Необхідність скорочення викидів в енергетичному секторі мотивувала використання гідро-, сонячної та вітрової енергії та розвиток більш ефективних будівель, які споживають менше енергії. І ці рішення справді є трохи зменшено світові викиди енергії на душу населення. Але як тільки відновлювані джерела енергії стануть домінуючими, вся концепція "енергоефективності" стане застарілою.
Простіше кажучи, енергоефективність - це кількість енергії, яка використовується для виробництва такої послуги, як тепло, транспорт або розваги. На практиці, особливо коли застосовується до будівель та міст, ця мета означає "зменшення споживання енергії в усі часи".
Така стратегія має сенс, коли енергія здебільшого виробляється з вуглекислого викопного палива, в електростанціях, які легко включаються та вимикаються, коли попит коливається. Є просте і пряме посилання: якщо ви будете використовувати менше енергії, менше вугілля чи газу буде спалено, і менше викидів вуглецю.
Але поновлювана енергія змінює речі. Вітер і сонце є вільними і майже нескінченними, і тому кожна додаткова одиниця виробленої енергії є не тільки чистою, але і по суті безкоштовно. З невеликим недоліком використання більшої кількості електроенергії, коли вона доступна, нам потрібно буде переглянути енергоефективність.
Чи менше завжди більше?
Суть проблеми полягає в необхідності збалансувати попит та пропозицію. В електроенергетичних системах вони повинні бути рівномірно узгоджені, або система розвалиться, залишаючи всіх без енергії. Це не є великою проблемою, коли більшість поколінь контролюється і може реагувати на зміни балансу попиту / пропозиції, наприклад, якщо у великого генератора раптом виникли проблеми або якщо Люди 26m усі ставлять чайник якось.
Картина зовсім інша, коли електроенергія в основному відновлюється. У цей момент відбудуться більші і частіші зміни в поколінні в останню хвилину, можливо, внаслідок зміни кількості сонячного світла або вітру. Оскільки турбіни та сонячні батареї значною мірою витіснять традиційні електростанції, буде менше керованих генераторів, щоб збалансувати попит та пропозицію (турбіни та панелі, звичайно, можуть бути відключені, але вітер та сонце не можуть бути включені). Насправді, деякі електростанції працюватимуть лише задля врівноваження системи.
У цьому контексті, що відбувається, коли є надлишок? Не завжди вдасться зменшити вихід керованих (переважно викопних) генераторів, або тому, що вони не можуть реагувати досить швидко, або тому, що їм потрібно залишатися в мережі, щоб допомогти збалансувати систему в найближчому майбутньому. Зберігати частину надлишкової електроенергії в акумуляторі можливо для подальшого використання, але батареї все ще дуже дорогі. Ми далеко не маємо достатньо місця для того, щоб це стало реалістичним варіантом. Якщо більше енергії буде вироблено, ніж використана, чиста та дешева електроенергія може втратити свої витрати.
Це питання часу
Час є ключовим. Якщо люди зосереджені на тому, щоб мінімізувати кількість електроенергії, яку вони споживають у будь-який час, вони, нарешті, втратять переваги використання чистої та дешевої відновлюваної енергії для прання, попереднього нагрівання будинків, зарядки автомобілів чи інших послуг, що гнучкі за часом. Вони могли навіть переходити з газового на електричне опалення в часи, коли більшість електроенергії поновлюється, що може збільшити споживання електроенергії, але зменшить загальні витрати на енергію та викиди.
Споживання в ідеалі було б зменшено в часи, коли це означало б відключення генераторів викопного палива, а не вітрових або сонячних електростанцій. Адже клієнти вже є платили використовувати більше електроенергії в періоди високого надлишку відновлюваної енергії. Ці схеми „відповіді на попит”, коли гнучкі споживачі отримують перевагу від зміни свого споживання (а не просто зменшення), є ефективним способом роблять енергію дешевшою та чистішою.
Місцезнаходження має значення
Час зменшення споживання електроенергії має значення, але це залежить і від місця розташування. Звичайно, електроенергія рідко використовується поруч з тим, де вона вироблялася, і мережа, яка зв'язує їх, може стати насиченою - особливо в періоди великого попиту або надлишкової генерації. У цих точках вузькі місця можуть перешкоджати транспортуванню великих споживачів в одній частині мережі до споживачів в іншій. Цей попит замість цього може бути задоволений електроенергією з викопних палив, тоді як відновлювальні генератори будуть зменшені. Це в кінцевому рахунку може збільшити витрати для платників рахунків.
Всім, хто хоче побачити більш чисту, дешеву енергетичну систему, потрібно буде переглянути «енергоефективність», щоб врахувати важливість термінів та місця. Пам’ятайте, що використання меншої кількості електроенергії економить більше грошей та викидів у певний час доби та в деяких місцях порівняно з іншими. Хоча це може бути контр-інтуїтивно зрозумілим, але в часи та місця, коли відновлювану генерацію в іншому випадку можна було б зменшити, насправді бажано використовувати більше електроенергії.
про автора
Микола Гуд, науковий співробітник, Електрична енергетика та енергетичні системи, Університет Манчестера та Едуардо Мартінес Чезенья, науковий співробітник, Електрична енергетика та енергетичні системи, Університет Манчестера
Ця стаття була спочатку опублікована на Бесіда. Читати оригінал статті.
Суміжні книги
