Мы находимся в 2019 году, с более чем 100 городами США и 140 крупными корпорациями, которые поставили цели на 100% чистые, безуглеродные и / или возобновляемые источники энергии. В нескольких штатах новые губернаторы проводили кампанию за достижение 100-процентной возобновляемой энергии, а представители Конгресса прибыли в Вашингтон, готовясь принять единодушное национальное предложение. Вот как выглядела эта компания — понимая мрачные последствия не немедленного реагирования на климатический кризис. Некоторые утверждают, что 100-процентная чистая энергия не является правильной целью, так как последние пять-двадцать процентов будет трудно достичь. Но даже получение 80% чистой энергии — это грандиозный шаг по сравнению с тем, что мы имеем сегодня. Вопрос заключается в следующем: что на самом деле должно произойти, чтобы получить отсюда туда, и какие выгоды принесет такой переход?
Чтобы избежать долговременных и необратимых изменений в земных экосистемах, здоровье человека и благополучии, Межправительственная группа ООН по изменению климата говорит, что чистые выбросы углекислого газа, вызванные деятельностью человека, к 2030 году должны сократиться на 45 процентов в глобальном масштабе по сравнению с уровнями 2010 года, достижение «чистого нуля» примерно к 2050 году. Чтобы добиться такого резкого сокращения выбросов углерода, мы должны одновременно снизить спрос на энергию — путем повышения общей эффективности домов, зданий и транспортных секторов — и обеспечить достаточное количество возобновляемой и другой не содержащей углерода энергии для удовлетворения оставшихся потребностей. потребность.
По данным Агентства энергетической информации США (EIA), в 2017 году только 18 процентов всей выработки электроэнергии в США приходилось на возобновляемые источники. В США, штаты различаются по типам и пропорциям возобновляемых источников, у кого то больше у кого то меньше, что это стало уже похоже на игру. Во всех штатах энергоэффективность является важнейшим энергетическим ресурсом. В то же время, стали применять хранилище ЭЭ по типу ИБП для городов и штатов, что позволяет более упорядоченную интеграцию прерываемых возобновляемых источников энергии, таких как солнце и ветер — как мы знаем, солнце не всегда светит, а ветер не всегда дует, даже в Техасе и Средне-западные штаты, которые получают до трети своей электроэнергии от энергии ветра.
Вот и стимул развития этого направления. В дополнение к спросу на электроэнергию по обычным сценариям, на горизонте есть потенциал для резкого увеличения общего потребления электроэнергии в результате электрификации существующих систем, которые в настоящее время работают на ископаемом топливе, включая транспортные средства, отопление помещений и водоснабжение, а также промышленные применения. По оценкам Научно-исследовательского института электроэнергии, при эффективном сценарии электрификации, основанном на технологических изменениях, выборе потребителей и политике, потребление электроэнергии увеличится на колоссальные 49 процентов в течение следующих 30 лет!
Можно обсудить детали различных сценариев чистой энергии. Но совершенно очевидно, что для достижения целей по обеспечению экологически чистой энергии на 80-100% и удовлетворения прогнозируемого спроса на электроэнергию, включая значительно большее количество электромобилей, необходимо ускорить переход к повышению энергоэффективности, возобновляемой энергии и накоплению энергии — как в искусственной среде, так и в основном новом строительстве — наряду с другими технологиями, такими как интеллектуальные инверторы и передовые измерительные системы. И межотраслевые профессии должны будут обновить свои операции и наборы навыков, чтобы поддержать рабочую силу чистой энергии.
Хорошей новостью является то, что многие из наших проблемы и уже имеют готовые решения. Единственное что требуется, так это новый взгляд на электросеть. Фундаментальные изменения необходимы для сети, как для ее работы, так и для ее планирования и управления с течением времени. Возобновляемые источники энергии необходимо будет интегрировать с системами хранения, реагирования на запросы и другими интеллектуальными технологиями связи и управления, чтобы оптимизировать все ресурсы без ущерба для надежности сети. Должны быть простые и доступные способы подключения чистых энергетических ресурсов и технологий к энергосети через более упорядоченные процессы присоединения, которые регулируются государствами. Речь идет о знакомых многим решениях о Зеленом тарифе.
Потребители будут нуждаться в простых, экономически эффективных механизмах, чтобы принять и извлечь выгоду из чистой энергии. Политики и программы должны быть направлены на обеспечение справедливого доступа, поэтому многосемейные домохозяйства, арендаторы и потребители с низким и средним уровнем дохода напрямую выигрывают от программ чистой энергии. Коммунальные службы и регулирующие органы, вероятно, должны будут рассмотреть вопрос о том, как коммунальные предприятия получают доход и прибыль, чтобы устранить препятствия на пути к чистой и более распределенной энергии в будущем. В предложении, безопасность и защита сети должны быть усилены, и все потребители должны иметь доступ к недорогим, надежным услугам.
Передовые соображения для целей чистой энергии
С появлением новых технологий важность прогнозирования и планирования невозможно переоценить, в первую очередь на государственном уровне. Мы уже начинаем видеть новые проблемы, которые требуют более пристального внимания, поскольку они, несомненно, повлияют на перспективы 100-процентного экологически чистого будущего. Вот несколько примеров.
Кто владеет и контролирует активы, такие как хранилище энергии, и решения, касающиеся их деятельности (и того, как они влияют на клиентов), является сложными вопросами, которые должны будут решить политики, регуляторы и поставщики технологий. Кроме того, должны быть установлены соответствующие ценовые диапазоны, тарифы и стимулы.
Защита безопасности электросетей является новой областью обсуждения. Какие вопросы являются реальными и наиболее важными для решения? Потребительская информация, обмен данными и конфиденциальность — все это требует обдумывания.
Электросеть должна стать более гибкой и реагировать на условия в реальном времени. Поколение может потребоваться изменить или сократить. Технологии накопления энергии должны быть установлены для хранения возобновляемой энергии для последующего использования. Должны быть достаточные механизмы защиты клиентов и / или механизмы компенсации, чтобы избежать серьезных негативных экономических последствий для инвестиций.
Государствам необходимо будет рассмотреть долгожданные новые национальные стандарты для распределенных энергоресурсов (DER) и развертывания интеллектуальных инверторов (стандарт IEEE 1547-2018), которые изменят взаимодействие DER с системой распределения электроэнергии. Стандарт описывает конкретные функции поддержки сети, связанные с напряжением, частотой, связью и управлением. Как только они будут широко использоваться, эти функциональные возможности, вероятно, обеспечат более широкое проникновение распределенных ресурсов в сеть, сохраняя при этом безопасность и надежность сети и предоставляя новые преимущества для сети и потребителей.
Электрификация транспорта и отопления — это движение, которое может возрасти по экологическим и экономическим причинам. Чтобы избежать огромного увеличения загрязнения и выбросов углерода, электрификация потребует сосредоточения на расширении использования чистых, возобновляемых ресурсов для удовлетворения этого нового спроса.
Межотраслевые специалисты должны будут пройти обучение и обзавестись новыми навыками и уметь использовать новые технологии. Пожарные и чиновники строительных норм и правил должны будут пройти обучение, чтобы иметь дело с распределенными системами производства и хранения энергии. Специалисты по недвижимости должны понимать, как правильно оценивать здания, которые чище и эффективнее. Планировщики сообщества и чиновники по зонированию должны будут поддерживать активное городское планирование и развитие, которые по своей природе более энергоэффективны и снабжены возобновляемой энергией, такой как солнечная энергия.
Владельцы малого бизнеса и крупных промышленных предприятий будут нуждаться в поддержке в области управления энергией и обучения. Инженеры по распределению коммунальных услуг и операторы энергосистем должны быть обучены интегрировать, оптимизировать и соединять большие объемы распределенной генерации и накопления энергии в сети, а также электромобили.
И список продолжается.
Путь мышления 2019 года
В отличие от частного сектора, инновации и быстрые изменения не присущи миру коммунальных услуг с регулируемыми тарифами и энергосистеме страны 20-го века. Изменение политики, нормативных и культурных парадигм, чтобы ускорить переход к 100-процентной чистой энергии, потребует большего количества голосов за столом и более тесного сотрудничества в разрозненных мирах.
Как простые, так и основополагающие изменения должны быть приняты коммунальными предприятиями, потребителями, предприятиями и поставщиками экологически чистой энергии. Обмен передовым опытом может помочь штатам и местным органам власти опередить возникающие проблемы, поскольку они работают над решением комплексных проблем, связанных с переходным периодом.
Как только цели установлены, политики, правила и практики могут быть сопоставлены с этими тремя основными приоритетами:
- максимизация количества чистой энергии и оптимизация их функции в сети;
- предоставление всем потребителям равного доступа к недорогой, надежной и безопасной чистой энергии; а также
- обеспечение того, чтобы рабочая сила была готова принять и охватить широкое использование экологически чистой энергии.
К счастью, помимо решения неотложных проблем, связанных с климатом и здоровьем, достижение целей в области экологически чистой энергии также дает экономические выгоды как за счет экономии энергии, так и за счет увеличения рабочих мест. Так что даже для тех, кто пренебрег чистой наукой, существует способ сохранить лицо, чтобы поддержать действия по спасению планеты. Расширение использования технологий экологически чистой энергии — от хранения солнечной энергии и энергии до ветряных и электрических транспортных средств — приводит к увеличению экономических возможностей. И каждый может найти способ поддержать это.
+++
Этот столбец взят из белой книги с таким же названием, доступной здесь .
+++
Ларри Шервуд является президентом / генеральным директором Межгосударственного совета по возобновляемым источникам энергии (IREC), национального независимого некоммерческого общества, формирующего будущее чистой энергии с 1982 года. Благодаря участию в государственном регулировании, независимой технической поддержке лиц, принимающих решения, адвокатов и промышленности, Межгосударственный совет по возобновляемым источникам энергии (IREC) разрабатывает масштабируемые, основополагающие политические решения и передовые методы, которые являются неотъемлемой частью достижения 100-процентных целей в области экологически чистой энергии, включая персонал, подготовленный для поддержки экономики, основанной на чистой энергии.
Перевод Н Дмитрий
