211service.com
Vertrouwen op alleen hernieuwbare energie verhoogt de kosten van het reviseren van energie aanzienlijk
Mark Wilson | Getty
Een groeiend aantal Amerikaanse steden en staten heeft wetgeving voorgesteld of zelfs aangenomen die de productie van alle elektriciteit uit hernieuwbare energiebronnen zoals zon en wind binnen enkele decennia zou vereisen.
Dat klinkt misschien als een geweldig idee. Maar een groeiend aantal bewijzen toont aan dat dit niet het geval is.
Het meer en meer verschijnt dat het aandringen op 100 procent hernieuwbare bronnen - en het minachten van anderen die geen broeikasgassen produceren, zoals kernenergie en fossiele-brandstofcentrales met koolstofafvangtechnologie - verkwistend duur en onnodig moeilijk is.
In het laatste bewijsstuk, een studie: gepubliceerd in Energie en milieuwetenschappen vastgesteld dat zonne- en windenergie alleen op betrouwbare wijze aan ongeveer 80 procent van de recente jaarlijkse elektriciteitsvraag in de VS zou kunnen voldoen, maar dat enorme investeringen in energieopslag en -transmissie nodig zouden zijn om grote stroomstoringen te voorkomen. Om met deze middelen aan 100 procent van de vraag te voldoen, zou een enorm aantal extra wind- en zonneparken moeten worden gebouwd, of de opslag van elektriciteit zodanig moeten worden uitgebreid dat dat tegen de huidige prijzen onbetaalbaar zou zijn. Of een van beide.
Het fundamentele probleem is dat de zon niet altijd schijnt en de wind niet altijd waait. De studie analyseerde 36 jaar aan weersgegevens per uur en ontdekte dat er hiaten zijn in de productie van hernieuwbare energie, zelfs op continentale schaal.
Als we alleen op deze intermitterende bronnen zouden vertrouwen, zouden er veel meer zonne- en windparken moeten worden gebouwd om overtollige energie te produceren tijdens bijzonder zonnige en winderige periodes, plus enorme opslagsystemen die uren of zelfs weken aan stroom kunnen leveren (zie Serial Battery Entrepreneur's New Venture Tackles Het grootste probleem van schone energie). Een andere mogelijkheid is om langeafstandstransmissieroutes te bouwen die de elektriciteit door het land kunnen vervoeren op het moment dat het nodig is.
Opslagsystemen zijn ongelooflijk duur in het geval van batterijen - en geografisch beperkt in het geval van gepompte hydro-elektriciteit, waarvoor een set waterreservoirs op verschillende hoogtes nodig is (zie Waarom slechte dingen gebeuren met startups met schone energie). Transmissielijnen over lange afstanden zijn ook prijzig en het kan tientallen jaren duren voordat ze zijn goedgekeurd en gebouwd (zie Hoe Wyoming Wind naar Californië te krijgen en 80% van de Amerikaanse koolstofemissies te verminderen).
Alleen al om op betrouwbare wijze 80 procent van de vraag te bereiken met alleen wind en zon, zou een VS-breed hogesnelheidstransmissiesysteem of 12 uur elektriciteitsopslag nodig zijn. Een opslagsysteem van die omvang in de VS zou meer dan $ 2,5 biljoen kosten voor een batterijsysteem.
Om aan alle jaarlijkse elektriciteitsbehoeften van het land te voldoen met een betrouwbaarheid van 99,97 procent, zouden nutsbedrijven 12 uur aan opslag moeten bouwen plus minstens twee keer de hoeveelheid hernieuwbare energieopwekking, zo bleek uit de studie. Of bedrijven kunnen iets meer wind en zonne-energie inzetten in combinatie met meer dan een maand aan opslag.
Het voordeel ten opzichte van hernieuwbare energiebronnen van andere schone opties, zoals nucleair of aardgas met koolstofafvang, is dat ze altijd stroom kunnen leveren of, in ieder geval in het laatste geval, snel op en neer kunnen gaan om aan de fluctuerende vraag te voldoen (zie Potentiële koolstofuitstoot Capture Game Changer nadert voltooiing).
Beleidsmakers zouden er goed aan doen om de gegevens en afwegingen die het gevolg zijn van dit soort gegevensanalyse te overwegen voordat ze beleid of mandaten voor een 100% wind/zonne-netwerk aannemen, zei Nathan Lewis, een chemicus aan het California Institute of Technology en co-auteur van het onderzoek in een e-mail.
Toch woedt het felle debat onder wetenschappers over de voordelen van het streven naar 100 procent hernieuwbare energie voort. Mark Jacobson van Stanford heeft vooral betoogd dat staten en naties die overgang betaalbaar kunnen maken. Andere onderzoekers hebben zijn werk bekritiseerd, met name in een paper eerder dit jaar gepubliceerd in Proceedings van de National Academy of Sciences . Jacobson diende vervolgens een rechtszaak wegens smaad in tegen de hoofdauteur en uitgever, die hij liet vallen vorige week (zie Een kampioen hernieuwbare energie klaagt zijn wetenschappelijke critici aan).