Onderzoekers in Ierland, Zwitserland, en het Verenigd Koninkrijk hebben aangetoond hoe de weerspatronen op de lange termijn van invloed zijn op technologieën voor hernieuwbare energie op het gebied van wind en zonne-energie in heel Europa. Met behulp van 30 jaar meteorologische gegevens, de wetenschappers hebben de impact van hernieuwbare energie op de elektriciteitssector tot het jaar 2030 onderzocht en verder gemodelleerd. Het werk suggereert dat ondanks de onvoorspelbare aard van wind- en zonne-energie, het Europese elektriciteitssysteem kan met gemak ten minste 35% van zijn elektriciteit opwekken met alleen deze hernieuwbare energiebronnen zonder grote gevolgen voor de prijzen of de systeemstabiliteit. De krant verschijnt 26 juli in het tijdschrift Joule .

Wind- en zonne-energie zijn de afgelopen tien jaar in heel Europa enorm populair geworden als groene alternatieven voor traditionele op koolstof gebaseerde energie, tussen 2007 en 2016 verviervoudigd. deze technologieën zijn niet zonder nadelen - beide zijn gevoelig voor fluctuerende weerspatronen, aanleiding geven tot bezorgdheid over het vermogen van Europa om lange perioden met weinig wind of een bewolkte hemel te doorstaan. Onderzoekers hebben decennia aan historische weergegevens gebruikt om deze variabiliteit in wind- en zonne-energie en het effect ervan op de markten te modelleren, maar veel onderzoeken analyseren alleen gegevens van een bepaald jaar of richten zich uitsluitend op één land of kleine regio.

De onderzoekers dagen zowel de temporele als de ruimtelijke beperkingen van eerdere studies uit door de werking van het elektriciteitssysteem in heel Europa te analyseren - inclusief de krachttransmissie tussen landen en technische operationele beperkingen - met behulp van wind- en zonnegegevens over de 30-jarige periode van 1985 tot 2014. Door trends te ontdekken uit deze al lang bestaande gegevens over een enorm, onderling verbonden regio, het team was in staat om te modelleren hoe Europa het zou doen in vijf verschillende scenario's voor hernieuwbare energie met verschillende duurzaamheidsambities 12 jaar in de toekomst. Het blijkt dat de breedte en diepte van hun datapool het verschil maakte als het ging om het begrijpen van trends in CO2-emissies, systeem kosten, en systeembeheer - die allemaal essentieel zijn voor de effectieve ontwikkeling van het energiebeleid.

"Bij het plannen van toekomstige energiesystemen met hogere niveaus van wind- en zonne-opwekking, een jaar analyse van weergegevens is niet voldoende, " zegt Seán Collins, een onderzoeker bij MaREI, het Centre for Marine and Renewable Energy Ireland van het Environmental Research Institute in University College Cork. "We vinden dat eenjarige studies resultaten kunnen opleveren die tot 9% afwijken van het langetermijngemiddelde op Europees niveau en zelfs meer op landniveau. Wanneer er wettelijk bindende doelstellingen zijn voor koolstofemissies en het aandeel van hernieuwbare energie, of belooft scherpe prijsstijgingen te vermijden, dit maakt het verschil."

Door meerdere jaren te gebruiken om beter te begrijpen hoe andere variabelen reageren wanneer wind- en zonne-energie de markt binnendringen, Collins en zijn team ontdekten dat de CO2-uitstoot en de totale kosten van energieopwekking in toekomstige scenario's enorm fluctueren. Deze kunnen tot vijf keer onzekerder worden naarmate weersafhankelijke hulpbronnen meer grip krijgen op de markt. Echter, ze ontdekten ook dat Europa deze variabiliteit vrij goed kon weerstaan ​​dankzij de nauwe integratie - hun modellen schatten dat Europa tegen 2030 voor meer dan tweederde van zijn elektriciteit hernieuwbare energiebronnen zou kunnen gebruiken, met meer dan een derde afkomstig van wind en zon.

Collins en zijn team zijn van mening dat hun modellen en gegevens kunnen worden gebruikt om een ​​verscheidenheid aan mogelijke toekomstscenario's weer te geven om beleidsmakers te helpen de betrouwbaarheid en impact van hernieuwbare energie beter te begrijpen, inclusief de effecten van een verschuiving naar 100% hernieuwbare elektriciteitssystemen. Door hun modellen en gegevens openlijk beschikbaar te stellen, de onderzoekers hopen ook dat toekomstig werk een groter bewustzijn van deze langetermijnweerpatronen zal aantonen om een ​​meer op hernieuwbare energie afhankelijke wereld nauwkeurig weer te geven.

"Om ervoor te zorgen dat toekomstige beleidsontwikkelingen robuust zijn en de meteorologische afhankelijkheid van koolstofarme energiesystemen in kaart te brengen, ze moeten gebaseerd zijn op open modelleringsanalyses die gebruik maken van gemeenschappelijke langetermijngegevenssets, ', zegt Collins.