Rüzgar, Güneş Teksas'taki Kömür Enerjisinin Yerini Alabilir

Teksas, Rice Üniversitesi mühendisleri tarafından yapılan yeni araştırmaya göre, çevresel hedefleri karşılarken, devletin enerji ihtiyaçları için kömürün rüzgar ve güneş enerjisiyle nasıl etkili bir şekilde değiştirileceği konusunda ulus için bir model olabilir.

Çevre mühendisi Daniel Cohan ve Rice'ın George R. Brown Mühendislik Okulu'ndan kıdemli bilgisayar bilimi uzmanı Richard Morse tarafından yönetilen yeni çalışma, Teksas'ta kömürle çalışan enerji üretiminin yerini alma potansiyeline sahip önerilen rüzgar ve güneş enerjisi projelerinin en düşük maliyetli kombinasyonlarını belirlemek için optimizasyon modellemesini kullanıyor.

Yazarların dergide yer alan makalede belirttiği gibiYenilenebilir Enerjiler: Rüzgar, Su ve Güneş"Basitçe söylemek gerekirse, her zaman rüzgarlı ve her zaman güneşli değil, ama Teksas'ta bir yerlerde neredeyse her zaman rüzgarlı veya güneşli."

Cohan, rüzgar ve güneşin neredeyse tüm kömür üretiminin yerini almasını sağlayabileceğini, özellikle de rüzgar ve güneş enerjisi projelerinin tamamlayıcı çıktı sağlayan yerlere yerleştirilmesi durumunda olduğunu söyledi. Yeni makale, laboratuvarından 2018 yılında yapılan bir araştırmaya dayanıyor.

"Bu makale gerçekten kömürden mümkün olduğunca çabuk nasıl uzaklaşabileceğimizle ilgili" diyor inşaat ve çevre mühendisliği doçenti Cohan. "Teksas hala daha fazla kömür yakıyor ve diğer eyaletlerden daha fazla kükürt dioksit ve diğer kirliliği yayıyor. Bir geçiş kaçınılmaz olsa da, hava kalitesini ve sağlığını iyileştirmek için kömürü mümkün olduğunca çabuk bırakmamız acildir. "

"Topluma güç sağlamak için kullandığımız enerjiyi temizlemek, yapmamız gereken en önemli şeylerden biri" diyen Morse, 2020'de Teksas Enerji Zirvesi'nde Malcolm Kararı Anma Posteri Yarışması'nı projedeki çalışmaları için kazandı. "Profesör Cohan bunu matematik odaklı bir proje olarak ilan etti ve bu benim geçmişim, bu yüzden temiz enerji entegrasyon projesine yardımcı olabilmek benim için çok ilginçti."

Birkaç büyük Teksas kömür santrali 2018'de kapandı ve kalan tesislerin çoğu, Şubat 2021'deki donma sırasındaki kesintiler de dahil olmak üzere kapasitenin çok altında çalıştı. Ekibin araştırması, Haziran 2020'ye kadar Teksas Elektrik Güvenilirlik Konseyi'ne önerilen rüzgar ve güneş projelerinin sadece üçte birinin, eyaletin kömür üretiminin neredeyse tamamının yerini alabileceğini buldu. Haziran 2020'den bu yana, bu projelerin düzinelerce inşa edildi ve önerilen güneş enerjisi projelerinin sırası iki katına çıktı.

Rüzgar ve güneş enerjisi için başarının anahtarı, devletin en rüzgarlı ve en güneşli bölgelerini şehirlere bağlayan iletim hatlarının genişletilmesi olacaktır.

Cohan, "Teksas'ta, rüzgar ve güneşin büyümesini yavaşlatan en büyük darboğaz bu" dedi. "Geçen yıl kabul edilen iki partili altyapı tasarısı iyi bir başlangıç, ancak iletim için neredeyse yeterli finansmana sahip değil. Ayrıca, diğer şebekelere bağlanmayarak, Teksas fazla rüzgar ve güneş enerjisini diğer eyaletlere satma fırsatlarını kaçırdı. "

Cohan, doğal gazın yakın vadede Teksas'ın elektrik güvenilirliği için kritik olmaya devam edeceğini, özellikle de ERCOT'un 2021'in donmasından kurtulmaya çalıştığını belirtti. Bununla birlikte, rüzgar ve güneş çiftliklerinin tamamlayıcı olarak oturması, doğal gaz ve depolama ihtiyacını azaltabilir ve kömür ihtiyacını ortadan kaldırabilir. Çalışma, Batı Teksas'tan gelen rüzgar enerjisinin gece boyunca zirveye çıkma eğiliminde olduğunu, Güney Teksas rüzgarının ise yaz öğleden sonraları ve akşamları deniz esintileriyle zirveye ulaştığını gösteriyor. Gündüz güneşi ile birlikte, bu tamamlayıcı kaynaklar yılın tüm saatlerini değil, çoğunu kapsayabilir.

Cohan, "Tamamlayıcı oturma ile bile, güneşin parlamadığı ve rüzgarın esmediği saatler olacak" dedi. "Tarihsel olarak, asıl zorluk, klimaların tam patlama yaptığı yaz öğleden sonraları ve ara sıra derin dondurucu olmuştur. Güneş ve kıyı rüzgarları yaz zirvelerinde iyi performans gösterir, ancak bazı akşamları devreye girmek için başka bir şeye ihtiyaç duyacağımız zaman durgunluklar olabilir. "

Teksas şebekesinden kömürü ortadan kaldırmanın sadece bir zaman meselesi olduğunu söyledi. Cohan, "Bence enerji şirketlerinin hiçbiri kömür santrallerini uzun vadede işletmek istemiyor" dedi. "Sıfırdan rüzgar ve güneş enerjisi projeleri inşa etmekten daha kirli ve daha maliyetlidirler ve çoğu kamu hizmeti şirketinin artık daha önce olmasa da 2050 yılına kadar net sıfır karbon emisyonuna ulaşma planları vardır.

"Belki de bu nedenle, birçoğu 40 yıldan daha eski ve çok verimli olmayan kömür santrallerine yükseltmelere yatırım yapmıyorlar" dedi.

Makalenin ortak yazarları, Rice lisans inşaat mühendisliği uzmanı Sarah Salvatore ve şu anda Carnegie Mellon Üniversitesi'nde yüksek lisans öğrencisi olan mezun Joanna Slusarewicz'dir.

Enerji Vakfı araştırmayı destekledi.

Cevheri.

"Belki de bu nedenle, birçoğu 40 yıldan daha eski ve çok verimli olmayan kömür santrallerine yükseltmelere yatırım yapmıyorlar" dedi.

Makalenin ortak yazarları, Rice lisans inşaat mühendisliği uzmanı Sarah Salvatore ve şu anda Carnegie Mellon Üniversitesi'nde yüksek lisans öğrencisi olan mezun Joanna Slusarewicz'dir.

Enerji Vakfı araştırmayı destekledi.