सही मिश्रण के साथ, ग्रिड जीवाश्म ईंधन के समान लागत और विश्वसनीयता के लिए पूरी तरह से अक्षय हो सकता है। पिक्साबे / विकिमीडिया कॉमन्स

में राष्ट्रीय प्रेस क्लब के लिए भाषण, प्रधान मंत्री मैल्कम टर्नबुल ने घोषणा की कि ऑस्ट्रेलिया की विद्युत प्रणाली के लिए प्रमुख आवश्यकताएं हैं कि यह सस्ती, विश्वसनीय होनी चाहिए, और राष्ट्रीय उत्सर्जन-कटौती लक्ष्यों को पूरा करने में मदद करने में सक्षम होना चाहिए। उन्होंने इस बात पर भी जोर दिया कि इन लक्ष्यों को आगे बढ़ाने के प्रयासों को "प्रौद्योगिकी अज्ञेयवादी" होना चाहिए - अर्थात्, सबसे अच्छा समाधान योग्यता के आधार पर चुना जाना चाहिए, चाहे वे जीवाश्म ईंधन, नवीकरणीय ऊर्जा या अन्य प्रौद्योगिकियों पर आधारित हों।

जैसा कि होता है, आधुनिक पवन, सौर फोटोवोल्टिक्स (पीवी) और ऑफ-रिवर पंप पनबिजली ऊर्जा भंडारण (PHES) वीर मान्यताओं के बिना इन आवश्यकताओं को पूरा कर सकते हैं, एक लागत पर जो जीवाश्म ईंधन बिजली स्टेशनों के साथ प्रतिस्पर्धात्मक है।

टर्नबुल और उनकी सरकार ने उच्च प्रणाली विश्वसनीयता का समर्थन करने के लिए ऊर्जा भंडारण की सही पहचान की है। पवन और सौर पीढ़ी के आंतरायिक स्रोत हैं, और जब हम सेकंड से लेकर हफ्तों तक समय की तराजू पर हवा और धूप का पूर्वानुमान लगाते हुए बेहतर होते जा रहे हैं, तब भी हवा और पीवी की उच्च पैठ की आपूर्ति और मांग के बीच सही संतुलन प्रदान करने के लिए भंडारण आवश्यक है।

एक बार बिजली उत्पादन का परिवर्तनशील अक्षय ऊर्जा घटक 50% से ऊपर हो जाने पर भंडारण महत्वपूर्ण हो जाता है। वर्तमान में ऑस्ट्रेलिया के बारे में नवीनीकरण से अपनी बिजली का 18% - बर्फीले पहाड़ों और तस्मानिया में पनबिजली, पवन ऊर्जा और छत पर स्थापित पीवी की बढ़ती संख्या।

इस बीच, दक्षिण ऑस्ट्रेलिया में अक्षय ऊर्जा पहले से ही 50% के आसपास है - ज्यादातर हवा और पीवी - और इसलिए इस राज्य में अब ग्रिड में ऊर्जा भंडारण को जोड़ने का एक संभावित आर्थिक अवसर है।

भंडारण को धक्का देना

इस क्षमता को महसूस करने में मदद करने के लिए, दक्षिण ऑस्ट्रेलिया और अन्य जगहों पर, स्वच्छ ऊर्जा वित्त निगम (CEFC) और ऑस्ट्रेलियाई अक्षय ऊर्जा एजेंसी (ARENA) सार्वजनिक धन का एक $ 20 मिलियन खर्च करेगा लचीली क्षमता और बड़े पैमाने पर ऊर्जा भंडारण परियोजनाओं में मदद करने पर पंप और पनबिजली और बैटरी सहित व्यावसायिक रूप से व्यवहार्य हो जाते हैं।

PHES का गठन दुनिया भर में बिजली के भंडारण का 97%। टेस्ला के पॉवरवॉल जैसे घरेलू भंडारण बैटरी के लिए खुदरा बाजार बढ़ रहा है, लेकिन बड़े पैमाने पर भंडारण बैटरी अभी भी PHES की तुलना में बहुत अधिक महंगी हैं। "ऑफ-रिवर" पंप वाले हाइड्रो का ऑस्ट्रेलिया और कई अन्य देशों में उज्ज्वल भविष्य है, क्योंकि वहाँ हैं बहुत सारे उपयुक्त स्थल.

पवन और पीवी नई कम-उत्सर्जन बिजली उत्पादन के मामले में भारी विजेता हैं क्योंकि वे विकल्पों से कम खर्च करते हैं। वास्तव में, पीवी और विंड ने 2015 और में स्थापित दुनिया की नई पीढ़ी की आधी क्षमता का गठन किया ऑस्ट्रेलिया में स्थापित लगभग सभी नई पीढ़ी की क्षमता.

हाल ही में, हमने 100% नवीकरणीय ऊर्जा परिदृश्य के लिए राष्ट्रीय विद्युत बाजार (NEM) का मॉडल तैयार किया। इस परिदृश्य में पवन और पी.वी. वार्षिक विद्युत का 90% प्रदान करते हैं, जिसमें मौजूदा हाइड्रो और बायोएनर्जी संतुलन प्रदान करते हैं। हमारे मॉडलिंग में, हम भविष्य की प्रौद्योगिकी विकास के बारे में वीरतापूर्ण धारणाओं से बचते हैं, केवल उस तकनीक को शामिल करके जो पहले से ही एक्सएनयूएमएक्स गीगावाट - अर्थात् हवा, पीवी और पीएचईएस से अधिक मात्रा में तैनात की गई है।

विश्वसनीय, अप-टू-डेट मूल्य निर्धारण इन प्रौद्योगिकियों के लिए उपलब्ध है, और हमारे लागत अनुमान उन मॉडल की तुलना में अधिक मजबूत हैं जो प्रौद्योगिकी तैनाती और लागत में कमी के अनुमानों का उपयोग करते हैं जो आज की वास्तविकता से बहुत अलग हैं।

हमारे मॉडलिंग में, हम 2006-10 के हर घंटे के लिए हवा, सूरज और मांग के लिए ऐतिहासिक डेटा का उपयोग करते हैं। नेटवर्क में पीवी और हवा का बहुत व्यापक वितरण विभिन्न मौसम प्रणालियों का लाभ उठाकर आपूर्ति की कमी को कम करता है। आपूर्ति और मांग के बीच ऊर्जा संतुलन पर्याप्त पीएचईएस, उच्च वोल्टेज संचरण क्षमता और अतिरिक्त हवा और पीवी क्षमता को जोड़कर बनाए रखा जाता है।

महंगी नौकरी नहीं

हमारे काम का मुख्य परिणाम यह है कि वार्षिक की बजाय प्रति घंटे की मांग के साथ नवीकरणीय ऊर्जा आपूर्ति को संतुलित करने की अतिरिक्त लागत, आधार मामूली है: एक $ 25-30 प्रति मेगावाट-घंटे (MWh)। महत्वपूर्ण रूप से, यह लागत एक ऊपरी बाध्य है, क्योंकि हमने इसके उपयोग में कोई तथ्य नहीं रखा है मांग प्रबन्धन या आपूर्ति और मांग को सुचारू करने के लिए बैटरी और भी अधिक।

क्या अधिक है, इस अनुमानित लागत का एक बड़ा हिस्सा कई सफल दिनों की अवधि से संबंधित होता है, जो कुछ दिनों के बाद केवल एक बार होती है। हम PHES जलाशयों को चार्ज करने, और इलेक्ट्रिक कारों में बैटरी के चार्जिंग समय का प्रबंधन करने के लिए अनुबंधित लोड शेडिंग, विरासत कोयला और गैस जनरेटर के सामयिक उपयोग के माध्यम से और अधिक कटौती कर सकते हैं।

ऑस्ट्रेलिया में प्रचलित 2016 की कीमतों का उपयोग करते हुए, हम अनुमान लगाते हैं कि 100% अक्षय ऊर्जा भविष्य में ऊर्जा की स्तरीय लागत, जिसमें प्रति घंटा संतुलन की लागत भी शामिल है, A $ 93 प्रति MWh है। हवा और पीवी की लागत में तेजी से गिरावट जारी है, और इसलिए 2020 के बाद यह कीमत AU $ 75 प्रति MW के आसपास रहने की संभावना है।

महत्वपूर्ण रूप से, यह ऑस्ट्रेलिया में एक नए सुपरक्रिटिकल ब्लैक कोल पावर स्टेशन के लिए अनुमानित अनुमानित आंकड़े के साथ तुलनीय है, जिसे यहां लिया गया है $ 80 प्रति MWh.

इस बीच, हवा, पीवी और पीएचईएस और मौजूदा हाइड्रो के आसपास विकसित एक प्रणाली आज के नेटवर्क के समान विश्वसनीयता प्रदान कर सकती है। PHES आज भी कई सेवाएं दे सकता है जो एक विश्वसनीय ऊर्जा प्रणाली को सक्षम बनाता है: उत्कृष्ट जड़त्वीय ऊर्जा, कताई आरक्षित, तेजी से शुरुआत, काली शुरुआत क्षमता, वोल्टेज विनियमन और आवृत्ति नियंत्रण।

उम्र बढ़ने की प्रणाली

ऑस्ट्रेलिया का जीवाश्म ईंधन बेड़े उम्र बढ़ने वाला है। एक अच्छा उदाहरण है 49-वर्षीय हेज़लवुड ब्राउन कोयला बिजली स्टेशन का लंबित बंद विक्टोरिया की लैट्रोब घाटी में। एक ऑस्ट्रेलिया सरकार को ACIL एलन की रिपोर्ट प्रत्येक पावर स्टेशन के तकनीकी जीवनकाल को सूचीबद्ध करता है, और दिखाता है कि ऑस्ट्रेलिया के जीवाश्म ईंधन उत्पादन क्षमता का दो तिहाई हिस्सा अगले दो दशकों में अपने तकनीकी जीवनकाल के अंत तक पहुंच जाएगा।

इन पौधों की जगह के लिए व्यावहारिक विकल्प जीवाश्म ईंधन (कोयला और गैस) या मौजूदा बड़े पैमाने पर नवीकरणीय (हवा और पीवी) हैं। नवीकरण पहले से ही आर्थिक रूप से प्रतिस्पर्धी हैं, और 2030 द्वारा स्पष्ट रूप से सस्ता होगा।

ऊर्जा से संबंधित ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन ऑस्ट्रेलिया के कुल के 84% के बारे में है। बिजली उत्पादन, भूमि परिवहन, और शहरी क्षेत्रों में हीटिंग में कुल उत्सर्जन का 55% शामिल है। इन तीन ऊर्जा कार्यों का नवीकरणीय ऊर्जा में रूपांतरण ऊर्जा प्रणाली के अन्य घटकों की तुलना में आसान है।

क्रमशः इलेक्ट्रिक वाहनों और हीट पंपों को तैनात करके परिवहन और शहरी हीटिंग को विद्युतीकृत किया जा सकता है। इलेक्ट्रिक हीट पंप हैं पहले से ही अंतरिक्ष और पानी के ताप बाजारों में प्राकृतिक गैस के लिए मजबूत प्रतिस्पर्धा प्रदान कर रहा है। महत्वपूर्ण रूप से, इन उपकरणों का वाहनों में बैटरी के रूप में बड़े पैमाने पर भंडारण होता है, और थर्मल जड़ता पानी और इमारतों में। इन प्रौद्योगिकी परिवर्तनों को अच्छी तरह से एकीकृत करने से बिजली की कीमतों को और कम करने में मदद मिलेगी।

तो हवा, पीवी और PHES मिलकर वर्तमान बिजली व्यवस्था से मेल खाने के लिए विश्वसनीयता और सामर्थ्य प्राप्त करते हैं। इसके अलावा, वे कम लागत पर उत्सर्जन में गहरी कटौती की सुविधा प्रदान करते हैं जो ऑस्ट्रेलिया के बहुत परे जा सकते हैं मौजूदा जलवायु लक्ष्य.

लेखक के बारे में

एंड्रयू ब्लैकर्स, इंजीनियरिंग के प्रोफेसर, ऑस्ट्रेलियाई नेशनल यूनिवर्सिटी; बिन लू, पीएचडी उम्मीदवार, ऑस्ट्रेलियाई नेशनल यूनिवर्सिटी, और मैथ्यू स्टॉक्स, रिसर्च फेलो, एएनयू कॉलेज ऑफ इंजीनियरिंग और कंप्यूटर साइंस, ऑस्ट्रेलियाई नेशनल यूनिवर्सिटी

इस लेख से पुन: प्रकाशित किया गया है वार्तालाप क्रिएटिव कॉमन्स लाइसेंस के तहत। को पढ़िए मूल लेख.

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