Vind- og solenergi kan dække fire femtedele af USA's elbehov, undersøgelse finder

USA kunne pålideligt dække omkring 80 procent af sit elbehov med sol- og vindkraftproduktion, ifølge forskere ved University of California, Irvine; California Institute of Technology; og Carnegie Institution for Science.

Imidlertid, opfyldelse af 100 procent af elbehovet med kun sol- og vindenergi ville kræve lagring af flere ugers værdi af elektricitet for at kompensere for den naturlige variation i disse to ressourcer, sagde forskerne.

"Solen går ned, og vinden blæser ikke altid, " bemærkede Steven Davis, UCI lektor i jordsystemvidenskab og medforfatter til en undersøgelse af vedvarende energi offentliggjort i dag i tidsskriftet Energi- og miljøvidenskab . "Hvis vi ønsker et pålideligt strømsystem baseret på disse ressourcer, hvordan håndterer vi deres daglige og sæsonbestemte ændringer?"

Teamet analyserede 36 års timers amerikanske vejrdata (1980 til 2015) for at forstå de grundlæggende geofysiske barrierer for kun at levere elektricitet med sol- og vindenergi.

"Vi så på variationen af ​​sol- og vindenergi over både tid og rum og sammenlignede det med USA's efterspørgsel efter elektricitet, "Davis sagde. "Hvad vi fandt, er, at vi pålideligt kunne få omkring 80 procent af vores elektricitet fra disse kilder ved at bygge enten et kontinentalt transmissionsnet eller faciliteter, der kunne lagre 12 timers værdi af landets elektricitetsefterspørgsel."

Forskerne sagde, at en sådan udvidelse af transmissions- eller lagerkapacitet ville betyde meget betydelige - men ikke utænkelige - investeringer. De vurderede, at omkostningerne ved de nye transmissionsledninger krævede, for eksempel, kunne være hundredvis af milliarder af dollars. Sammenlignet med, at lagre så meget elektricitet med nutidens billigste batterier ville sandsynligvis koste mere end en billion dollars, selvom priserne falder.

Andre former for energioplagring, såsom at pumpe vand op ad bakke for senere at strømme tilbage gennem vandkraftgeneratorer, er attraktive, men begrænsede i omfang. USA har meget vand i øst, men ikke meget højde, med den modsatte ordning i Vesten.

Fossilt brændstofbaseret elproduktion er ansvarlig for omkring 38 procent af USA's kuldioxidemissioner - CO2-forurening er den vigtigste årsag til globale klimaændringer. Davis sagde, at han er opmuntret over de fremskridt, der er gjort, og udsigterne for fremtiden.

"Det faktum, at vi kunne få 80 procent af vores strøm fra vind og sol alene er virkelig opmuntrende, sagde han. For fem år siden, mange mennesker tvivlede på, at disse ressourcer kunne udgøre mere end 20 eller 30 procent."

Men ud over de 80 procent, mængden af ​​energilagring, der kræves for at overvinde sæson- og vejrvariationer, stiger hurtigt. "Vores arbejde indikerer, at der vil være behov for energikilder med lavt kulstofemission for at supplere det, vi kan høste fra vinden og solen, indtil lagrings- og transmissionskapaciteten er klar til opgaven, " sagde medforfatter Ken Caldeira fra Carnegie Institution for Science. "Mulighederne kunne omfatte atomkraft og vandkraftproduktion, samt styring af efterspørgslen."