Sjedinjene Države mogle bi sniziti emisiju ugljika iz proizvodnje električne energije za čak 78 posto bez potrebe za razvojem novih tehnologija ili korištenjem skupih baterija, pokazuje novo istraživanje. Ipak postoji ulov. Zemlja bi trebala izgraditi novu nacionalnu prijenosnu mrežu kako bi države mogle dijeliti energiju.
Povezani sadržaj
- Francuska je asfaltirala više od 600 milja ceste
- Koristeći Kirigami, japansku umjetnost rezanja papira, za izgradnju boljih solarnih panela
- Recesija, ne fracking, ostvarila pad u emisijama ugljika u SAD-u
„Naša ideja je bila da imamo nacionalni„ međudržavni magistralni put za elektrone “, mogli bismo kretati snagu tamo kako je bilo potrebno, a vjetar i solarne elektrane mogli bismo postaviti na najbolja mjesta“, kaže koautor studije Alexander MacDonald, koji se nedavno povukao kao direktor NOAA-inog laboratorija za istraživanje sustava Zemlje u Boulderu, Colorado.
Prije nekoliko godina MacDonald je radoznao zbog tvrdnji da ne postoji tehnologija koja bi mogla ublažiti emisiju ugljičnog dioksida bez udvostručenja ili utrostručenja troškova električne energije. Kad je istraživao to pitanje, otkrio je da studije koje stoje iza tvrdnji ne uključuju dobro promjenjivo vrijeme u zemlji.
Jedno od glavnih problema vetra i solarne energije je to što njihova dostupnost ovisi o vremenskim prilikama. Solar je dostupan samo sunčanim danima, a ne za vrijeme oluje ili noći. Vjetrenjače ne rade kad vjetar ne puše dovoljno - ili kad previše puše. Zbog toga su neke studije ustvrdile da su ove tehnologije održive samo ako su na raspolaganju baterije velikog kapaciteta za pohranu energije iz tih izvora koje će se koristiti kad ne rade. To bi povećalo cijenu električne energije znatno iznad današnjih cijena.
Ali "uvijek su negdje dostupne energije vjetra i sunca", napominje MacDonald. Tako su on i njegove kolege planirali dizajnirati sustav za proizvodnju električne energije s niskim udjelom ugljika, koji bi bolje uključio - pa čak i iskoristio - vremenske uvjete zemlje. Njihova se studija danas pojavljuje u Nature Climate Change .
Njihov računalni model pokazao je da su prelaskom na uglavnom vjetrove i solarne izvore energije - uz malu pomoć prirodnog plina, hidroelektrane i nuklearne energije kada vrijeme ne surađuje - Sjedinjene Države mogle smanjiti emisiju ugljika za 33 do 78 posto u odnosu na razine iz 1990., ovisno o točnom trošku obnovljive energije i prirodnog plina. (Niži troškovi obnovljivih izvora energije i veći troškovi prirodnog plina, veće uštede ugljika.) Dodavanje ugljena u mješavinu nije učinilo električnu energiju jeftinijom, ali je rezultiralo povećanjem emisija ugljika za 37 posto.
Ključ ove budućnosti bio bi razvoj sustava za prijenos električne energije po cijeloj zemlji, kako bi vjetrovit dan u Sjevernoj Dakoti mogao napajati oblačan, miran dan u New Yorku. To ne bi samo zahtijevalo nove sporazume između država - na primjer, Teksas ima vlastitu zasebnu mrežu napajanja - već i nadogradnju dalekovoda koji premještaju elektrone s jednog mjesta na drugo.
U većini područja energija se kreće po visokonaponskim izmjeničnim strujama, ali postoje ograničenja u tome koliko dalekovi mogu prenositi energiju. Prelaskom na visokog napona istosmjerna struja omogućila bi proizvođačima energije više električne energije na veće udaljenosti. To znači da bi se nove vjetroturbine i solarne elektrane mogle graditi na mjestima koja imaju najviše potencijala za vjetar i solarnu energiju, jer udaljenost od mjesta gdje je potrebna energija ne bi bila važna.
Izgradnja nove mreže za prijenos električne energije bio bi veliki posao. Ali računalni model pokazao je da može biti isplativ, jer bi dugoročno omogućio dostupnost jeftine struje, napominje koautor studije Christopher Clack, matematičar iz Zadružnog instituta za istraživanje znanosti o okolišu na Sveučilištu Colorado-Boulder,
„Izgradnjom ovih prijenosnih postrojenja smanjujemo troškove uklanjanja ugljika, a ne povećavamo ga, “ kaže on.
Neke države, poput Kalifornije i New Yorka, već su na putu ka ovoj budućnosti s nižim ugljikom, a Vermont je upravo odobrio planove za visokonaponsku istosmjernu struju iz Kanade, primjećuje Mark Jacobson, atmosferski znanstvenik sa Sveučilišta Stanford. Prošle je godine vodio studiju objavljenu u časopisu Proceedings of the National Academy of Sciences koja je pokazala kako Sjedinjene Države mogu postići sve obnovljivu energiju električne mreže, uz nešto pomoći tehnologije skladištenja.
"Možemo koristiti postojeće prijenosne putove", kaže Jacobson, i samo poboljšati linije koje prolaze kroz njih. "Ne treba ti toliko novih puteva koliko misliš."
Povećanje obnovljivih izvora energije imalo bi koristi osim manjih emisija ugljika, poput smanjenja zagađenja zraka i nižih troškova. "Postoji malo nedostataka u prelasku", kaže on.
Osim toga, napominje MacDonald, prelazak na proizvodnju električne energije s niskim udjelom ugljika mogao bi poslužiti kao katalizator za niže emisije ugljika u sektorima kao što su grijanje i transport kuće. "Bez obzira na to, prvo morate napraviti električnu energiju", kaže on, a ostalo će uslijediti.
