ソーラーは現在、世界各地の新世代発電の最も普及した形態です

ソーラーは世界的に好きな新しいタイプの発電になっていると、 他の世代の技術よりも多くの太陽光発電(PV)容量が導入されています.

世界的には、73に新しい太陽光発電容量の2016ギガワットがインストールされました。 風力エネルギーは第2位(55GW)、石炭は第3位(52GW)、ガス(37GW)、水力(28GW)に降格した。

一緒に、PVと風が表現されます 現在のエネルギー生成の5.5% (2016の終わりのように)、昨年は世界中で導入された新世代の新世代容量のほぼ半分を占めていました。

PVや風力が現在ほとんどどこでもコスト競争力があるため、新しい石炭発電所の建設がおそらくかなり急速に減少する可能性があります。

ハイドロはまだダムに川がある途上国では重要です。 一方、原子力、バイオエネルギー、太陽熱、地熱などの他の低排出技術は、市場シェアが小さい。


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現在のPVと風力は、コスト、生産規模、サプライチェーンの点で大きな利点を持っています それらに挑戦する他の低排出技術を見るのが難しい 今後10年以内に

これは確かにオーストラリアではPVと風力がほぼすべての新世代の能力を備えており、太陽光発電容量は 12によって2020GWに到達するように設定されています。 風と太陽光発電が行われている 年間約3GWの割合でインストール主に連邦政府の 再生可能エネルギー目標(RET).

これは、近年の倍の3倍から3倍になり、RETに対する政治的な不確実性のために数年間の落ち着きのない活動の後に成長への歓迎された復帰です。

この比率が維持されれば、2030はオーストラリアの電力の半分以上を再生可能エネルギーから得て、オーストラリアは パリ気候協定の下での約束 純粋に電力業界の排出削減によるものです。

この考えをさらに引き出すために、オーストラリアが現在のPVと風力発電の合計発電量を6GW /年に倍増すると、100について再生可能電力2033%に達することになります。 私の研究グループによるモデリング これらの技術が新築の石炭やガスの電力よりも安価であることを考えると、これは困難ではないと示唆している。

手の届く再生可能な未来

手頃な価格で安定して達成可能な100%再生可能電力グリッドの処方は比較的簡単です:

  1. PVと風を主に使用してください。 これらの技術は他の低排出ガス技術に比べて安価であり、オーストラリアは日照や風力が十分にあるため、これらの技術はすでに広く普及しています。 これは、他の再生可能エネルギーと比較して、より信頼できる価格予測を有し、より投機的なクリーンエネルギーオプションの成功についての英雄的な仮定の必要性を回避することを意味する。

  2. 非常に広い領域に渡って世代を分配する。 クイーンズランド州北部からタスマニア州まで百万平方キロメートルに及ぶ幅広い地域に風力や太陽光発電施設を広めることで、幅広い天候に対応し、ユーザーの需要のピークを平滑化するのにも役立ちます。

  3. インターコネクトを構築する。 PVと風力の幅広いネットワークを、すでに状態間で電気を移動させるために使用されているタイプの高電圧電力線にリンクします。

  4. ストレージを追加します。 ストレージは、エネルギー生成と需要パターンを一致させるのに役立ちます。 最も安い選択肢は ポンピングされた水力エネルギー貯蔵(PHES)、からの支援を得て バッテリー & 需要管理.

オーストラリアには現在、3つのPHESシステムがあります。 Tumut 3, カンガルーバレー, Wivenhoeの - すべてが川にあります。 しかし、潜在的な河川外敷地が数多くあります。

プロジェクト 資金提供 オーストラリアの再生可能エネルギー機関私たちは 5,000サイト 南オーストラリア州、クイーンズランド州、タスマニア州、キャンベラ地区、アリススプリングス地区では、潜在的に揚水式水力発電に適しています。

これらのサイトのそれぞれは、7と1,000の間に 南オーストラリアのグリッドをサポートするために現在設置されているテスラバッテリー。 さらに、ポンプ式水力発電は、50-8年と比較して寿命が15年です。

重要なのは、予定されているPHESサイトのほとんどは、人々が住んでいる場所の近く、新しい太陽光発電と風力発電所が建設されているところにあります。

ニューサウスウェールズ州、ビクトリア州、西オーストラリア州のサイトの検索が完了すると、 70-100は、オーストラリアの100%再生可能電力網をサポートするために必要とされるよりも、.

グリッドの管理

化石燃料発電機は現在、電力を発電するだけでなく、送電網に別のサービスを提供しています。 重い回転発電機に蓄えられた「慣性エネルギー」によって、秒単位までの時間スケールで需給のバランスをとることができます。

しかし、将来、このサービスは、ポンプ式水力発電システムで使用される同様の発電機によって実行することができます。 また、需要と供給は、PVや風力発電所からの迅速な対応バッテリ、需要管理、「合成慣性」の助けを借りて対応することもできます。

風力と太陽光発電は、エネルギー市場全体でガスの競争を厳しくしています。 2016の大規模な風力とPVの価格は メガワット時あたり$ 65-78。 これは以下の通りです 現在の卸売価格 国家電力市場で

豊富な事例によれば、風力とPVのエネルギー価格は、業界が離陸するにつれて、今年MWhあたりA $ 60-70に下がったことが示唆されています。 価格は、現在の国際基準価格と一致するために、数年以内にMWhあたりのA $ 50を下回る可能性があります。 したがって、次の100年の間に15%再生可能電力システムに移行する正味コストは、現行の化石燃料システムの設備を建設し維持することと比較してゼロです。

ガスはもはや風力と太陽光と競合して電力を供給することはできません。 電気ヒートポンプ 水と宇宙加熱のガスを運転している。 産業用の高温の熱を送達する場合でも、風力およびPV発電による電気炉と競合するためには、MWhあたりA $ 10を要する電気は、ギガジュールあたりA $ 50未満でなければなりません。

重要なことに、低コストのPVと風力が現在の高コストの電気環境に配備されるほど、価格が低下します。

そして、電気以外にも、輸送、暖房、産業など、他の種類のエネルギー使用の問題があります。 これらのエネルギー源を緑色にする最も安い方法は、事実上すべてを電化し、再生可能な電力網に接続することです。

オーストラリアの温室効果ガス排出量の55%削減は、陸上輸送用の電気自動車と暖房と冷房用の電気ヒートポンプの大量導入とともに、電力網を再生可能エネルギーに変換することによって達成することができます。 これを超えると、主に水の電気分解による大気からの水素と炭素の捕捉を通じた炭化水素ベースの燃料と化学物質を製造するための再生可能な電気駆動経路を開発して、83%の排出削減を達成することができます(17%主に農業と土地浄化から生じる排出)。

これをすべて行うことは、私たちの研究グループの予備的な推計によると、私たちが生産する電気の量を3倍にすることを意味します。

会話しかし、これを達成するための太陽光や風力エネルギーの不足はなく、価格も急速に低下しています。 私たちが望むならば、控えめなコストでクリーンなエネルギーの未来を築くことができます。

著者について

Andrew Blakers(エンジニアリング教授) オーストラリア国立大学

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