Med riktig blanding kan nettet bli fullt fornybart for samme pris og pålitelighet som fossilt brensel. Pixabay / Wikimedia Commons

I en tale til National Press Club, Erklærte statsminister Malcolm Turnbull at de viktigste kravene til Australias elsystem er at det skal være rimelig, pålitelig og kunne bidra til å nå nasjonale mål for utslippsreduksjon. Han understreket også at innsatsen for å nå disse målene bør være "teknologi agnostisk" - det vil si at de beste løsningene bør velges på meritt, uavhengig av om de er basert på fossilt brensel, fornybar energi eller andre teknologier.

Mens det skjer, kan moderne vind, solcelleanlegg (PV) og off-river pumped hydro energy storage (PHES) oppfylle disse kravene uten heltemessige forutsetninger, til en kostnad som er konkurransedyktig med kraftverk for fossilt brensel.

Turnbull og hans regjering har også korrekt identifisert energilagring som nøkkelen til å støtte høy systempålitelighet. Vind og solenergi er periodiske kilder for generasjon, og mens vi blir bedre til å spå vind og sol på tidsskala fra sekunder til uker, er lagring likevel nødvendig for å levere den rette balansen mellom tilbud og etterspørsel etter høy penetrering av vind og PV.

Lagring blir viktig når den variabelen fornybar energikomponenten i strømproduksjon stiger over 50%. Australia for tiden kilder om 18% av strømmen fra fornybar energi - vannkraft i Snowy Mountains og Tasmania, vindkraft og det stadig økende antall PV-installasjoner på taket.

I mellomtiden ligger fornybar energi i Sør-Australia allerede på rundt 50% - for det meste vind og PV - og derfor har denne staten nå en potensiell økonomisk mulighet til å legge energilagring til nettet.

Skyvende lagring

For å bidra til å realisere dette potensialet, i Sør-Australia og andre steder, Clean Energy Finance Corporation (CEFC) og det australske byrået for fornybar energi (ARENA) vil bruke $ 20 millioner av offentlige midler å hjelpe fleksibel kapasitet og store energilagringsprosjekter bli kommersielt levedyktige, inkludert pumpet vann og batterier.

PHES utgjør 97% av verdensomspennende strømlagring. Detaljmarkedet for husholdningsbatterier som Teslas Powerwall vokser, men storskala lagringsbatterier er fremdeles mye dyrere enn PHES. "Off-river" pumpet hydro har en lys fremtid i Australia og mange andre land, fordi det er det veldig mange egnede nettsteder.

Vind og PV er de overveldende vinnerne når det gjelder ny elektrisitetsproduksjon med lave utslipp fordi de koster mindre enn alternativene. Faktisk utgjorde PV og vind halvparten av verdens nye generasjonskapasitet installert i 2015 og nesten all ny generasjonskapasitet installert i Australia.

Nylig modellerte vi det nasjonale elektrisitetsmarkedet (NEM) for et 100% -scenario for fornybar energi. I dette scenariet gir vind og PV 90% av årlig strøm, med eksisterende hydro- og bioenergi som gir balansen. I modelleringen vår unngår vi heroiske antagelser om fremtidig teknologiutvikling, ved bare å inkludere teknologi som allerede har blitt distribuert i større mengder enn 100 gigawatt - nemlig vind, PV og PHES.

Pålitelig, oppdatert prissetting er tilgjengelig for disse teknologiene, og kostnadsestimatene våre er mer robuste enn for modeller som bruker teknologiomretting og kostnadsreduserende anslag som er langt annerledes enn dagens virkelighet.

I vår modellering bruker vi historiske data for vind, sol og etterspørsel for hver time i årene 2006-10. Meget bred distribusjon av PV og vind over nettet reduserer tilbudsmangel ved å dra nytte av forskjellige værsystemer. Energibalansen mellom tilbud og etterspørsel opprettholdes ved å tilføre tilstrekkelig PHES, høyspenningstransmisjonskapasitet og overflødig vind- og PV-kapasitet.

Ikke en dyr jobb

Det viktigste resultatet av vårt arbeid er at de ekstra kostnadene ved å balansere fornybar energiforsyning med etterspørsel på timesvis, snarere enn årlig basis, er beskjedne: A $ 25-30 per megawattime (MWh). Det er viktig at denne kostnaden er en øvre grense, fordi vi ikke har tatt hensyn til bruken av etterspørsel ledelse eller batterier for å jevne ut tilbud og etterspørsel enda mer.

En stor del av denne estimerte kostnaden er i tillegg knyttet til perioder med flere påfølgende dager med overskyet og vindstille vær, som bare forekommer noen få år. Vi kan gjøre betydelige ytterligere reduksjoner gjennom kontraktsmessig belastning, av og til bruk av gamle kull- og gassgeneratorer for å lade PHES-reservoarer og styre ladetidene for batterier i elbiler.

Ved å bruke 2016-priser som er gjeldende i Australia, anslår vi at de nivåiserte energikostnadene i en fremtid på fornybar energi på 100%, inkludert kostnaden for timebalansering, er $ 93 per MWh. Kostnadene for vind og PV fortsetter å falle raskt, og etter 2020 vil denne prisen trolig være rundt AU $ 75 per MWh.

Avgjørende er dette sammenlignbart med det tilsvarende estimerte tallet for en ny superkritisk svart kullkraftstasjon i Australia, som er satt til En $ 80 per MWh.

I mellomtiden kan et system utviklet rundt vind, PV og PHES og eksisterende hydro levere den samme påliteligheten som dagens nettverk. PHES kan også levere mange av tjenestene som muliggjør et pålitelig energisystem i dag: utmerket treghetsenergi, spinningsreserve, hurtigstart, svart startfunksjon, spenningsregulering og frekvensstyring.

Aldringssystem

Australias flåte med fossilt brensel eldes. Et godt eksempel er i påvente av nedleggelse av den 49 år gamle Hazelwood brune kullkraftstasjonen i Victorias Latrobe Valley. en ACIL Allen rapporterer til den australske regjeringen viser den tekniske levetiden til hver kraftstasjon, og viser at to tredjedeler av Australias kapasitet for fossilt brensel vil nå slutten av den tekniske levetiden de neste to tiårene.

De praktiske valgene for å erstatte disse anleggene er fossilt brensel (kull og gass) eller eksisterende storskala fornybar energi (vind og PV). Fornybarheter er allerede økonomisk konkurransedyktige, og vil være klart billigere av 2030.

Energirelaterte klimagassutslipp utgjør omtrent 84% av Australias totale. Elektrisitetsproduksjon, landtransport og oppvarming i urbane områder utgjør 55% av de totale utslippene. Konvertering av disse tre energifunksjonene til fornybar energi er enklere enn for andre komponenter i energisystemet.

Transport og byoppvarming kan elektrifiseres ved bruk av henholdsvis elektriske kjøretøy og varmepumper. Elektriske varmepumper er som allerede gir sterk konkurranse for naturgass i rom- og vannvarmemarkedene. Det er viktig at disse enhetene har storlagring i form av batterier i kjøretøyer, og termisk treghet i vann og bygninger. Godt integrert bruk av disse teknologiendringene vil bidra til å redusere strømprisene ytterligere.

Så vind, PV og PHES gir sammen pålitelighet og rimelighet for å matche det gjeldende elsystemet. I tillegg letter de dype kutt til utslipp til lave kostnader som kan gå langt utover Australias eksisterende klimamål.

Om forfatterne

Andrew Blakers, professor i ingeniørfag, Australian National University; Bin Lu, doktorgradskandidat, Australian National University, og Matthew Stocks, stipendiat, ANU College of Engineering and Computer Science, Australian National University

Denne artikkelen er publisert fra Den Conversation under en Creative Commons-lisens. Les opprinnelige artikkelen.

Relaterte bøker

Drawdown: Den mest omfattende planen som noen gang har foreslått å reversere global oppvarming

av Paul Hawken og Tom Steyer
I møte med utbredt frykt og apati har en internasjonal koalisjon av forskere, fagfolk og forskere kommet sammen for å tilby et sett av realistiske og dristige løsninger på klimaendringer. Et hundre teknikker og praksis er beskrevet her-noen er velkjente; noe du kanskje aldri har hørt om. De spenner fra ren energi til å utdanne jenter i lavinntektsland til landbrukspraksis som trekker karbon ut av luften. Løsningene eksisterer, er økonomisk levedyktige, og samfunn over hele verden for tiden anvender dem med dyktighet og besluttsomhet. Tilgjengelig på Amazon

Utforming av klimaproblemer: En retningslinje for lavkol Energi

av Hal Harvey, Robbie Orvis, Jeffrey Rissman
Med effekten av klimaendringene som allerede er over oss, er behovet for å kutte globale klimagassutslipp intet mindre enn presserende. Det er en skremmende utfordring, men teknologiene og strategiene for å møte den eksisterer i dag. Et lite sett med energipolitikk, designet og implementert godt, kan sette oss på veien mot en fremtid med lite karbon. Energisystemer er store og komplekse, så energipolitikken må være fokusert og kostnadseffektiv. En-størrelse-passer-alle-tilnærminger vil ganske enkelt ikke få jobben gjort. Politiske beslutningstakere trenger en klar, omfattende ressurs som skisserer energipolitikken som vil ha størst innvirkning på klimafremtiden vår, og beskriver hvordan vi kan utforme disse retningslinjene. Tilgjengelig på Amazon

Dette forandrer alt: kapitalisme vs klimaet

av Naomi Klein
In Dette endrer alt Naomi Klein hevder at klimaendringer ikke bare er et annet problem, som skal skjenkes nøye mellom skatt og helsevesen. Det er en alarm som kaller oss for å fikse et økonomisk system som allerede mangler oss på mange måter. Klein bygger omhyggelig saken for hvor massivt å redusere utslippene av drivhusgasser er vår beste mulighet til samtidig å redusere ulikheter i ulikhet, omdefinere våre ødelagte demokratier og gjenoppbygge våre slanke lokale økonomier. Hun avslører den ideologiske desperasjonen til klimaendringene, de rasjonelle vrangforestillinger fra de vilde geoengineers og den tragiske nederlaget av for mange grønne grenser. Og hun demonstrerer nettopp hvorfor markedet ikke har - og ikke kan løse klimakrisen, men vil i stedet gjøre ting verre, med stadig mer ekstreme og økologisk skadelige utvinningsmetoder, ledsaget av voldsomme katastrofkapitalisme. Tilgjengelig på Amazon

Fra Utgiver:
Innkjøp på Amazon går for å dekke kostnadene ved å bringe deg InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, og ClimateImpactNews.com uten kostnad og uten annonsører som sporer surfevaner. Selv om du klikker på en kobling, men ikke kjøper disse utvalgte produktene, betaler alt annet du kjøper i samme besøk på Amazon oss en liten provisjon. Det er ingen ekstra kostnader for deg, så vær så snill å bidra til innsatsen. Du kan også bruk denne lenken å bruke til Amazon når som helst slik at du kan bidra til å støtte vår innsats.