الطاقة والبيئة

الطاقة المتجددة: مغالطة طاقة الحمل الأساسي

الطاقة المتجددة: مغالطة طاقة الحمل الأساسي


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

يعد توفير طاقة التحميل الأساسي من مصادر متجددة لزيادة الطاقة المتجددة أمرًا صعبًا ولكن يمكن تحقيقه. هذه هي الطريقة.

من الانتقادات الشائعة للطاقة المتجددة أنها تتطلب طاقة احتياطية من تقنيات الطاقة التقليدية القائمة على الوقود الأحفوري مثل الغاز الطبيعي لأنها متقطعة. سأل ناقد حديث نشر تعليقًا على مقال آخر عن هندسة مثيرة للاهتمام كيف يمكن للمملكة المتحدة تغطية الطلب الأساسي في الشتاء ، مستشهداً برقم يبلغ حوالي 32 جيجاوات ويبلغ الطلب في الذروة حوالي 47 جيجاوات ، عندما لا تهب الرياح وتكون الشمس مشرقة. مشرقة.

بادئ ذي بدء ، يعتمد هذا الافتراض على عدد من المغالطات ، أحدها أننا لدينا بالفعل نظام طاقة موثوق به تمامًا. في الواقع ، لا نفعل ذلك لسبب بسيط وهو عدم وجود شيء من هذا القبيل. علاوة على ذلك ، يمكن لبعض تقنيات الطاقة المتجددة ، مثل الغاز الحيوي والطاقة الحرارية الأرضية ، بالفعل توفير طاقة التحميل الأساسي بالفعل.

تجربة ألمانيا

Malte Jansen هو خبير في الطاقة يعمل مع معهد فراونهوفر الألماني. تحدث السيد يانسن في حدث في يوليو من هذا العام نظمته وحدة استخبارات الطاقة والمناخ (ECIU) ، وهي منظمة غير ربحية تدعم النقاش المستنير حول قضايا الطاقة والمناخ في المملكة المتحدة. يدير Jansen مشروعًا في ألمانيا يسمى Kombikraftwerk الذي يصوغ تنفيذ شبكة طاقة متجددة بنسبة 100٪. في هذا السيناريو الألماني ، أهم المولدات المتجددة هي الرياح والطاقة الشمسية والكتلة الحيوية. يُفترض أن أهم أشكال تخزين الطاقة هو تحويل الكهرباء المتجددة إلى غاز الميثان ، جنبًا إلى جنب مع محطات تخزين الطاقة التي يتم ضخها والبطاريات والطاقة إلى غاز. يمكن لمحطات الطاقة الحرارية المركزية اللامركزية ومحطات الطاقة المركزية بالغاز التي تستخدم الغاز الحيوي (الميثان) تحويل الغاز الحيوي إلى كهرباء وبالتالي تعمل كمحطات طاقة احتياطية للأوقات التي يكون فيها القليل من الرياح أو أشعة الشمس. في ساعة ذات حمولة عالية ، مع توليد قليل من الرياح والطاقة الشمسية ، تولد محطات طاقة الميثان قيمة قصوى تبلغ 43 جيجاواط.

تم تصميم آليتين مختلفتين لتثبيت التردد. يتعلق أحد هذه الأسباب بتغيير التردد الرئيسي قصير المدى الناتج عن عطل مفاجئ لمولد كبير. في هذه الحالة ، يتم أخذ الطاقة المفقودة من الكتل الدوارة لمحطات الطاقة الحرارية والكهرومائية. بعد آلية التثبيت السلبي هذه ، تأتي قوة الموازنة الأولية من محطات الطاقة المقصودة ، والتي يتم توفيرها في غضون ثوانٍ قليلة. توفر هذه المزيد من الطاقة وبالتالي استقرار التردد مرة أخرى. ومع ذلك ، إذا ظلت فترة التوفير الكامل لطاقة الموازنة عند 30 ثانية ، فإن التردد بعد هذا الفشل يكون منخفضًا جدًا لتغذية الطاقة المتجددة العالية ، نظرًا لأن محطات طاقة الرياح والطاقة الشمسية لا يمكنها توفير كتلة دوارة للشبكة. لهذا السبب ، يحاكي النموذج أوقات رد فعل أسرع بكثير للنظام الذي يشتمل على الطاقة الشمسية وطاقة الرياح والطاقة للغاز والبطاريات ، وبالتالي حل المشكلة.

مثل هذا السحب السريع من هذه الأنظمة ممكن بالفعل ، مما يسمح لمصادر الطاقة المتجددة بالتعويض عن نقص الكتلة الدوارة. يتطلب النظام سعات تخزين كبيرة للإمداد الكامل ويجب ربط الأنظمة اللامركزية المختلفة من أجل التعويض عن تقلبات التردد والجهد المحلي.

كما أجريت اختبارات ميدانية إلى جانب عمليات المحاكاة لإثبات قدرة مثل هذا النظام على توفير احتياطي التحكم. يمكن دمج أنظمة الطاقة المتجددة المختلفة - الرياح ، والطاقة الشمسية ، والكتلة الحيوية ، والطاقة الحرارية الأرضية ، والطاقة المائية ، وتخزين الطاقة ومحطات الطاقة الاحتياطية - لتشكيل محطة طاقة افتراضية لا يمكنها توليد الكهرباء فحسب ، بل توفر أيضًا طاقة موازنة. يعتبر التوازن الجغرافي فيما يتعلق بطاقة الرياح ميزة رئيسية ، حيث نادرًا ما يكون هناك موقف عندما "لا توجد رياح في أي مكان". لذلك يجب ربط مزارع الرياح في مختلف المناطق. علاوة على ذلك ، فإن التنبؤ بالطقس للمناطق الأكبر أكثر دقة. إن التنبؤ المستخدم للتنبؤ بالطاقة المولدة من أنظمة طاقة الرياح والطاقة الشمسية يتحسن باطراد وهذا يعني أن الطاقة من هذه الأنظمة أصبحت أكثر قابلية للتنبؤ ، وبالتالي تمكينها من المساهمة في استقرار التردد.

المشكلة الرئيسية في الوقت الحالي هي أن الشروط الإطارية لسوق التوازن تمنع مصادر الطاقة المتجددة من تقديم هذه الخدمات. وهذا يعني أن تحويل نظام الطاقة الذي يتم تنفيذه بالفعل يجب أن يشمل أيضًا توازن السوق ، وإتاحة الفرص لمصادر الطاقة المتجددة للمشاركة. يمكن تحقيق ذلك من خلال توفير فترات إعلان ومدد أقصر لإعلان المناقصات. سيسمح هذا أيضًا لأنظمة الطاقة المتجددة القائمة على تحويل الغاز المتجدد إلى كهرباء للوصول إلى السوق.

يوضح المدير ريتشارد بلاك على موقع ECIU: "عندما يتجاوز الطلب العرض ، يتم تقليل الطلب غير الضروري وتنشيط أنظمة التخزين الاحتياطية". عندما يتجاوز العرض الطلب ، تُستخدم الطاقة الاحتياطية لأشياء مثل إنتاج الهيدروجين لاستخدامه لاحقًا أو للتدفئة ، أو يتم تصديرها. يتم وضع الحل الدقيق لأي حالة معينة إلى حد كبير من قبل السوق: طاقة الرياح والطاقة الشمسية لها الأسبقية عند التوليد لأنها تنتج كهرباء مجانية بشكل أساسي ، وتأتي تدابير جانب العرض أو الطلب الأخرى اعتمادًا على السعر. التكنولوجيا الذكية تزين عجلات صنع القرار ".

"لكن الرياح لا تهب والشمس لا تشرق طوال الوقت"

"بالتأكيد" يقول ريتشارد بلاك ، "ولكن لا يوجد طلب ذروة طوال الوقت أيضًا ، ولهذا السبب يطلق عليه" ذروة "الطلب".

من أجل إنجاح هذا العمل ، يجب أن تكون الشبكة مرنة. بعبارة أخرى ، يجب تعديله حتى يكون قابلاً للتكيف مع أنظمة الطاقة المتجددة الجديدة القادمة. وفقًا لمتحدث آخر في وحدة التحكم الإلكترونية ، أستاذة جامعة إكستر كاثرين ميتشل ، يجب تقليل الطلب الإجمالي من خلال جعل استخدام الطاقة أكثر كفاءة. ثم يجب نقل حمولة الذروة إلى أوقات أخرى من اليوم ، باستخدام تخزين الطاقة. أخيرًا ، يجب أن تكون هناك مرونة على المدى القصير من أجل اللحاق بالتقلبات العشوائية.

استخدام الغاز الحيوي لتوليد الكهرباء

حل آخر هو حرق الغاز الحيوي. يمكن إنتاج ذلك من خلال الهضم اللاهوائي من المزارع ومن معالجة مخلفات الطعام ، وهي مشكلة كبيرة في العديد من البلدان ، حيث يتم التخلص من الكثير منها حاليًا في مكب النفايات. يمكن تخزين الغاز تحت الأرض. لسوء الحظ ، فإن قطاع AD في المملكة المتحدة أقل تطوراً بكثير من ألمانيا في الوقت الحاضر ، ولكن عند الفحص الدقيق ، فإنه يمتلك بالفعل إمكانات هائلة.

وفقًا لجمعية الهضم اللاهوائي والمصادر الحيوية (ADBA) ، يمكن للغاز الحيوي من محطات الهضم اللاهوائي (AD) تلبية ما يصل إلى 30 في المائة من الغاز المحلي أو الطلب على الكهرباء في المملكة المتحدة أو ما يزيد عن 80 تيراوات ساعة (تيراوات ساعة). في عام 2014 ، وفقًا لتقرير صادر عن المكتب البرلماني للعلوم والتكنولوجيا (POST) ، يمثل الغاز الحيوي 7 في المائة من إمدادات الغاز الأصلية في المملكة المتحدة ، والتي توفرها مصانع AD وغاز مكبات النفايات. أظهرت الأرقام أن قطاع AD في اسكتلندا يمكن أن ينمو بنسبة 200 في المائة خلال العامين المقبلين بينما أدى الغاز الحيوي الذي ينتجه قطاع الزراعة في المملكة المتحدة إلى زيادة بنسبة 40 في المائة في الكهرباء من الغاز الحيوي. وفقًا لمستشاري الاقتصاد الحيوي في المملكة المتحدة NNFCC على بوابة AD الخاصة بهم ، يمكن أن يولد طن واحد من نفايات الطعام حوالي 300 كيلووات ساعة من الطاقة. تعتقد جمعية الطاقة المتجددة (REA) أنه إذا كانت كل النفايات الغذائية المحلية في المملكة المتحدة ، يمكن أن تولد ما يكفي من الكهرباء لـ 350.000 أسرة.

الاحتمال الآخر هو الغاز الحيوي من براز الإنسان. أصدرت الأمم المتحدة للتو تقريرًا يزعم أن الغاز الحيوي الناتج عن النفايات البشرية ، على مستوى العالم ، يمكن أن يوفر الكهرباء لـ 138 مليون أسرة.

موصلات

هناك أيضًا خيار استيراد الطاقة المتجددة من الخارج عبر الموصلات البينية ، وكابلات HVDC تحت سطح البحر ، من أماكن مثل الدنمارك وألمانيا والنرويج. تمتلك المملكة المتحدة بالفعل مثل هذه الوصلات البينية من أيرلندا وفرنسا وهولندا ، وقد بدأت التحركات لتطوير رابط بين المملكة المتحدة والنرويج بموجب اتفاقية في مايو من هذا العام. علاوة على ذلك ، يتقدم الاتحاد الأوروبي بسرعة في خططه لتطوير اتحاد طاقة على مستوى أوروبا. إذا كان هذا ناجحًا ، فستتقدم أوروبا ككل أكثر نحو هدف توفير الكهرباء المتجددة بنسبة 100 في المائة ، وإسكات النقاد.

خاتمة

هناك العديد من التقارير الموجودة والتي تتطرق بالفعل إلى التفاصيل الدقيقة لكيفية تشغيل البلدان حول العالم بالكامل أو تقريبًا بالكامل على الطاقة المتجددة بحلول عام 2050. على سبيل المثال ، في وقت سابق من هذا العام ، كلفت منظمة السلام الأخضر Greenpeace في وقت سابق من هذا العام بدراسة هذا السؤال باعتباره تنطبق على المملكة المتحدة ووجدت أن البلاد يمكن أن تصل إلى 90 في المائة من توفير الطاقة المتجددة ، بما في ذلك أكثر من 80 في المائة من الكهرباء من الرياح والشمس والمد والجزر.

لذا فإن قوة العبء الأساسي ليست قضية على الإطلاق في الواقع ، بالنظر إلى الإرادة السياسية لتحقيقها. وبالتالي فإن المشكلة الحقيقية هي جميع أصحاب المصالح الراسخين الذين يريدون التمسك بنظام طاقة قديم وقذر يعمل بالوقود الأحفوري ، على الرغم من حقيقة أن هذه الطريقة التي عفا عليها الزمن في القيام بالأشياء تعرض الأرض نفسها وكل شيء يعيش عليها للخطر.


شاهد الفيديو: حقيقة الطاقة المتجددة (قد 2022).