100 % vedvarende energi er ikke lig med kulstoffri energi, og forskellen vokser

Mens 160 virksomheder rundt om i verden har forpligtet sig til at bruge "100 procent vedvarende energi, " det betyder ikke "100 procent kulstoffri energi." Forskellen vil vokse, efterhånden som elnettene bliver mindre afhængige af fossil energi, ifølge en ny Stanford -undersøgelse offentliggjort i dag i Joule . Enheder, der er forpligtet til at bekæmpe klimaændringer, kan og bør måle de miljømæssige fordele ved deres vedvarende energistrategier nøjagtigt, skriver forfatterne.

Nuværende metoder til at estimere drivhusgasemissioner bruger årlige gennemsnit, selvom kulstofindholdet i elektricitet på nettet kan variere meget i løbet af en dag nogle steder. Inden 2025, Brugen af ​​årlige gennemsnit i Californien kunne overvurdere kulstofreduktionerne forbundet med solenergi med mere end 50 procent sammenlignet med timegennemsnit, avisen viser. Et resultat af denne analyse er, at vindkraft – ikke solenergi – skal være den næste investeringsbølge for Californien. Lignende analyser kunne foreslå forskellige muligheder som atomkraft, geotermisk energi, og langdistancetransmission andre steder.

"For at garantere 100 procents emissionsreduktioner fra vedvarende energi, strømforbruget skal matches med vedvarende produktion på timebasis, " sagde Sally Benson, medforfatter af papiret og meddirektør for Precourt Institute for Energy.

"Bare køb af mere solenergi i et net, der allerede har masser af solproduktion, vil ikke resultere i nulemissioner, "Benson, professor i Energy Resources Engineering Department i School of Earth, Energi- og miljøvidenskab, sagde også.

Årligt vs. timeregnskab

Virksomheder, der hævder at være 100 procent vedvarende, dækker faktisk ikke al deres energiforbrug med vedvarende energi, som nogle erkender. I stedet, de køber eller genererer nok vedvarende energi til at matche 100 procent eller mere af deres elforbrug i løbet af året. For energikøb domineret af solenergi, en enhed producerer langt mere elektricitet, end den bruger i løbet af eftermiddagen, og sælger det overskydende. Så om natten køber den strøm fra nettet, som er meget mere kulstofintensive, hvis det genereres ved afbrænding af fossile brændstoffer.

Brugen af ​​årlige gennemsnit af kulstofindholdet i netkraft er kun gyldig, når udsvingene i vedvarende energi er små, eller når al overskydende vedvarende energi kan opbevares. Steder som Californien, Hawaii og nogle europæiske lande oplever store udsving i kulstofindhold på grund af eksisterende vedvarende energi, og har endnu ikke nok lagerkapacitet til at opfange al overskydende elektricitet. I Californien, bevidste reduktioner i sol- og vindproduktion, eller "begrænsninger, "nåede 3 procent af den samlede producerede energi på to måneder sidste år, avisen citerer.

Forskellen i miljøfordel mellem vind og sol i nutidens regnskabsmetoder tager derfor ikke højde for tidspunktet på dagen, hvor strømmen leveres. I stedet, Forskellen mellem emissionsreduktioner fra vind- og solproduktion er kun relateret til forskellen i CO2-fodaftryk mellem de to teknologier.

"Både CO2-fodaftrykket fra en stor forbruger og miljøværdien af ​​vedvarende energiaktiver afhænger af det net, de interagerer med, " sagde ph.d.-studerende i energiressourceteknik Jacques de Chalendar, hovedforfatter til undersøgelsen. "Brug af timedata er den bedste måde at måle miljøgevinsten ved vedvarende energi, og dette vil blive mere og mere sandt, hvor som helst vedvarende generation vokser."

Investering i ikke-solenergi vedvarende energi

Problemet med at investere i flere solpaneler i Californien er, at outputtet ofte ikke får fossile brændstofbaserede generatorer til at slukke, fordi de allerede er inaktive på tidspunktet af dagen, vil solpanelerne producere strøm. I avisens casestudie, som tilnærmet en hypotetisk 1 megawatt konstant belastning i Californien, kortsigtede årlige og timelige CO2-estimater viste ikke signifikante forskelle i 2018. Men i 2025 de to estimeringsmetoder varierede meget.

Ved hjælp af årsregnskab, en 100 procent solenergistrategi i 2025 vil reducere CO2-udledningen med 119 procent af den hypotetiske virksomheds CO2-fodaftryk. Ved at bruge time-emissioner, selvom, antallet skrumper til 66 procent, ifølge undersøgelsen. For en 100 procent vindkraftstrategi, årlige gennemsnit indikerer 131 procent kulstofreduktioner, som faktisk hopper til 135 procent ved hjælp af timedata.

"I Californien, gas er ofte den marginale produktionskilde og har en højere emissionsrate end gennemsnitlig netstrøm, hvorfor køb af vedvarende energi kan resultere i et negativt negativt CO2 -fodaftryk, " sagde de Chalendar. "En forbruger med en 100 procent vedvarende energiforsyning kan faktisk reducere nettets CO2-fodaftryk ud over deres eget CO2-fodaftryk."

Energilagring

Metoder til kulstofregnskab pr. time kunne hjælpe store forbrugere med at øge deres brug af kulstoffattig strøm fra nettet. Med mere præcis information, forbrugere kan flytte fleksibelt forbrug til tidspunkter på døgnet, hvor netstrømmen er renest. Dataene kan også hjælpe forbrugerne med at beslutte, om de skal investere i store energilagringsprojekter som den mest økonomiske måde at nå deres kulstofmål. Dette skyldes, at energilagring giver forbrugerne mulighed for at trække elektricitet fra nettet i perioder med lavt kulstofindhold og lagre det til senere brug.

Stanford University, for eksempel, elektrificerede for nylig sit varme- og kølesystem og tilføjede termisk lagring for at reducere emissionerne til en tredjedel af deres spidsbelastningsniveauer i 2014. Ved at bruge sin energilagring til at maksimere indkøb af elektricitet om eftermiddagen, når solenergi dominerer det californiske net, Stanford kunne reducere emissionerne fra opvarmning og køling med yderligere 40 procent, ifølge en undersøgelse offentliggjort tidligere på måneden af ​​forfatterne til dette papir.

Placeringsspecifikke analyser kan foreslå forskellige typer lavemissionsinvesteringer og strategier for andre regioner, papirnotaterne. I Storbritannien, for eksempel, nettets kulstofintensitet er i øjeblikket lavere om natten, hvilket betyder, at forskellige typer vedvarende investeringer eller forbrugsadfærd kan være bedre. Alternativt langdistancetransmission af elektricitet kunne også give enheder mulighed for at transportere lav-carbon-elektricitet andre steder, når der er et overudbud og modtage lav-carbon-elektricitet, når der er en minimal mængde vedvarende elproduktion.

"Gennemsigtig, præcis og meningsfuld kulstofregnskab er nødvendig, "Benson sagde." Og hvis det er gjort ordentligt, vi kan foretage de rigtige investeringer i vedvarende energi og skabe et mere bæredygtigt net."