Eoliană, solară ar putea înlocui energia pe bază de cărbune în Texas

Texas poate fi un model pentru națiune cu privire la modul de a înlocui în mod eficient cărbune cu eoliene și solare pentru nevoile de energie ale statului în timp ce îndeplinirea obiectivelor de mediu, în conformitate cu noile cercetări de ingineri Rice University.

Noua lucrare condusă de inginerul de mediu Daniel Cohan și de maiorul richard Morse de la Școala de Inginerie George R. Brown din Rice folosește modelarea optimizării pentru a identifica combinațiile cu cel mai mic cost ale proiectelor eoliene și solare propuse cu potențialul de a înlocui generarea de energie pe bază de cărbune în Texas.

După cum afirmă autorii în lucrare, care apare în jurnalSurse regenerabile de energie: vânt, apă și energie solară, "Pur și simplu pune, nu este întotdeauna vânt și nu întotdeauna însorită, dar este aproape întotdeauna vânt sau soare undeva în Texas."

Cohan a spus că ar putea permite eoliene și solare pentru a înlocui aproape toate producția de cărbune, mai ales în cazul în care proiectele eoliene și solare sunt amplasate în locații care oferă rezultate complementare. Noua lucrare se bazează pe un studiu din 2018 din laboratorul său.

"Această lucrare este într-adevăr despre modul în care putem trece de la cărbune cât mai repede posibil", a declarat Cohan, un profesor asociat de inginerie civilă și de mediu. "Texasul arde în continuare mai mult cărbune și emite mai mult dioxid de sulf și alte poluări decât orice alt stat. Chiar dacă o tranziție este inevitabilă, este urgent să renunțăm la cărbune cât mai repede posibil pentru a îmbunătăți calitatea aerului și sănătatea."

"Curățarea energiei pe care o folosim pentru a alimenta societatea este unul dintre cele mai importante lucruri pe care trebuie să le facem", a spus Morse, care a câștigat Concursul de postere memoriale Verdict malcolm la Texas Energy Summit în 2020 pentru munca sa la proiect. "Profesorul Cohan a promovat-o ca pe un proiect de matematică, și acesta este trecutul meu, astfel încât posibilitatea de a ajuta cu un proiect de integrare a energiei curate a fost foarte interesant pentru mine."

Mai multe mari centrale pe cărbune din Texas s-au închis în 2018, iar majoritatea centralelor rămase au funcționat mult sub capacitate, inclusiv pe fondul întreruperilor din timpul înghețării din februarie 2021. Cercetările echipei au descoperit că doar o treime din proiectele eoliene și solare propuse deja Consiliului de Fiabilitate Electrică din Texas până în iunie 2020 ar putea înlocui aproape toată producția de cărbune a statului. Din iunie 2020, zeci dintre aceste proiecte au fost construite, iar coada de proiecte solare propuse s-a dublat.

Cheia succesului pentru energia eoliană și solară va fi o extindere a liniilor de transmisie care leagă cele mai vântoase și mai însorite părți ale statului de orașe.

"În Texas, acesta este cel mai mare blocaj care încetinește creșterea vântului și a energiei solare", a spus Cohan. "Proiectul de lege bipartizan de infrastructură care a trecut anul trecut este un început bun, dar nu are fonduri suficiente pentru transport. De asemenea, prin faptul că nu s-a conectat la alte rețele, Texasul a ratat oportunitățile de a vinde surplusul de energie eoliană și solară altor state."

Cohan a menționat că gazele naturale vor continua să fie critice pentru fiabilitatea electrică a Texasului pe termen scurt, mai ales că ERCOT lucrează pentru a-și reveni după înghețarea din 2021. Cu toate acestea, amplasarea complementară a fermelor eoliene și solare poate reduce nevoia de gaze naturale și de stocare și poate elimina nevoia de cărbune, a spus el. Studiul arată că energia eoliană din Texasul de Vest tinde să atingă un vârf peste noapte, în timp ce vârfurile vântului din Texasul de Sud cu briza mării în după-amiezile și serile de vară. Împreună cu energia solară în timpul zilei, aceste surse complementare pot acoperi cele mai multe, dar nu toate orele din an.

"Chiar și cu o ședere complementară, vor mai fi ore în care soarele nu strălucește și vântul nu bate", a spus Cohan. "Din punct de vedere istoric, principala provocare a fost după-amiezile de vară, când aparatele de aer condiționat sunt în plină explozie și înghețarea profundă ocazională. Vânturile solare și de coastă au performanțe bune în timpul vârfurilor de vară, dar pot avea lulls în unele seri când vom avea nevoie de altceva pentru a lovi cu piciorul în."

El a spus că eliminarea cărbunelui din rețeaua Texas este doar o chestiune de timp. "Cred că niciuna dintre companiile energetice nu vrea să administreze centrale pe cărbune pe termen lung", a spus Cohan. "Sunt mai murdare și mai costisitoare pentru a funcționa decât construirea de proiecte eoliene și solare de la zero, iar majoritatea companiilor de utilități au acum planuri de a ajunge la zero emisii nete de carbon până în 2050, dacă nu înainte.

"Poate din această cauză, nu au investit în modernizări la centralele lor pe cărbune, dintre care multe au o vechime de peste 40 de ani și nu sunt foarte eficiente", a spus el.

Co-autori ai lucrării sunt rice student de inginerie civilă majore Sarah Salvatore și absolvent Joanna Slusarewicz, acum un student absolvent de la Universitatea Carnegie Mellon.

Fundația Pentru Energie a sprijinit cercetarea.

minereu.

"Poate din această cauză, nu au investit în modernizări la centralele lor pe cărbune, dintre care multe au o vechime de peste 40 de ani și nu sunt foarte eficiente", a spus el.

Co-autori ai lucrării sunt rice student de inginerie civilă majore Sarah Salvatore și absolvent Joanna Slusarewicz, acum un student absolvent de la Universitatea Carnegie Mellon.

Fundația Pentru Energie a sprijinit cercetarea.