

2. Fordel generasjon over et veldig stort område. Spreading vind- og PV-anlegg over store områder - si en million kvadratkilometer fra Nord-Queensland til Tasmania - gir tilgang til et bredt spekter av forskjellige vær, og bidrar også til å jevne ut toppene i brukernes etterspørsel.

3. Bygg sammenkoblinger. Koble sammen det brede nettverket av PV og vind med høyspennings kraftledninger av typen som allerede brukes til å flytte elektrisitet mellom stater.

4. Legg til lagring. Lagring kan bidra til å samsvare opp energigenerering med etterspørselsmønstre. Det billigste alternativet er pumpet hydroenergilagring (PHES), med støtte fra batterier og etterspørsel ledelse.

Australia har for tiden tre PHES-systemer - Tumut 3, Kangaroo Valleyog Wivenhoe - som alle er på elver. Men det er et stort antall potensielle off-river steder.

I en prosjekt finansiert av Australian Renewable Energy Agency, har vi identifisert om 5,000 områder i Sør-Australia, Queensland, Tasmania, Canberra-distriktet og Alice Springs-distriktet som er potensielt egnet for pumpet hydrolagring.

Hver av disse nettstedene har mellom 7 og 1,000 ganger lagringspotensialet til Tesla-batteri installeres for øyeblikket for å støtte South Australian-nettet. I tillegg har pumpet hydro en levetid på 50 år, sammenlignet med 8-15 år for batterier.

Viktigst er de fleste av de potensielle PHES-områdene i nærheten, der folk bor og hvor nye PV- og vindparker blir bygget.

Når søket etter steder i New South Wales, Victoria og Western Australia er fullført, forventer vi å avdekke 70-100 ganger mer PHES-energilagringspotensial enn det som kreves for å støtte et 100% fornybart elnett i Australia.

Administrere rutenettet

Fossil drivstoff generatorer gir for tiden en annen tjeneste til rutenettet, foruten bare å generere elektrisitet. De bidrar til å balansere tilbud og etterspørsel, på tidsskala ned til sekunder, gjennom "inertial energi" lagret i sine kraftige spinngeneratorer.

Men i fremtiden kan denne tjenesten utføres av lignende generatorer som brukes i pumpesystemer. Og etterspørsel og etterspørsel kan også matches ved hjelp av hurtigbatterier, etterspørselsstyring og "syntetisk tröghet" fra PV og vindparker.

Vind og PV leverer stadig tøffere konkurranse om gass i hele energimarkedet. Prisen på stor vind og PV i 2016 var A $ 65-78 per megawatt time. Dette er under nåværende engrospris på elektrisitet i det nasjonale elektrisitetsmarkedet.

Rikelig anekdotisk bevis tyder på at vind- og PV-energiprisen har falt til A $ 60-70 per MWh i år som industrien tar av. Prisene sannsynligvis vil dyppe under A $ 50 per MWh innen noen få år, for å matche dagens internasjonale referansepriser. Dermed er nettokostnaden for å flytte til et 100% fornybart elsystem i løpet av de neste 15-årene null sammenlignet med å fortsette å bygge og vedlikeholde anlegg for dagens fossilt drivstoffsystem.

Gass kan ikke lenger konkurrere med vind og PV for levering av elektrisitet. Elektriske varmepumper Kjører gass ut av vann og romoppvarming. Selv for levering av høy temperaturvarme til industri, må gass koste mindre enn A $ 10 per gigajoule for å konkurrere med elektriske ovner drevet av vind- og PV-strøm som koster A $ 50 per MWh.

Det er viktigere, jo mer som lavpris PV og vind blir distribuert i dagens høye kostnadseffektive elektrisitetsmiljø, jo mer vil de redusere prisene.

Deretter er det spørsmålet om andre typer energibruk i tillegg til elektrisitet - som transport, oppvarming og industri. Den billigste måten å gjøre disse energikildene grønne er å elektrifisere nesten alt, og deretter koble dem til et strømnettet drevet av fornybar energi.

En reduksjon av 55% i australske klimagassutslipp kan oppnås ved omlegging av strømnettet til fornybare energikilder, sammen med massiv vedtak av elektriske kjøretøyer for landtransport og elektriske varmepumper for oppvarming og kjøling. Utover dette kan vi utvikle fornybare elektrisk drevne veier for å produsere hydrokarbonbaserte drivstoff og kjemikalier, hovedsakelig ved elektrolyse av vann for å oppnå hydrogen og karbonfangst fra atmosfæren, for å oppnå en reduksjon av utslippene i 83% (med gjenværende 17% av utslippene kommer hovedsakelig fra landbruk og landbruk).

Å gjøre alt dette vil bety tredobling av mengden elektrisitet vi produserer, ifølge min forskningsgruppes foreløpige estimat.

Men det er ingen mangel på solenergi og vindenergi for å oppnå dette, og prisene faller raskt. Vi kan bygge en ren energi fremtid til beskjeden pris hvis vi vil.

Om forfatteren

Andrew Blakers, professor i ingeniørfag, Australian National University

Denne artikkelen er fra Den Conversation. Les opprinnelige artikkelen.

Relaterte bøker

at InnerSelf Market og Amazon