USA kunne sænke kulstofemissionerne fra elproduktion med op til 78 procent uden at skulle udvikle nye teknologier eller bruge dyre batterier, antyder en ny undersøgelse. Der er dog en fangst. Landet skulle bygge et nyt nationalt transmissionsnet, så stater kunne dele energi.
Relateret indhold
- Frankrig brolægger mere end 600 mil vej med solpaneler
- Brug af Kirigami, den japanske kunst til papirskæring, til at opbygge bedre solpaneler
- Recession, ikke fracking, kørte et fald i amerikanske kulstofemissioner
"Vores idé var, hvis vi havde en national 'mellemstatlig motorvej for elektroner', kunne vi flytte strømmen rundt, som det var nødvendigt, og vi kunne placere vind- og solanlæg på de allerbedste steder, " siger studiemedforfatter Alexander MacDonald, der for nylig trak sig tilbage som direktør for NOAA's Earth System Research Laboratory i Boulder, Colorado.
For flere år siden var MacDonald nysgerrig efter påstande om, at der ikke var nogen tilgængelig teknologi, der kunne mindske kuldioxidemissionerne uden at fordoble eller tredoble udgifterne til elektricitet. Da han undersøgte spørgsmålet, opdagede han, at undersøgelserne bag påstandene ikke indeholdt landets variable vejr særlig godt.
Et af de store problemer med vind- og solenergi er, at deres tilgængelighed er afhængig af vejret. Sol er kun tilgængelig på solrige dage, ikke under storme eller om natten. Vindmøller fungerer ikke, når vinden ikke blæser nok - eller når den blæser for meget. På grund af dette har nogle undersøgelser hævdet, at disse teknologier kun er levedygtige, hvis der er store kapacitetsbatterier til rådighed til at opbevare energi fra disse kilder til brug, når de ikke fungerer. Det ville øge prisen på elektricitet langt ud over nutidens priser.
Men "der er altid vind- og solenergi tilgængeligt et eller andet sted, " bemærker MacDonald. Så han og hans kolleger forsøgte at designe et elektricitetsproduktionssystem med lavt kulstofindhold, der bedre inkorporerede - og endda drage fordel af - nationens vejr. Deres undersøgelse vises i dag i Nature Climate Change .
Deres computermodel viste, at ved at skifte til for det meste vind- og solenergikilder - med lidt hjælp fra naturgas, vandkraft og atomkraft, når vejret ikke samarbejder - kunne USA reducere kulstofemissionerne med 33 til 78 procent fra 1990-niveauer, afhængigt af de nøjagtige omkostninger ved vedvarende energi og naturgas. (Jo lavere omkostningerne ved vedvarende energi er, og jo højere omkostningerne ved naturgas, desto mere CO2-besparelse.) At tilføje kul i blandingen gjorde ikke elektriciteten billigere, men det resulterede i en 37 procent stigning i kulstofemissioner.
Nøglen til denne fremtid ville være udviklingen af et system til overførsel af elektricitet over hele landet, så en blæsende dag i Nord-Dakota kunne drive en overskyet, rolig dag i New York. Dette ville ikke kun kræve nye aftaler mellem stater — Texas har for eksempel sit eget separate elnet - men også en opgradering til transmissionslinier, der flytter elektroner fra et sted til et andet.
I de fleste områder bevæger energi sig over højspændings vekselstrømslinjer, men der er begrænsninger for, hvor langt disse linjer kan overføre energi. Skift til højspændings-jævnstrøm ville gøre det muligt for energiproducenter at overføre mere elektricitet i en længere afstand. Det betyder, at nye vindmøller og solenergianlæg kunne bygges på de steder, der har mest potentiale for vind- og solenergi, fordi afstanden fra hvor energi er nødvendig ikke betyder noget.
At bygge et nyt netværk til transmission af elektricitet ville være et stort stykke arbejde. Men computermodellen viste, at det kan være omkostningseffektivt, fordi det på lang sigt ville tillade billig strøm at være tilgængelig, bemærker studiemedforfatter Christopher Clack, en matematiker ved Cooperative Institute for Research in Environmental Sciences ved Colorado University-Boulder .
”Ved at bygge disse transmissionsfaciliteter reducerer vi omkostningerne til at fjerne kulstof i stedet for at øge det, ” siger han.
Nogle stater, såsom Californien og New York, er allerede på vej til denne fremtidige kulstofindhold, og Vermont godkendte netop planer for en højspændingsstrømsledning fra Canada, bemærker Mark Jacobson, en atmosfærisk videnskabsmand ved Stanford University. Sidste år ledte han en undersøgelse, der blev offentliggjort i Proceedings of the National Academy of Sciences, der viste, hvordan De Forenede Stater kunne opnå et elektrisk net, der var vedvarende vedvarende energi, med noget hjælp fra lagringsteknologi.
”Vi kan bruge eksisterende transmissionsveje, ” siger Jacobson og bare forbedre de linjer, der løber hen over dem. "Du har ikke brug for så mange nye stier, som du tror."
Forøgelse af vedvarende energi ville have fordele ud over lavere CO2-emissioner, såsom reduktion i luftforurening og lavere omkostninger. ”Der er lidt ulempe ved overgangen, ” siger han.
Desuden bemærker MacDonald, at overgang til elektricitetsproduktion med lavt kulstofindhold kunne fungere som en katalysator for lavere CO2-emissioner i sektorer som boligopvarmning og transport. ”Uanset hvad, skal du først bruge elektricitet, ” siger han, og resten følger efter.
