太陽能現在是全球新一代電力發電最受歡迎的形式

太陽能現在是全球新一代電力發電最受歡迎的形式

據全球數據顯示,太陽能已成為世界上最受歡迎的新型發電方式 正在安裝的太陽能光伏(PV)容量超過任何其他發電技術.

在全球範圍內,73安裝了一些新的太陽能光伏新增2016千兆瓦。 風能排在第二位(55GW),煤炭降至第三位(52GW),其次是天然氣(37GW)和水力(28GW)。

PV和風一起代表 5.5%的當前能量產生 (截至2016結束時),但至關重要的是它們構成了去年全球安裝的新一代淨發電容量的近一半。

由於光伏和風能在幾乎所有地方都具有成本競爭力,因此新建煤電站很可能會很快下降。

在發展中國家,水電仍然很重要。 與此同時,核能,生物能源,太陽能熱能和地熱等其他低排放技術的市場份額很小。

PV和風現在在成本,生產規模和供應鏈方面具有如此大的優勢 很難看到任何其他低排放技術對它們提出挑戰 在未來十年左右。

在澳大利亞,情況確實如此,其中光伏和風能幾乎包括所有新一代發電容量,以及太陽能光伏發電容量 設置為12達到2020GW。 風能和太陽能光伏正在發電 以每年約3GW的綜合費率安裝,主要由聯邦政府推動 可再生能源目標(RET).


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這是近幾年來的兩倍到三倍,並且由於RET的政治不確定性,經過幾年的低迷活動,這是一個受歡迎的增長回歸。

如果保持這個速度,那麼通過2030,超過一半的澳大利亞電力將來自可再生能源,而澳大利亞將滿足其需求 巴黎氣候協議下的承諾 純粹通過電力行業的減排。

為了進一步理解這一想法,如果澳大利亞每年將光伏和風能裝機的總安裝率提高一倍至6GW,它將達到100的2033%可再生電力。 我的研究小組建模 這表明這並不困難,因為這些技術現在比新建煤和天然氣的電費便宜。

可達到的可再生未來

可負擔得起,穩定且可實現的100%可再生電網的處方相對簡單:

  1. 主要用於光伏和風能。 這些技術比其他低排放技術便宜,澳大利亞有充足的陽光和風力,這就是為什麼這些技術已經被廣泛部署的原因。 這意味著,與其他可再生能源相比,它們具有更可靠的價格預測,並且避免了對更具投機性的清潔能源選擇成功的英雄假設。

  2. 在非常大的區域內分配生成。 將風能和光伏設施擴展到廣闊的區域 - 比如從昆士蘭北部到塔斯馬尼亞的一百萬平方公里 - 可以進入各種不同的天氣,也有助於消除用戶需求的高峰。

  3. 建立互連。 將廣泛的光伏和風能網絡與已經用於在各州之間移動電力的高壓電力線連接起來。

  4. 添加存儲空間 存儲可以幫助將能源生成與需求模式相匹配。 最便宜的選擇是 抽水蓄能(PHES),來自支持 電池 - 需求管理.

澳大利亞目前有三個PHES系統 - Tumut 3, 袋鼠谷威文霍 - 所有這些都在河流上。 但是有大量潛在的河外地點。

項目 由...資助 澳大利亞可再生能源署,我們已經確定了 5,000網站 在南澳大利亞州,昆士蘭州,塔斯馬尼亞州,堪培拉區和愛麗斯泉區,可能適合抽水蓄能。

這些站點中的每一個都具有7和1,000之間的存儲潛力 目前正在安裝特斯拉電池以支持南澳大利亞電網。 更重要的是,與電池的50-8年相比,泵送水電的壽命為15年。

重要的是,大多數潛在的PHES站點都位於人們居住的地方附近,並且正在建造新的光伏和風電場。

一旦在新南威爾士州,維多利亞州和西澳大利亞州的網站搜索完成,我們希望能夠發現 70-100能夠超過支持澳大利亞100%可再生電網所需的PHES儲能潛力.

管理網格

除了發電之外,化石燃料發電機目前還為電網提供另一種服務。 它們通過存儲在重型旋轉發電機中的“慣性能量”,幫助平衡供需,時間尺度可達數秒。

但是在未來,這項服務可以通過泵送水力系統中使用的類似發電機來執行。 供應和需求也可以通過快速響應電池,需求管理以及光伏和風電場的“合成慣性”來實現。

風能和光伏發電正在為整個能源市場的天然氣提供更激烈的競爭。 2016的大型風電和光伏發電的價格是 每兆瓦小時$ 65-78。 這是在 目前批發電價 在國家電力市場。

豐富的軼事證據表明,隨著行業的發展,風能和光伏能源價格今年已降至每兆瓦時60-70。 價格可能會在幾年內降至每兆瓦時的50以下,以符合當前的國際基準價格。 因此,與繼續建造和維護當前化石燃料系統的設施相比,在下一個100年中遷移到15%可再生電力系統的淨成本為零。

天然氣再也無法與風和光伏發電競爭。 電熱泵 正在驅逐天然氣和空間供暖。 即使是為工業提供高溫熱量,氣體的成本也必須低於每千兆焦耳10,以便與風能和光伏發電的電爐競爭,每兆瓦時的成本為50。

重要的是,在當前高成本電力環境中部署低成本光伏和風能的次數越多,它們就越能降低價格。

除了電力之外,還存在其他類型的能源使用問題 - 例如運輸,供暖和工業。 使這些能源綠色化的最便宜方式是將幾乎所有東西都電氣化,然後將它們插入由可再生能源驅動的電網中。

澳大利亞溫室氣體排放量減少55%可以通過將電網轉換為可再生能源,以及大量採用陸地運輸用電動車和加熱和製冷用電熱泵來實現。 除此之外,我們還可以開發可再生電力驅動途徑來製造碳氫化合物燃料和化學品,主要通過電解水來獲取大氣中的氫氣和碳捕獲,實現排放量減少83%(剩餘17%)排放主要來自農業和土地清理)。

根據我的研究小組的初步估計,所有這些都意味著我們生產的電量增加了三倍。

談話但實現這一目標並不缺少太陽能和風能,價格也在迅速下降。 如果我們願意,我們可以以適中的成本建立清潔能源的未來。

關於作者

Andrew Blakers,工程學教授, 澳大利亞國立大學

這篇文章來自 談話。 閱讀 原創文章.

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