कैसे एक सभी अक्षय इलेक्ट्रिक ग्रिड है

कैसे एक सभी अक्षय इलेक्ट्रिक ग्रिड है
एक ऑल-रिन्यूएबल ग्रिड का मतलब होगा ज्यादा बिजली और ज्यादा ट्रांसमिशन लाइन। रस एलिसन लोअर / फ़्लिकर, सीसी द्वारा नेकां एन डी

का मुख्य समाधान जलवायु परिवर्तन अच्छी तरह से जाना जाता है - जीवाश्म ईंधन जलना बंद करो। यह कैसे करना अधिक जटिल है, लेकिन एक विद्वान के रूप में जो ऊर्जा मॉडलिंग करता है, मैं और अन्य लोग भविष्य के बाद के ईंधन की रूपरेखा देखते हैं: हम अक्षय स्रोतों के साथ बिजली बनाते हैं और लगभग हर चीज का विद्युतीकरण करते हैं.

इसका मतलब है कि बिजली से चलने वाली गाड़ियाँ और गाड़ियाँ, बिजली से चलने वाली इमारतें गर्मी पंपों, विद्युतीकरण औद्योगिक अनुप्रयोगों जैसे स्टील उत्पादन और नवीकरणीय बिजली का उपयोग करना हाइड्रोजनीकरण (प्राकृतिक गैस के समान) अन्य आवश्यकताओं के लिए। इसलिए नवीकरणीय स्रोतों के साथ विद्युत ग्रिड को चालू करने पर ध्यान केंद्रित किया गया है।

हालाँकि, इस बारे में बहस जारी है कि क्या पूरी तरह से नवीकरणीय बिजली व्यवस्था है संभव तथा कैसे इतनी जल्दी संक्रमण बनाया जा सकता है। यहां मेरा तर्क है कि व्यवहार्यता स्पष्ट है, इसलिए केवल संक्रमण प्रश्न प्रासंगिक है।

ज्ञात तकनीकें

कैसे एक सभी अक्षय बिजली ग्रिड है करने के लिए एक सभी अक्षय बिजली ग्रिड है
टेक्सास में एक पवन खेत। टेक्सास 15 में पवन से लगभग 2017% बिजली मिलती है।
Draxis / फ़्लिकर, सीसी द्वारा एनडी

मेरा शोध इस पर केंद्रित है अक्षय ऊर्जा का अर्थशास्त्र। अक्षय ऊर्जा प्रणालियों की व्यवहार्यता और अनुमानित लागत का प्रदर्शन करने के लिए, शोधकर्ता कंप्यूटर मॉडल का उपयोग करते हैं जो बदलते समय के आधार पर प्रत्येक बिंदु पर विभिन्न प्रौद्योगिकियों से संभावित उत्पादन की गणना करते हैं। एक मॉडल से पता चलता है कि बिजली के स्रोतों और ऊर्जा भंडारण प्रणालियों के संयोजन में सबसे कम लागत है, जबकि हमेशा मांग की पूर्ति होती है।

कई अध्ययन प्रदर्शित करता है कि पूरी तरह से अक्षय बिजली ग्रिड में संभव हैं संयुक्त राज्य अमेरिका, यूरोप, ऑस्ट्रेलिया और कहीं और। मेरे सहयोगियों और मैंने हाल ही में द्वीप-राष्ट्र पर एक छोटे पैमाने पर अध्ययन पूरा किया है मॉरीशस. द्वीप आकर्षक हैं अपने छोटे पैमाने पर, सापेक्ष ईंधन के कारण और आयातित ईंधन पर निर्भरता के कारण प्रारंभिक नवीकरणीय संक्रमण के लिए स्थान।

के एक नंबर रहे हैं नवीकरणीय बिजली बनाने के तरीके: हाइड्रो, पवन, सौर फोटोवोल्टिक, भूतापीय और बायोमास (संयंत्र पदार्थ) के विभिन्न रूपों को जलाने के अलावा दक्षता में सुधार कम ऊर्जा का उपयोग करने के लिए ये ज्ञात लागतों के साथ परिपक्व प्रौद्योगिकियां हैं।

अन्य संभावनाओं में शामिल हैं लहर, ज्वार तथा सौर ऊर्जा को केंद्रित करना, जहां परावर्तक बिजली पैदा करने के लिए सौर किरणों पर ध्यान केंद्रित करते हैं। हालांकि इनका उपयोग भविष्य में किया जा सकता है, जलवायु परिवर्तन को संबोधित करने की आवश्यकता तत्काल है, और मेरे अनुमान में, परिपक्व प्रौद्योगिकियां पर्याप्त हैं।

पर राय परमाणु ऊर्जा मजबूत चलना, जो एक और बातचीत है। लेकिन मॉडल बताते हैं कि संयुक्त राज्य अमेरिका को जीवाश्म ईंधन को रिटायर करने के लिए परमाणु ऊर्जा की आवश्यकता नहीं है।

भविष्य का ग्रिड

नवीकरणीय ऊर्जा प्रणाली स्थान-विशिष्ट हैं: सबसे अच्छी प्रणाली एक स्थान के संसाधनों पर निर्भर करती है (क्या यह हवा है?), इसका अस्थायी पैटर्न (कितनी बार यह हवा नहीं है?) और पूरक स्रोतों की उपलब्धता (क्या बैकअप के लिए जलविद्युत है?)। इस स्थान की संवेदनशीलता के बावजूद, विषम स्थानों में अध्ययन समान परिणाम पा रहे हैं।

अक्षय स्रोतों की विविधता होने से लागत कम हो सकती है। विशेष रूप से, सौर और पवन हैं पूरक यदि धूप का मौसम हवा का मौसम नहीं है; मॉडल पाते हैं कि दोनों का संयोजन आमतौर पर या तो अकेले की तुलना में कम महंगा है।

अधिकांश प्रौद्योगिकियों के लिए, बड़े पैमाने पर लागत कम कर देता है। उदाहरण के लिए, संयुक्त राज्य अमेरिका में, बड़े पैमाने पर सौर खेतों आवासीय रूफटॉप प्रणालियों की तुलना में 1,000 गुना अधिक और लगभग आधी लागत हो सकती है। लागत को कम करने के लिए, हम बड़े सिस्टम का निर्माण करते हैं।

कैसे एक सभी अक्षय बिजली ग्रिड है करने के लिए एक सभी अक्षय बिजली ग्रिड है
कैलिफोर्निया में मोजावे रेगिस्तान में बड़े पैमाने पर अक्षय ऊर्जा परियोजनाओं, जैसे कि 550-megawatt सौर संयंत्र का निर्माण करना, उत्पादित ऊर्जा की कम लागत की ओर जाता है।
अमेरिकी आंतरिक विभाग, सीसी द्वारा एसए

क्योंकि सौर और पवन की स्थिति परिदृश्य, प्रणाली में भिन्न होती है उत्पादन क्षेत्र बढ़ने पर लागत में गिरावट आती है, तो वहाँ एक होने की जरूरत है मजबूत बिजली ग्रिड उन जगहों से बिजली ले जाना जहाँ माँग के स्थानों पर आपूर्ति हो। हमें परिवहन जैसे अनुप्रयोगों के लिए अधिक बिजली की आवश्यकता है जो वर्तमान में जीवाश्म ईंधन का उपयोग करते हैं। इसका मतलब है कि ग्रिड को विकसित होना चाहिए।

अध्ययन से पता चलता है कि चर अक्षय ऊर्जा के साथ एक इलेक्ट्रिक ग्रिड चलाना होगा उपयोग नहीं करना, या डंपिंग, कुछ ऊर्जा शामिल हैं कभी-कभी, एक रणनीति जो हमेशा अधिशेष ऊर्जा को संग्रहीत करने की तुलना में लागत को कम करती है।

फिर भी, किसी न किसी रूप में बिजली का भंडारण जरूरत है। छोटी अवधि के उतार-चढ़ाव को सुचारू करने के लिए बैटरियां अच्छी तरह से काम करती हैं, लेकिन कई घंटों या दिनों के लिए ऊर्जा भंडारण के लिए, पंप पनबिजली भंडारण कम खर्चीला है। पंप किए गए हाइड्रो पानी को ऊपर की ओर पंप करने के लिए ग्रिड में किसी भी अतिरिक्त ऊर्जा का उपयोग करते हैं, और जब ऊर्जा की आवश्यकता होती है, तो पानी टरबाइन में बिजली उत्पन्न करने के लिए वापस नीचे चला जाता है। संयुक्त राज्य अमेरिका के कुछ मौजूदा उदाहरण हैं और कई संभव स्थानों। ग्रिड विस्तार के साथ, भंडारण उपयोगकर्ताओं से दूरी पर स्थित हो सकता है।

पनबिजली और बायोमास बिजली की मांग पर उपलब्ध हैं, इसलिए एक नवीकरणीय बिजली ग्रिड में इन होने से ऊर्जा भंडारण की जरूरत कम हो जाती है और लागत कम हो जाती है। दोनों के पर्यावरणीय प्रभाव हैं जिन्हें प्रबंधित किया जाना चाहिए।

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अमेरिकी ऊर्जा सूचना प्रशासन, सीसी द्वारा

हाइड्रोपावर स्थानीय पारिस्थितिकी प्रणालियों को बदल सकता है। जलता हुआ बायोमास कार्बन डाइऑक्साइड का उत्सर्जन करता है, लेकिन मैंने एक अध्ययन पर काम किया है जो बायोमास उत्सर्जन को दर्शाता है प्रतिवर्ती हैं और जीवाश्म-ईंधन उत्सर्जन के लिए स्पष्ट रूप से कार्बन-बेहतर हैं। स्थिरता बायोमास क्षेत्रों और जंगलों के प्रबंधन पर भी निर्भर करती है; इस पर मानव ट्रैक रिकॉर्ड तारकीय नहीं रहा है.

अक्षय ऊर्जा प्रणालियों के लिए भूमि की आवश्यकता होती है। ए अमेरिका का अध्ययन दिखाता है कि पवन, पानी और सौर से सभी बिजली की आपूर्ति करने के लिए भूमि क्षेत्र के 0.42%, पवन टर्बाइनों के बीच की जगह के लिए 1.6% भूमि क्षेत्र की आवश्यकता होगी। बायोमास ऊर्जा को पवन या सौर की तुलना में बहुत अधिक भूमि की आवश्यकता होती है, इसलिए बायोमास अक्षय ऊर्जा समाधान का एक छोटा हिस्सा होना चाहिए।

वास्तविक अवरोध राजनीतिक और सांस्कृतिक हैं

संबद्ध विद्युतीकरण के साथ भविष्य में अक्षय बिजली ग्रिड हो सकता है या नहीं ऊर्जा लागत को कम करना। लेकिन जलवायु परिवर्तन के सबसे बुरे प्रभावों से बचने का मतलब जीवाश्म ईंधन को छोड़ना है, भले ही इससे पैसे की बचत हो या न हो। फिर भी, नवीकरणीय संक्रमण कम खर्चीला होने पर तेज और राजनीतिक रूप से आसान हो जाएगा।

In मॉरीशस, हमारे अध्ययन में अक्षय ऊर्जा के लिए मौजूदा पूंजीगत लागत के आधार पर अक्षय बिजली की लागतों को वहां मौजूद लागतों के समान होना चाहिए। कुछ अध्ययन भविष्य के नवीकरणीय बिजली के लिए वर्तमान जीवाश्म-ईंधन लागत की तुलना में कम होने की संभावना भी पाते हैं, संभावित घटना में कि लागत गिरती है क्योंकि हम अधिक अक्षय ऊर्जा प्रणालियों का निर्माण करते हैं और इसे करने में बेहतर होते हैं।

और वह यह है, एक तकनीकी दृष्टिकोण से। नवीकरणीय स्रोतों और ऊर्जा भंडारण का एक संयोजन - स्थानीय परिस्थितियों और वरीयताओं के आधार पर विशिष्ट संयोजन - सस्ती कीमत पर आवश्यक सभी बिजली की आपूर्ति कर सकता है, और वायु प्रदूषण को बूट करने के लिए कम करेगा।

लेकिन नवीकरणीय ऊर्जा में परिवर्तन करने के लिए सरकारी नीतियों की आवश्यकता है। जलवायु परिवर्तन एक बाहरी लागत है - ऊर्जा उत्पादकों के बजाय समाज द्वारा वहन किया जाता है - इसलिए बाजार की ताकत अकेले संक्रमण नहीं करेगी। कार्बन पर कीमत लगाने के अलावा (शायद साथ में) लाभांश जनता को वापस मिल गया), सरकार आवश्यक बुनियादी ढांचे के निर्माण को आसान बना सकती है। और जनता के समर्थन की जरूरत है: उदाहरण के लिए, हवा के बड़े मैदानों से शहर के केंद्रों तक बिजली ले जाने के लिए ट्रांसमिशन लाइनों की सार्वजनिक स्वीकृति एक सर्व-नवीकरणीय ग्रिड के लिए एक और चुनौती है।

ऊर्जा प्रणाली को बदलने के पैमाने पर एक परियोजना होगी रोजगार के अवसर पैदा - कई नौकरियां - जो शायद नागरिकता के लिए सबसे अधिक महत्व का आर्थिक उपाय है।

मेरे और अन्य लोगों के शोध से पता चलता है कि पूरी तरह से अक्षय विद्युत ग्रिड वर्तमान कीमतों पर वर्तमान तकनीक के साथ संभव हैं; नवीकरणीय बिजली का उपयोग करने में बाधाएं तकनीकी या आर्थिक से अधिक राजनीतिक और सांस्कृतिक हैं।

लेखक के बारे में

डेविड टिम्मोंस, अर्थशास्त्र के एसोसिएट प्रोफेसर, मैसाचुसेट्स बोस्टन विश्वविद्यालय

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

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