Kunnen de continentale Verenigde Staten een snelle, betrouwbare en goedkope transitie naar een energiesysteem dat bijna uitsluitend draait op wind, zonne- en waterkracht? Hoewel er steeds meer enthousiasme is voor deze visie, een nieuwe studie in de Proceedings van de National Academy of Sciences ( PNAS ) door 21 van 's lands toonaangevende energie-experts, waaronder David G. Victor en George R. Tynan van de University of California San Diego, beschrijft een meer gecompliceerde realiteit. Deze onderzoekers stellen dat het bereiken van netto-nul koolstofemissies de integratie van een veel bredere reeks energiebronnen en benaderingen vereist.

Het artikel gepubliceerd door PNAS de week van 19 juni, 2017, met Christopher Clack als eerste auteur, biedt een rigoureuze analyse die een onderzoeksroutekaart uit 2015 corrigeert die aangeeft dat de continentale Verenigde Staten betrouwbaar kunnen worden aangedreven tegen lage kosten, in slechts 35 tot 40 jaar, vertrouwend op alleen zonne-energie, wind, en waterkracht. De onderzoekers schrijven dat de conclusies in de paper uit 2015 niet worden ondersteund door adequate en realistische analyses en geen betrouwbare leidraad bieden voor de vraag of en tegen welke kosten een dergelijke transitie kan worden gerealiseerd.

"Wind, zonne- en waterkracht kunnen, en wil, een belangrijk onderdeel zijn van alle maatregelen om ons energiesysteem koolstofarm te maken en zo de klimaatverandering te bestrijden, maar gezien de huidige technische uitdagingen en infrastructuurrealiteiten, hernieuwbare energiebronnen zullen niet de enige oplossing zijn, " zei Victor, een energie-expert aan de UC San Diego School of Global Policy and Strategy. Victor en mede-co-auteur Tynan, die associate dean is van de UC San Diego Jacobs School of Engineering, zijn mededirecteuren van het Deep Decarbonization Initiative bij UC San Diego, die ze hebben gelanceerd om de onderling samenhangende beleids- en technologische uitdagingen aan te gaan die moeten worden aangepakt om de wereldwijde koolstofemissies nul te krijgen.

"We hebben een breed portfolio van schone energietechnologieën nodig om een ​​betaalbare overgang naar een koolstofarm energiesysteem te realiseren, " zei Tynan, een professor in de afdeling Mechanische en Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek aan de Jacobs School en een lid van het UC San Diego Center for Energy Research.

Het nieuwe werk verwijst naar een aantal analyses, meta-analyses en beoordelingen, waaronder die van het Intergouvernementeel Panel inzake klimaatverandering, de National Oceanic and Atmospheric Administration, het Nationaal Laboratorium voor Hernieuwbare Energie, en het Internationaal Energieagentschap, die hebben geconcludeerd dat de inzet van een diverse portfolio van technologieën voor schone energie een overgang naar een koolstofarm energiesysteem zowel haalbaarder als goedkoper maakt dan andere trajecten.

"Een beleidsvoorschrift dat te veel belooft voor de voordelen van het vertrouwen op een smaller portfolio van technologische opties, zou contraproductief kunnen zijn, ernstige belemmering vormen voor de overgang naar een kosteneffectief koolstofarm energiesysteem, " schrijven de auteurs in de PNAS papier.

Deze discussie komt vooral op het juiste moment omdat voorstellen voor snelle verschuivingen naar alle of bijna alle hernieuwbare energiebronnen steeds meer aandacht krijgen van beleidsmakers, politici en het grote publiek.

"Het wordt moeilijk om de CO2-uitstoot met 80 procent te verminderen, en het koolstofvrij maken van meer dan 80 procent zal nog uitdagender zijn. Daarom is het belangrijk om zo rigoureus mogelijk te zijn in het uitstippelen van een weg naar dit doel, ' zei Tynan.

"Als we het hebben over het verminderen van de hoeveelheid koolstof in de atmosfeer - decarbonisatie - wordt steeds meer erkend dat een verscheidenheid aan benaderingen niet alleen slim is, maar noodzakelijk, " zei Victor, die ook co-directeur is van het Laboratory for International Law and Regulation aan de UC San Diego en medevoorzitter is van het Energy Security and Climate Initiative bij de Brookings Institution.

Dit soort brede energieportfolio omvat waarschijnlijk bio-energie, wind, zonne, hydro-elektrisch, kernenergie en koolstofafvang, zeggen de auteurs.

"We zijn gericht op het helpen van regeringen, gemeenschappen, bedrijven en samenlevingen verminderen de uitstoot van opwarmende gassen gezien de zeer reële technologische, bestaande economische en politieke beperkingen, "Zei Tynan. "Het is belangrijk voor beleidsmakers en het publiek om te begrijpen dat we nog aanzienlijke vooruitgang moeten boeken voordat we een realistische kans hebben om de vereiste emissiereducties op betrouwbare en kosteneffectieve wijze te bereiken."

Voor de PNAS studie, de auteurs identificeren veel technische uitdagingen om te evolueren naar een energiesysteem dat uitsluitend op wind is gebouwd, zonne- en waterkracht.

De auteurs pleiten ook voor het inzetten van nieuwe technologieën en innovatie, zoals geavanceerde energieopslag en nieuwe controlesystemen. Met ervaring, ze zeggen, een veel grotere rol voor hernieuwbare energie is mogelijk.

"Uiteindelijk hebben we het over het bereiken van nul - onze wereldwijde koolstofemissies op een niveau brengen dat de klimaatverandering onmiddellijk zal bestrijden. Dit is diepe decarbonisatie in de echte wereld, de wereldwijde uitstoot op grote schaal verminderen en toch voldoen aan de energiebehoeften van een groeiende, wereldbevolking, " zei Victor.