Tuul, päike võib asendada söeenergiat Texases

Texas võib olla riigi mudel, kuidas tõhusalt asendada kivisüsi tuule- ja päikeseenergiaga riigi energiavajaduste jaoks, täites samal ajal keskkonnaeesmärke, vastavalt Rice'i ülikooli inseneride uutele uuringutele.

Uus töö, mida juhivad keskkonnainsener Daniel Cohan ja Rice'i George R. Browni insenerikooli vanem arvutiteaduse suur richard Morse, kasutab optimeerimise modelleerimist, et tuvastada kavandatud tuule- ja päikeseenergiaprojektide kõige odavamad kombinatsioonid, mis võivad asendada söeküttel elektritootmise Texases.

Nagu autorid väidavad ajakirjas ilmuvas raamatusTaastuvad energiaallikad: tuul, vesi ja päikeLihtsamalt öeldes, see ei ole alati tuuline ja mitte alati päikeseline, kuid see on peaaegu alati tuuline või päikesepaisteline kusagil Texases.

Cohan ütles, et see võib võimaldada tuule- ja päikeseenergial asendada peaaegu kogu söetoodangu, eriti kui tuule- ja päikeseenergia projektid asuvad kohtades, mis pakuvad täiendavat toodangut. Uus paber põhineb tema labori 2018. aasta uuringul.

"See paber räägib tõesti sellest, kuidas me saame söest võimalikult kiiresti üle minna," ütles Cohan, tsiviil- ja keskkonnatehnoloogia dotsent. Texas põletab endiselt rohkem sütt ja eraldab rohkem vääveldioksiidi ja muud reostust kui ükski teine osariik. Kuigi üleminek on vältimatu, on hädavajalik, et me lahkuksime söest nii kiiresti kui võimalik, et parandada õhukvaliteeti ja tervist."

"Ühiskonna võimule andmiseks kasutatava energia puhastamine on üks tähtsamaid asju, mida me peame tegema," ütles Morse, kes võitis 2020. aastal Texase energia tippkohtumisel Malcolm Verdict Memorial Poster võistluse oma töö eest projektiga. "Professor Cohan reklaamis seda kui matemaatikale kalduvat projekti ja see on minu taust, nii et puhta energia integreerimise projektiga abistamine oli minu jaoks väga huvitav."

Mitmed suured Texase söetehased suleti 2018. aastal ja enamik ülejäänud tehaseid on tegutsenud palju alla võimsuse, sealhulgas 2021. aasta veebruari külmutamise ajal. Meeskonna uuringus leiti, et vaid kolmandik texase elektrikindluse nõukogule juba 2020. aasta juuniks välja pakutud tuule- ja päikeseenergia projektidest võib asendada peaaegu kogu riigi söetootmise. Alates 2020. aasta juunist on neid projekte ehitatud kümneid ja kavandatud päikeseenergiaprojektide järjekord on kahekordistunud.

Tuule- ja päikeseenergia edu võti on ülekandeliinide laiendamine, mis ühendab riigi kõige tuulisemaid ja päikesepaistelisemaid osi linnadega.

"Texases on see suurim kitsaskoht, mis aeglustab tuule ja päikese kasvu," ütles Cohan. "Eelmisel aastal vastu võetud kaheparteiline taristuseadus on hea algus, kuid sellel ei ole ülekandeks peaaegu piisavalt rahalisi vahendeid. Samuti, kui Texas ei ühenda teiste võrkudega, on ta kaotanud võimalused müüa tuule- ja päikeseenergia ülejääki teistele riikidele.

Cohan märkis, et maagaas on lähitulevikus Texase elektrilise usaldusväärsuse jaoks jätkuvalt kriitiline, eriti kuna ERCOT töötab 2021. aasta külmutamisest taastumiseks. Kuid tuule- ja päikeseparkide täiendav paigutamine võib vähendada maagaasi ja ladustamise vajadust ning kõrvaldada söe vajaduse, ütles ta. Uuring näitab, et Lääne-Texase tuuleenergia kipub haripunkti üleöö, samas kui Lõuna-Texase tuuletippudega on suve pärastlõunal ja õhtuti meretuuled. Koos päevase päikeseenergiaga võivad need täiendavad allikad katta enamiku, kuid mitte kõik aasta tunnid.

"Isegi täiendava istumise korral on veel tunde, mil päike ei paista ja tuul ei puhu," ütles Cohan. "Ajalooliselt on peamiseks väljakutseks olnud suvised pärastlõunad, kui kliimaseadmed töötavad täisplahvatusega, ja aeg-ajalt sügavkülmutus. Päikese- ja rannikutuuled toimivad suvetippude ajal hästi, kuid mõnel õhtul võib olla lull, kui vajame midagi muud, et sisse lüüa.

Ta ütles, et söe kõrvaldamine Texase võrgust on vaid aja küsimus. "Ma arvan, et ükski energiaettevõtetest ei taha söejaamu pikaajaliselt juhtida," ütles Cohan. "Nad on räpasemad ja kulukamad kui tuule- ja päikeseenergiaprojektide ehitamine nullist ning enamikul kommunaalettevõtetel on nüüd kavas saavutada 2050. aastaks nullilähedane süsinikuheide, kui mitte varem.

"Võib-olla sellepärast ei ole nad investeerinud oma söetehaste uuendamisse, millest paljud on üle 40 aasta vanad ja ei ole väga tõhusad," ütles ta.

Kaasautorid paber on Rice bakalaureuse bakalaureuse tsiviilehituse suur Sarah Salvatore ja vilistlane Joanna Slusarewicz, nüüd kraadiõppur Carnegie Mellon University.

Energiafond toetas uuringut.

maak.

"Võib-olla sellepärast ei ole nad investeerinud oma söetehaste uuendamisse, millest paljud on üle 40 aasta vanad ja ei ole väga tõhusad," ütles ta.

Kaasautorid paber on Rice bakalaureuse bakalaureuse tsiviilehituse suur Sarah Salvatore ja vilistlane Joanna Slusarewicz, nüüd kraadiõppur Carnegie Mellon University.

Energiafond toetas uuringut.