Wetenschap
Krediet:CC0 Publiek Domein
Terwijl 160 bedrijven over de hele wereld zich ertoe hebben verbonden "100 procent hernieuwbare energie, " dat betekent niet "100 procent koolstofvrije energie." Het verschil zal groter worden naarmate elektriciteitsnetten minder afhankelijk worden van fossiele energie, volgens een nieuwe Stanford-studie die vandaag is gepubliceerd in Joule . Entiteiten die zich inzetten voor de bestrijding van klimaatverandering kunnen en moeten de milieuvoordelen van hun hernieuwbare strategieën nauwkeurig meten, schrijven de auteurs.
De huidige methoden voor het schatten van de uitstoot van broeikasgassen maken gebruik van jaargemiddelden, hoewel het koolstofgehalte van elektriciteit op het net op sommige locaties in de loop van een dag sterk kan variëren. tegen 2025, het gebruik van jaargemiddelden in Californië zou de CO2-reductie in verband met zonne-energie met meer dan 50 procent kunnen overschatten in vergelijking met uurgemiddelden, het papier laat zien. Een bevinding van deze analyse is dat windenergie - niet zonne-energie - de volgende investeringsgolf voor Californië moet zijn. Vergelijkbare analyses zouden verschillende opties kunnen suggereren, zoals kernenergie, Geothermische energie, en langeafstandstransmissie op andere locaties.
"Om 100 procent emissiereductie van hernieuwbare energie te garanderen, het energieverbruik moet worden afgestemd op de opwekking van hernieuwbare energie op uurbasis, " zei Sally Benson, co-auteur van de paper en co-directeur van het Precourt Institute for Energy.
"Alleen meer zonne-energie kopen in een net dat al veel zonne-opwekking heeft, zal niet leiden tot nuluitstoot, "Benson, professor in de afdeling Energy Resources Engineering van de School of Earth, Energie &Milieuwetenschappen, zei ook.
Jaarlijkse vs. uurlijkse boekhouding
Bedrijven die beweren 100 procent hernieuwbaar te zijn, dekken niet al hun stroomverbruik met hernieuwbare energiebronnen, zoals sommigen erkennen. In plaats daarvan, ze kopen of wekken voldoende hernieuwbare energie op om in de loop van het jaar 100 procent of meer van hun elektriciteitsverbruik te evenaren. Voor energieaankopen die gedomineerd worden door zonne-energie, een entiteit wekt veel meer elektriciteit op dan ze 's middags verbruikt en verkoopt het overschot. Dan koopt hij 's nachts stroom van het net, dat veel koolstofintensiever is als het wordt gegenereerd door verbranding van fossiele brandstoffen.
Het gebruik van jaargemiddelden van het koolstofgehalte van netstroom is alleen geldig wanneer de fluctuaties in duurzame opwekking klein zijn, of wanneer alle overtollige hernieuwbare energie kan worden opgeslagen. Plaatsen zoals Californië, Hawaï en sommige Europese landen ervaren grote schommelingen in het koolstofgehalte als gevolg van bestaande hernieuwbare energiebronnen, en nog niet genoeg opslagcapaciteit hebben om alle overtollige elektriciteit op te vangen. In Californië, opzettelijke vermindering van de productie van zonne- en windenergie, of "beperkingen, " vorig jaar in twee maanden 3 procent van de totale opgewekte energie bereikten, de krant citeert.
Het verschil in milieuvoordeel tussen wind en zon in de huidige boekhoudmethoden houdt daarom geen rekening met het tijdstip van de dag waarop stroom wordt geleverd. In plaats daarvan, het verschil tussen emissiereducties door wind- en zonne-energie is alleen gerelateerd aan het verschil in CO2-voetafdruk tussen de twee technologieën.
"Zowel de CO2-voetafdruk van een grootverbruiker als de milieuwaarde van hernieuwbare energiebronnen zijn afhankelijk van het netwerk waarmee ze communiceren, " zei doctoraatsstudent energiebronnen engineering Jacques de Chalendar, hoofdauteur van de studie. "Het gebruik van uurlijkse gegevens is de beste manier om het milieuvoordeel van hernieuwbare energiebronnen te meten, en dit zal in toenemende mate het geval worden overal waar hernieuwbare opwekking groeit."
Investeren in niet-zonne-energie
Het probleem met het investeren in meer zonnepanelen in Californië is dat de output er vaak niet voor zorgt dat op fossiele brandstoffen gebaseerde generatoren worden uitgeschakeld, omdat ze op het moment van de dag al inactief zijn, zullen de zonnepanelen stroom produceren. In de casus van de krant, die een hypothetische constante belasting van 1 megawatt in Californië benaderde, kortetermijnramingen voor CO2 per jaar en per uur lieten in 2018 geen significante verschillen zien. Maar tegen 2025 de twee methoden van schatting liepen sterk uiteen.
Met behulp van jaarrekeningen, een strategie van 100 procent zonne-energie in 2025 zou de CO2-uitstoot met 119 procent van de CO2-voetafdruk van het hypothetische bedrijf verminderen. Met behulp van emissies per uur, Hoewel, het aantal krimpt tot 66 procent, volgens de studie. Voor een 100 procent windenergiestrategie, jaargemiddelden wijzen op 131 procent CO2-reductie, wat zelfs naar 135 procent springt met behulp van uurlijkse gegevens.
"In Californië, gas is vaak de marginale opwekkingsbron en heeft een hogere emissie dan het gemiddelde netvermogen, daarom kan de aankoop van hernieuwbare energie resulteren in een netto negatieve CO2-voetafdruk, "zei de Chalendar. "Een consument met een 100 procent duurzame energievoorziening kan naast zijn eigen koolstofvoetafdruk ook de ecologische voetafdruk van het net verkleinen."
Energie opslag
Methoden voor koolstofboekhouding per uur kunnen grote consumenten helpen hun gebruik van koolstofarme stroom van het net te vergroten. Met meer accurate informatie, consumenten kunnen flexibel verbruik verplaatsen naar tijdstippen van de dag waarop de netstroom het schoonst is. De gegevens kunnen consumenten ook helpen beslissen of ze moeten investeren in grootschalige energieopslagprojecten als de meest economische manier om hun koolstofdoelstellingen te halen. Dit komt omdat energieopslag consumenten in staat stelt om tijdens koolstofarme periodes elektriciteit van het net te halen en op te slaan voor later gebruik.
Stanford universiteit, bijvoorbeeld, heeft onlangs zijn verwarmings- en koelsysteem geëlektrificeerd en thermische opslag toegevoegd om de uitstoot terug te brengen tot een derde van de piekniveaus van 2014. Door zijn energieopslag te gebruiken om de aankoop van elektriciteit in de middag te maximaliseren, wanneer zonne-energie het Californische net domineert, Stanford zou de uitstoot van verwarming en koeling met nog eens 40 procent kunnen verminderen, volgens een studie die eerder deze maand door de auteurs van dit artikel is gepubliceerd.
Locatiespecifieke analyses kunnen verschillende soorten koolstofarme investeringen en strategieën voor andere regio's suggereren, de papieren notities. In Groot-Britannië, bijvoorbeeld, de koolstofintensiteit van het net is momenteel 's nachts lager, wat betekent dat verschillende soorten investeringen in hernieuwbare energie of consumptiegedrag beter zouden kunnen zijn. Alternatief, langeafstandstransmissie van elektriciteit zou entiteiten ook in staat kunnen stellen koolstofarme elektriciteit naar elders te transporteren wanneer er een overaanbod is en koolstofarme elektriciteit te ontvangen wanneer er een minimale hoeveelheid hernieuwbare elektriciteitsopwekking is.
"Transparant, nauwkeurige en zinvolle koolstofboekhouding is noodzakelijk, ' zei Benson. 'En als het goed is gedaan, kunnen we de juiste investeringen doen in hernieuwbare energie en een duurzamer netwerk creëren."
Wetenschap © https://nl.scienceaq.com