Rüzgar ve güneş enerjisi efsanesi nihayet ortaya çıktı

Rüzgar ve güneş enerjisi efsanesi nihayet ortaya çıktı

Batı dünyasındaki birçok hükümet, yakın gelecekte “net sıfır” karbon emisyonu taahhüdünde bulundu. Hem ABD hem de Birleşik Krallık, 2050'ye kadar teslim edeceklerini söylüyor. Rüzgar ve güneş enerjisinin bunu başarabileceğine yaygın olarak inanılıyor. Bu inanç, ABD ve İngiliz hükümetlerinin, diğerlerinin yanı sıra, rüzgar ve güneş enerjisini teşvik etmesine ve büyük ölçüde sübvanse etmesine yol açtı.

Bu planların tek, ölümcül bir kusuru var: fazla elektriği uygun ölçekte depolamanın uygun fiyatlı bir yolu olduğu boş hayaline dayanıyorlar.

Gerçek dünyada, bir rüzgar santralinin çıktısı genellikle günlerce nominal "kapasitesinin" yüzde 10'unun altına düşer. Güneş enerjisi her gece tamamen kaybolur ve bulutlu günlerde yüzde 50 veya daha fazla düşer. "Kapasite", bir rüzgar veya güneş santrali için büyük ölçüde anlamsız bir rakam olduğundan, zaman içinde enerji açısından 1000 MW'lık bir konvansiyonel elektrik santralinin yerini almak için yaklaşık 3000 megavatlık (MW) rüzgar ve güneş kapasitesi gereklidir: ve aslında, ileride yapacağımız gibi Bakın, geleneksel elektrik santrali veya buna çok benzer bir şey, rüzgar ve güneş devreye girdikten sonra hala sık sık ihtiyaç duyulacak.

Önemli miktarda rüzgar ve güneş enerjisi üretimine sahip ülkelerin hükümetleri, net sıfıra ulaşılana kadar daha fazlasını inşa etmeye devam edebilecekleri yönünde bir beklenti geliştirdiler. Gerçek şu ki, pek çoğu, düşük rüzgar ve güneş dönemleri için yalnızca mevcut fosil yakıtlı istasyonları yedek olarak kullanarak ışıkları açık tuttu. Bu, sürekli çalışacak şekilde tasarlanan istasyonların rüzgar ve güneş enerjisindeki öngörülemeyen dalgalanmaları takip etmek zorunda olduğu yeni bir işletim rejimini beraberinde getiriyor. Sonuç olarak işletme ve bakım maliyetleri artmış ve birçok istasyon kapatılmak zorunda kalmıştır.

Aslında, verimli kombine çevrimli gaz türbinlerinin açık çevrimli türbinlerle değiştirildiğini görmek zaten yaygın bir durum çünkü rüzgar ve güneş santrallerinin hızla değişen çıktılarını desteklemek için kolaylıkla kısılıp kısılabiliyorlar. Ancak açık çevrim gaz türbinleri, kombine çevrim gaz türbinlerinin yaklaşık iki katı kadar gaz yakar. Emisyonları azaltma çabasının bir parçası olarak yüksek emisyonlu makinelere geçmek açıkçası delilik!

Bazı ülkelere yardım ediliyor çünkü güç sistemleri, fazla güce sahip bitişik bölgelere giden ana ara konektörler tarafından destekleniyor. Eskiden muslukta bol miktarda yedek enerjiye sahip olan ve giderek sorunlu hale gelen Fransız nükleer filosu, uzun bir süre boyunca yenilenebilir enerji planlarının Batı Avrupa'da uygulanabilir görünmesine yardımcı oldu.

Fakat bu durum uzun vadede sürdürülebilir değildir. Net sıfır planları kapsamında, bugün enerji kullanımımızın büyük çoğunluğu doğrudan fosil yakıtların yakılmasıyla sağlandığından, tüm ulusların şu anda üretebileceklerinden çok daha fazla elektrik üretmesi gerekecek. Komşu bölgeler ihtiyaç duyulan yedek gücü sağlayamayacak; açık çevrim gaz türbinlerinden (veya şu anda Almanya örneğinde olduğu gibi yeni kömür santrallerinden) kaynaklanan emisyonlar kabul edilemez hale gelecek; daha fazla mevcut baz yük istasyonu, yenilenebilir enerjideki dalgalanmalar nedeniyle kapanmaya zorlanacak; güneş parlarken ve rüzgar eserken, giderek daha fazla rüzgar ve güneş enerjisi pahalı bir şekilde çöpe atılmak zorunda kalacak.

Güç fiyatları yükselecek, aşağı yukarı her şeyi daha pahalı hale getirecek ve sık sık elektrik kesintileri yaşanacak.

Bunların hiçbirini çözmek zor değil. Daha da fazla yenilenebilir enerji kapasitesi oluşturmak yardımcı olmayacak: Nominal olarak gerekli olan "kapasitenin" on veya 100 katı bile soğuk, rüzgarsız bir akşamda işi asla yapamaz.

Yenilenebilir enerji planı için tek bir şey günü kurtarabilir. Makul maliyet, ışıkları en az birkaç gün açık tutmaya yetecek kadar büyük ölçekli enerji depolama sorunu çözecektir.

Seçenekler nedir?

Öncelikle konunun boyutunu ele almamız gerekiyor. Nispeten basit hesaplamalar, Kaliforniya'nın kurulu MW rüzgar ve güneş enerjisi başına 200 megavat-saatten (MWh) fazla depolamaya ihtiyaç duyacağını gösteriyor. Almanya muhtemelen MW başına 150 MWh ile idare edebilir. Belki de bu pil şeklinde sağlanabilir?

Mevcut pil depolama maliyeti MWh başına yaklaşık 600.000 ABD dolarıdır. Kaliforniya'daki her MW rüzgar veya güneş enerjisi için depolamaya 120 milyon dolar harcanması gerekecek. Almanya'da 90 milyon dolar olurdu. Rüzgar çiftlikleri MW başına yaklaşık 1,5 milyon dolara mal oluyor, bu nedenle pil depolama maliyeti astronomik olacaktır: rüzgar çiftliğinin maliyetinden 80 kat daha fazla! Önemli bir ek kısıtlama, bu tür miktarlarda pillerin basitçe mevcut olmaması olacaktır. Şu anda yeterli miktarda lityum ve kobalt ve diğer nadir mineraller çıkarılmıyor. Fiyatlar yeterince yükselirse, arz genişleyecektir, ancak fiyatlar zaten gülünç bir şekilde, mümkün olmayacak kadar yüksek.

Bazı ülkeler hidro pompalı depolama konusunda kumar oynuyor. Buradaki fikir, elektriği güneşli, rüzgarlı günlerde yenilenebilir enerji fazlasını kullanarak yüksek bir rezervuara pompalamak için elektriği kullanmaktır: ardından karanlık ve rüzgarsızken normal bir hidroelektrik santralinde olduğu gibi üretim türbinlerinden aşağı akmasına izin verin.

Birçok pompalı sistem Çin, Japonya ve Amerika Birleşik Devletleri'nde inşa edilmiştir, ancak yalnızca 6 ila 10 saatlik çalışma için yeterli depolamaya sahiptir. Bu, rutin güneşsiz sakin dönemlerde rüzgar ve güneş enerjisini yedeklemek için gerekli olan birkaç günlük depolama ile karşılaştırıldığında çok küçüktür. Planın üstünde ve altında çok daha büyük göllere ihtiyaç vardır. Biri diğerinden 400-700 m yukarıda bulunan ve yatay olarak 5-10 km'den daha az bir mesafede bulunan iki büyük gölün oluşabileceği çok az yer vardır. Böyle bir yer, iki gölden kaynaklanan buharlaşma kayıplarıyla başa çıkabilmek için yeterli bir takviye suyu kaynağına da sahip olmalıdır. Diğer bir sorun da enerjinin en az yüzde 25'inin pompalama ve ardından üretim sırasında kaybolması.

Hidro pompalı depolama nadiren uygulanabilir bir seçenek olacaktır. ABD gibi dağların çok olduğu ülkelerde bile ulusal ölçekte sorunu çözemiyor.

Fosil yakıt istasyonları için karbon yakalama ve depolama (CCS), rüzgar ve güneş enerjisi sorunlarından kaçınmanın bir yolu olarak da lanse ediliyor. Ancak bu bir teknoloji değil, sadece bir temenni vakası. Yıllarca süren çalışmalara ve muazzam miktarda para harcanmasına rağmen, henüz hiç kimse büyük ölçekli, düşük maliyetli CCS sağlayabilecek bir teknoloji geliştirmedi. Yakalama işe yarasa ve üretilen enerjinin çoğunu veya tamamını tüketmese bile, yakılan her bir ton kömür için üç ton karbondioksit üretildiği için karbondioksiti depolamak büyük bir sorundur.

Hidrojen, enerji depolaması için sıklıkla önerilen başka bir teknolojidir: ancak sorunları çoktur. Şu anda hidrojen, doğal gaz ("mavi" hidrojen olarak adlandırılan) kullanılarak yapılmaktadır. Ancak süreç büyük miktarlarda karbon saldığından, bunun net sıfır bir dünyada durması gerekecek: doğal gazı yaksanız iyi olur. Uygun emisyonsuz "yeşil" hidrojen, süreçte yüzde 60'ı kaybolan çok miktarda elektrik enerjisi kullanılarak sudan yapılır. Hidrojenin depolanması ve işlenmesi son derece zordur çünkü hidrojen çok küçük bir moleküldür ve neredeyse her şeyden sızar. En iyi ihtimalle bu, kullanmak istediğinizde depoladığınız hidrojenin çoğunun gitmiş olacağı anlamına gelir: en kötü ihtimalle, yıkıcı yangınlar ve patlamalar anlamına gelir. Hidrojenin son derece düşük yoğunluğu, aynı zamanda, çok büyük hacimlerin depolanması gerektiği ve genellikle daha fazla kayıp, maliyet ve risk yaratacak şekilde kriyojenik olarak depolanması ve işlenmesi gerektiği anlamına gelir.

Sonuç basit. Bir tür mucize dışında, gerekli zaman diliminde uygun bir depolama teknolojisinin geliştirilmesi olasılığı yoktur. Rüzgârı ve güneşi pazara zorla sokmaya ve bir mucize ummaya yönelik mevcut politikalar, akılda kalıcı ve doğru bir şekilde “uçaktan paraşütsüz atlamak ve paraşütün 2015 yılında icat edileceğini, teslim edileceğini ve havada bağlanacağını ummaya” benzetilmiştir. yere çarpmadan önce seni kurtarma zamanı.”

Rüzgar ve güneş enerjisinin yüzde 100'e yakın bir oranda başka enerji üretimi araçlarıyla desteklenmesi gerekiyor. Bu destek, açık çevrim gaz veya daha kötüsü kömür tarafından sağlanırsa, net sıfıra asla ulaşılamaz: ne de ona çok yakın bir şey.

Ucuz ve güvenilir bir düşük emisyonlu elektrik kaynağı sağlayabilen bir teknoloji var: nükleer enerji. Giderek daha fazla insan nükleer enerjinin güvenli ve güvenilir olduğunu anladıkça nükleer enerjiye olan ilgi artıyor. Düzenleyiciler ve halk, modern istasyonların doğası gereği güvenli olduğuna ve düşük nükleer radyasyon seviyelerinin tehlikeli olmadığına ikna edilebilirse, nükleer enerji dünyanın yüzlerce veya binlerce yıldır ihtiyaç duyduğu tüm düşük maliyetli, düşük emisyonlu elektriği sağlayabilir.

Ama güneş ve rüzgar için yüzde 100 nükleer yedeğimiz olsaydı, rüzgar ve güneş santrallerine hiç ihtiyacımız olmazdı.

Rüzgar ve güneş aslında tamamen anlamsızdır.

Kaynak: The Telegraph