Imaginea liniilor de transmisie electrică.

În Statele Unite, generarea de energie electrică reprezintă aproape 30% din emisiile noastre de carbon. Unele state au răspuns la acest lucru prin stabilirea unor standarde agresive de energie regenerabilă; alții speră să vadă cărbune propulsat chiar dacă economia sa se înrăutățește. Complicarea problemelor este faptul că multe rețele regionale sunt integrate, ceea ce înseamnă că energia generată într-o singură locație poate fi exportată și utilizată în totalitate într-o altă stare.

Urmărirea acestor exporturi de energie electrică este esențială pentru înțelegerea modului de a reduce emisiile noastre naționale de carbon. În plus, energia de la o sursă murdară precum cărbunele are efecte asupra sănătății și asupra mediului acolo unde este produs, iar costurile acestora nu sunt întotdeauna plătite de către părțile care utilizează electricitatea. Din păcate, obținerea unor cifre de încredere cu privire la modul în care este produsă energia electrică și unde este utilizată este dificilă, lăsând unele dintre cele mai bune estimări cu o rezoluție de timp de doar o lună.

Acum, trei cercetători din Stanford – Jacques A. de Chalendar, John Taggart și Sally M. Benson – s-au îmbunătățit foarte mult pe acest standard și au reușit să urmărească generarea și utilizarea energiei electrice în fiecare oră. Cercetătorii au descoperit că, din cele 66 de zone de echilibrare a rețelei din Statele Unite, doar trei au emisii de carbon echivalente cu media noastră națională și au descoperit că importurile și exporturile de energie electrică au modificări atât sezoniere, cât și zilnice. de Chalendar și colab. au constatat că rezultatele nete pot fi substanțiale, electricitatea importată crescând cu 20% emisiile / puterea din California.

Ora la oră

Pentru a descoperi peisajul american de tranzacționare a energiei, cercetătorii au obținut date din 2016 pentru caracteristicile rețelei numite zone de echilibrare. SUA continentale au 66 dintre acestea, oferind o rezoluție spațială mult mai bună a datelor decât subdiviziunile de grilă mai mari. Acest lucru nu acoperă totul – mai multe zone de echilibrare din Canada și Mexic sunt legate de rețeaua americană – iar unele dintre aceste zone de echilibrare sunt mult mai mari decât altele. Grila PJM, care servește Pennsylvania, New Jersey și Maryland, de exemplu, este mai mult de două ori mai mare decât ERCOT din Texas.

În ciuda acestor limitări, este posibil să obțineți cifre orare cu privire la cantitatea de energie electrică generată, ce a fost utilizată pentru producerea acesteia și dacă a fost utilizată local sau exportată într-o altă zonă de echilibrare. Informațiile privind sursele generatoare au permis cercetătorilor să atașeze cifrele de emisii la fiecare unitate de electricitate produsă. Cărbunele, de exemplu, produce dubla emisiilor de gaz natural, care la rândul său produce mai mult de un ordin de mărime mai mult dioxid de carbon decât fabricarea instalațiilor solare, eoliene sau hidrocentrale. Aceste cifre au fost transformate în ceea ce autorii numesc „emisiuni întruchipate”, care pot fi urmărite unde sunt folosite în cele din urmă.

Cifre similare au fost, de asemenea, generate pentru dioxidul de sulf și oxizii de azot. Eliberați de arderea combustibililor fosili, aceștia pot influența atât climatul global, cât și produc probleme locale de sănătate.

Variație uriașă

Rezultatele au fost izbitoare. "Intensitatea de carbon bazată pe consum variază de aproape un ordin de mărime în diferitele regiuni din sistemul electric al SUA", concluzionează autorii. Cea mai scăzută este regiunea rețelei Bonneville Power, care este furnizată în mare parte de hidroenergie; are emisii tipice sub 100 kg de dioxid de carbon pe megawatt-oră. Cele mai mari emisii vin în regiunea Electric Valley din Ohio, unde emisiile se limită la 900 kg / MW-oră. Doar trei rețele regionale corespund intensității generale a emisiilor de rețea, deși acestea includ zonele de echilibrare foarte mari ale PJM, ERCOT și South Co.

Cea mai mare parte a energiei cu emisii reduse care este exportată provine din abundenta hidroenergie din Pacificul de Nord-Vest, în timp ce zona Munților Stâncoși exportă energie electrică cu cele mai mari emisii asociate. Asta duce la unele asimetrii izbitoare. Generația locală în compania Idaho Power Company, bogată în hidro, a inclus emisii de numai 71 kg / MW-hr, în timp ce importurile sale, provenite în principal din statele Rocky Mountain, au un conținut de carbon de 625 kg / MW-hr.

Dependența de hidroenergetică face și asimetria sezonieră. Generația locală este cea mai mare primăvara pe măsură ce zăpada se topește, dar importurile devin o sursă mai mare în afara acestei perioade a anului. Deoarece energia solară și eoliană pot avea, de asemenea, schimbări sezoniere pronunțate, vor fi probabil observate schimbări similare, deoarece acestea devin contribuitori mai mari la multe dintre aceste rețele regionale. Lucruri similare apar zilnic, deoarece atât cererea, cât și producția solară (și, într-o măsură mai mică, eoliana) au profiluri zilnice distincte.

Statul de Aur

CISO din California oferă un alt caz instructiv. Importurile reprezintă mai puțin de 30% din consumul total de energie electrică în 2016, dar au furnizat 40% din emisiile sale încorporate. Unele dintre acestea provin însă din California, furnizate de Departamentul de Apă și Putere din Los Angeles. Totuși, statul însuși a avut doar urmărirea limitată a emisiilor importate, considerând multe dintre sursele sale ca fiind „alte”.

În general, inventarul din 2016 oferă o imagine restrânsă a rețelei americane, deoarece multe tendințe schimbă rapid profilul emisiilor țării noastre, inclusiv creșterea surselor regenerabile și adoptarea pe scară largă a măsurilor de eficiență. Totuși, metoda dezvoltată aici poate permite actualizări anuale, oferindu-ne o imagine mult mai bună a tendințelor. Acest lucru ar putea fi destul de valoros pentru a urmări lucruri precum modul în care creșterea rapidă a energiei solare modifică producția zilnică de energie curată.

Mai semnificativ, oferă o bază pentru elaborarea de politici mai informate. Statele care doresc să promoveze energia cu emisii scăzute pot utiliza informațiile de aici pentru a modifica sursa importurilor lor sau pentru a încuraja site-urile unde sunt produse să adopte mai multă energie regenerabilă. Iar acele state care exportă energie electrică produsă în principal prin combustibili fosili ar putea asigura că locațiile în care este utilizată energia electrică plătesc un preț care include costurile de sănătate ale producției sale.

PNAS, 2019. DOI: 10.1073 / pnas.1912950116 (Despre DOI).

Sursa articol

LĂSAȚI UN MESAJ

Please enter your comment!
Please enter your name here