Energia odnawialna w Europie przetrwałaby katastrofalne zmiany klimatu

Naukowcy odkryli, że chmura zmian klimatycznych ma srebrną podszewkę: systemy energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych, które w dużym stopniu zależą od pogody, prawdopodobnie będą nadal działać w Europie nawet po katastrofalnej zmianie w atmosferze Ziemi. Takie zmiany zmieniają metryki, takie jak korzyści z transmisji i przechowywania o mniej niż pięć procent.

W opublikowanym w środę badaniu stwierdzono, że kraje o wysokim poziomie energii wiatru i energii słonecznej prawdopodobnie będą nadal dostarczać energię elektryczną w najgorszych scenariuszach. Tymczasem sieć kontynentalna może wymagać zwiększenia mocy, aby zapewnić przepływ energii elektrycznej. Smail Kozarcanin, doktorant w dziale inżynierii na uniwersytecie w Aarhus w Danii i pierwszy autor badania, opowiada Odwrotność że do pewnego stopnia zespół nie spodziewał się tych wyników.

„Wiele badań pokazuje, że zmiana klimatu pociąga za sobą częstsze ekstremalne warunki pogodowe, a ponieważ wytwarzanie wiatru i energii słonecznej zależy od pogody, tj. Wiatru i słońca, naturalne jest oczekiwanie, że nowe skrajności będą wymagały innej infrastruktury” - mówi Smail Odwrotność. „Jednak nie obserwujemy dużych różnic w wielu kluczowych wskaźnikach, które uznaliśmy za najważniejsze dla przyszłego wielkoskalowego systemu elektrycznego opartego na energii wiatrowej i słonecznej”.

Jest na to wiele powodów. Po pierwsze, ekstremalne warunki pogodowe występują już czasem w dzisiejszym klimacie, więc systemy odnawialne są projektowane z myślą o ekstremalnych warunkach. Innym jest to, że zapotrzebowanie na energię elektryczną nie zależy w znacznym stopniu od pogody, a jeśli w ogóle, popyt spada nieco przy cieplejszej pogodzie, ponieważ Europa zużywa mniej klimatyzacji ze względu na szerokość geograficzną.

„Niewielkie zmniejszenie wytwarzania energii wiatrowej i słonecznej, tj. Ilość energii elektrycznej wytwarzanej przez tę samą turbinę wiatrową lub ogniwo słoneczne w różnych scenariuszach klimatycznych, wydaje się być w nieznacznym stopniu dotknięte zmianami klimatycznymi”, mówi Smail. „Oznacza to, że cieplejsze scenariusze mają mniejszą wydajność z tych samych generatorów. Oznacza to, że do wytworzenia takiej samej ilości energii odnawialnej będzie potrzebnych więcej generatorów, dzięki czemu będą one nieco mniej konkurencyjne ekonomicznie ”.

Badania pokazują siłę istniejących systemów odnawialnych źródeł energii, które stopniowo zyskują na popularności na całym świecie. Przemysł solarny w Stanach Zjednoczonych wzrósł o 159 procent pod względem wielkości siły roboczej w ciągu ostatnich ośmiu lat, podczas gdy łączna moc energii wiatrowej w obu Amerykach osiągnęła w ubiegłym roku 135 gigawatów. Dane z BP pokazują, że zużycie energii odnawialnej wzrosło o 17 procent w 2017 r., Ale nadal stanowi tylko osiem procent światowej energii elektrycznej.

W artykule opublikowanym w czasopiśmie opublikowano artykuł badawczy grupy „Wpływ zmian klimatu na XXI wiek na kluczowe właściwości wielkoskalowego systemu energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych” Dżul.

„Zgodnie z naszą najlepszą wiedzą nie ma badań w literaturze, dla których dane dotyczące zmian klimatycznych zostały zastosowane do tego rodzaju modelowania systemu elektroenergetycznego”, mówi Smail, który zauważa, że ​​podobne badania przeprowadzono w Stanach Zjednoczonych i Chinach w systemach elektrycznych, ale te dotyczyły tylko historycznych danych produkcyjnych.

Jednak Smail zauważa, że ​​badanie dotyczyło tylko sieci elektrycznej. To tylko niewielka część szerszego zużycia energii przez ludzkość, która obejmuje ogrzewanie i transport. Zespół spodziewa się zbadać szerszy wpływ na ogrzewanie i elektryczność w przyszłym badaniu, ważnym obszarze badań, ponieważ około 50 procent zużycia energii na kontynencie przeznacza się na ogrzewanie. Zgodnie z najbardziej dramatycznymi prognozami zmian klimatycznych, bez uwzględnienia polityki, zapotrzebowanie na ogrzewanie kosmiczne spada o 33 procent, podczas gdy potrzeba chłodzenia wzrasta o 400 procent.

Mając to na uwadze, pozytywne wyniki nie powinny być sygnałem, że zmiany klimatyczne będą lepsze niż oczekiwano. Tylko dlatego, że europejska sieć energetyczna będzie w porządku, nie oznacza to, że wszystko inne będzie dobrze.

„W ciągu ostatniej dekady oczywiste jest, że zmiany klimatyczne powodują częstsze i bardziej nieregularne zdarzenia pogodowe, także w Europie”, mówi Smail. „Jest to definitywnie poważny temat wielkiej troski dla systemów ludzkich i naturalnych. Rzeczywistość jest jakoś inna w ocenie wpływu zmian klimatu na europejski system zasilania energią elektryczną na dużą skalę ”.

Przeczytaj streszczenie poniżej:

Spadające ceny i znaczące zmiany technologiczne napędzają obecnie zwiększoną produkcję energii elektrycznej zależnej od pogody ze źródeł odnawialnych. W świetle zmieniającego się klimatu istotne jest zbadanie, w jakim stopniu zmiany klimatu bezpośrednio wpływają na przyszłe systemy energii elektrycznej zależne od pogody. W tym przypadku używamy trzech ścieżek koncentracji CO2 IPCC na okres 2006–2100 z sześcioma eksperymentami klimatycznymi o wysokiej rozdzielczości dla domeny europejskiej. Dane klimatyczne są wykorzystywane do obliczania skorygowanych o przesunięcie 3-godzinnych szeregów czasowych generacji wiatru i energii słonecznej oraz szeregów czasowych popytu skorygowanych temperaturą dla 30 krajów europejskich przy użyciu najnowocześniejszej metodologii. Następnie stosuje się analizę systemu elektryczności opartą na pogodzie, aby porównać pięć kluczowych wskaźników wysoce odnawialnych systemów energii elektrycznej. Przekonujemy się, że zmiana klimatu zmniejsza zapotrzebowanie na energię elektryczną do 20%. Pozostałe kluczowe wskaźniki, takie jak korzyści z transmisji i przechowywania, a także wymagania dotyczące równoważenia zdolności i rezerw, zmieniają się nawet o 5%.