مع الطاقة الشمسية الرخيصة والرياح ، هل حان الوقت لإعادة النظر في كفاءة الطاقة؟

مع الطاقة الشمسية الرخيصة والرياح ، هل حان الوقت لإعادة النظر في كفاءة الطاقة؟

وقد حفزت الحاجة إلى خفض الانبعاثات من قطاع الطاقة استخدام الطاقة المائية والطاقة الشمسية وطاقة الرياح ، وتطوير مباني أكثر كفاءة تستهلك طاقة أقل. وهذه الحلول لها بالفعل خفض طفيف نصيب الفرد من الطاقة في العالم. ولكن بمجرد أن تصبح مصادر الطاقة المتجددة مهيمنة بالفعل ، فإن مفهوم "كفاءة الطاقة" بأكمله سوف يصبح عتيقا.

بعبارة بسيطة ، كفاءة الطاقة هي مقدار الطاقة المستخدمة لإنتاج خدمة مثل الدفء أو النقل أو الترفيه. في الممارسة العملية ، لا سيما عند تطبيقها على المباني والمدن ، يترجم هذا الهدف إلى "الحد من استهلاك الطاقة في جميع الأوقات".

هذه الاستراتيجية منطقية عندما يتم توليد الطاقة في الغالب من الوقود الأحفوري الكثيفة الكربون ، في محطات توليد الطاقة التي يمكن تشغيلها وإيقاف تشغيلها بسهولة مع تذبذب الطلب. هناك رابط بسيط ومباشر: إذا كنت تستخدم طاقة أقل ، فسيتم حرق كميات أقل من الفحم أو الغاز ، وستنبعث كمية أقل من الكربون.

لكن الطاقة المتجددة تغير الأشياء. الريح والشمس كلاهما حر وغير محدود تقريبا ، وبالتالي فإن كل وحدة طاقة إضافية ليست فقط نظيفة ولكن أيضا خالية أساسا. مع القليل من الجانب السلبي لاستخدام المزيد من الكهرباء عندما يكون متاحًا ، سنحتاج إلى إعادة التفكير في كفاءة الطاقة.

هل أقل دائما أكثر؟

جوهر القضية هو الحاجة إلى الموازنة بين العرض والطلب. في أنظمة الكهرباء ، يجب مطابقة الاثنين بالتساوي في جميع الأوقات أو انهيار النظام ، تاركًا الجميع بدون طاقة. هذه ليست مشكلة كبيرة عندما يكون معظم الجيل قابلا للتحكم ويمكن أن يستجيب للتغيرات في ميزان العرض / العرض ، على سبيل المثال إذا كان المولّد الكبير يعاني فجأة من مشكلة أو جميع الناس 26m وضع غلاية على ذات مرة.

الصورة مختلفة تمامًا ما أن تصبح الكهرباء متجددة في الغالب. عند هذه النقطة ستكون هناك تغييرات أكبر وأكثر تواتراً في اللحظة الأخيرة في التوليد ، ربما ناتجة عن تغيرات في كمية أشعة الشمس أو الرياح. وبما أن التوربينات والألواح الشمسية كانت ستنهي إلى حد كبير محطات توليد الطاقة التقليدية ، سيكون هناك عدد أقل من المولدات التي يمكن التحكم فيها لموازنة العرض والطلب (يمكن بالطبع فصل التوربينات والألواح ، ولكن لا يمكن تشغيل الرياح والشمس). في الواقع ، سوف تعمل بعض محطات الطاقة فقط من أجل تحقيق التوازن في النظام.

في هذا السياق ، ماذا يحدث عندما يكون هناك فائض؟ لن يكون من الممكن دائمًا تقليل إنتاج المولدات التي يمكن التحكم فيها (في الغالب الوقود الأحفوري) ، إما لأنها لا تستطيع الاستجابة بسرعة كافية أو لأنها تحتاج إلى البقاء على الإنترنت للمساعدة في موازنة النظام في المستقبل القريب. قد يكون من الممكن تخزين بعض الطاقة الزائدة في بطارية لاستخدامها لاحقًا ، لكن البطاريات لا تزال باهظة الثمن. نحن بعيدون عن امتلاك مساحة تخزين كافية حتى نصبح خيارًا واقعيًا. مع توليد طاقة أكثر من الطاقة المستخدمة ، قد تضيع الكهرباء النظيفة والرخيصة.

انها مسألة وقت

التوقيت هو المفتاح. إذا كان الناس يركزون على تقليل كمية الكهرباء التي يستخدمونها في جميع الأوقات ، فإنهم سوف يفوتون في نهاية المطاف فوائد استخدام الطاقة المتجددة النظيفة والرخيصة لغسيل الملابس ، أو تسخين المنازل ، أو شحن السيارات أو خدمات مرنة أخرى. حتى أنها يمكن أن تنتقل من الغاز إلى التدفئة الكهربائية في الأوقات التي تكون فيها معظم الكهرباء قابلة للتجديد ، وهي خطوة من شأنها أن تزيد من استهلاك الكهرباء ولكنها تقلل من تكاليف الطاقة الإجمالية والانبعاثات.

ومن الناحية المثالية ، يمكن تخفيض الاستهلاك في الأوقات التي يعني فيها إيقاف تشغيل مولدات الوقود الأحفوري ، بدلاً من مزارع الرياح أو الطاقة الشمسية. في الواقع العملاء يجري بالفعل تدفع لاستخدام المزيد من الكهرباء خلال فترات ارتفاع فائض الطاقة المتجددة. إن خطط "الاستجابة للطلب" هذه حيث يستفيد المستهلكون المرنون من تغيير استهلاكهم (وليس فقط خفضه) هي طريقة فعالة جعل الطاقة أرخص ونظافة.

أمور الموقع

توقيت انخفاض استهلاك الكهرباء يهم ، ولكن الموقع. نادرًا ما يتم استخدام الكهرباء بشكل نادر بجوار المكان الذي تم إنشاؤه فيه ، ويمكن للشبكة التي تربط الاثنين أن تصبح مشبعة - خاصة خلال فترات ارتفاع الطلب أو فائض التوليد. في هذه النقاط ، قد تمنع الاختناقات منع توليد كميات كبيرة من الطاقة المتجددة في جزء واحد من الشبكة إلى المستهلكين في جزء آخر. ويمكن بدلاً من ذلك تلبية هذا الطلب بالكهرباء من الوقود الأحفوري في حين يتم تقييد المولدات المتجددة. هذا يمكن في نهاية المطاف زيادة تكاليف دافعي الفاتورة.

المحادثةسيحتاج كل من يريد أن يرى نظام طاقة أنظف وأرخص إلى إعادة تعريف "كفاءة الطاقة" لمراعاة أهمية التوقيت والمكان. تذكر أن استخدام كميات أقل من الكهرباء يوفر المزيد من المال والانبعاثات في أوقات معينة من اليوم وفي بعض الأماكن مقارنةً بالآخرين. على الرغم من أنه قد يكون غير بديهي ، في الأوقات والأماكن التي يمكن فيها تقليص الجيل المتجدد ، فإنه من المستحسن استخدام المزيد من الكهرباء.

نبذة عن الكاتب

نيكولاس غود ، باحث مشارك ، الطاقة الكهربائية وأنظمة الطاقة ، جامعة مانشستر وإدواردو مارتينيز سييزنا ، باحث مشارك ، الطاقة الكهربائية وأنظمة الطاقة ، جامعة مانشستر

تم نشر هذه المقالة في الأصل المحادثة. إقرأ ال المقال الأصلي.

كتب ذات صلة

{amazonWS: searchindex = Books؛ keywords = solar power؛ maxresults = 3}

enafarزكية-CNzh-TWtlfrdehiiditjamsptrues

اتبع InnerSelf على

الفيسبوك أيقونةتويتر أيقونةآر إس إس أيقونة

احصل على آخر عبر البريد الإلكتروني

{Emailcloak = إيقاف}

الأكثر قراءة