100%再生可能グリッドは到達範囲内ですが、政府の資金が必要です

100%再生可能グリッドは到達範囲内ですが、政府の資金が必要です
適切な組み合わせにより、グリッドは化石燃料と同じコストと信頼性で完全に再生可能になります。 Pixabay /ウィキメディアコモンズ

ナショナルプレスクラブへのスピーチ、マルコムターンブル首相は、オーストラリアの電力システムの主要な要件は、手頃な価格で信頼性が高く、各国の排出削減目標の達成を支援できることであると宣言しました。 彼はまた、これらの目標を追求する努力は「技術にとらわれない」ものでなければならないことを強調しました。

たまたま、現代の風力、太陽光発電(PV)、および川から汲み上げられる水力発電(PHES)は、化石燃料発電所と競争力のあるコストで、勇敢な仮定なしにこれらの要件を満たすことができます。

ターンブルと彼の政府はまた、高いシステム信頼性をサポートするための鍵としてエネルギー貯蔵を正しく特定しています。 風と太陽は断続的な発電源であり、数秒から数週間の時間スケールで風と日照を予測することは上達していますが、それでも風力と太陽光の高い浸透のために需要と供給の適切なバランスを提供するために貯蔵が必要です。

発電の変動する再生可能エネルギー成分が50%を超えると、貯蔵が重要になります。 オーストラリアの現在の情報源 再生可能エネルギーからの電力の18% –スノーウィーマウンテンとタスマニアの水力発電、風力エネルギー、増え続ける屋上太陽光発電設備。

一方、南オーストラリアでは、再生可能エネルギーはすでに約50%であり、ほとんどが風力とPVです。したがって、この州には、エネルギー貯蔵をグリッドに追加する潜在的な経済的機会があります。

プッシュストレージ

この可能性を実現するために、南オーストラリアおよびその他の地域では、クリーンエネルギーファイナンスコーポレーション(CEFC)およびオーストラリア再生可能エネルギー庁(ARENA) 20百万豪ドルの公的資金を使う 揚水発電やバッテリーなど、柔軟な容量と大規模なエネルギー貯蔵プロジェクトの商業化を支援します。

PHESは 世界の電力貯蔵の97%。 テスラのPowerwallなどの家庭用蓄電池の小売市場は成長していますが、大規模な蓄電池はPHESよりもはるかに高価です。 「オフリバー」揚水発電所は、オーストラリアおよび他の多くの国で明るい未来を持っています。 非常に多くの適切なサイト.

風力と太陽光発電は、代替エネルギーよりも安価であるため、新しい低排出電力発電の点で圧倒的な勝者です。 実際、PVと風力は、2015に設置された世界の新世代容量の半分を占めており、 オーストラリアに設置されたほぼすべての新世代の容量.

最近、私たちは、100%再生可能エネルギーのシナリオのために、National Electricity Market(NEM)をモデル化しました。 このシナリオでは、風力と太陽光発電が年間電力の90%を供給し、既存の水力とバイオエネルギーがバランスを提供します。 モデリングでは、100ギガワットを超える量、つまり風力、PV、PHESで既に展開されている技術のみを含めることにより、将来の技術開発に関する英雄的な仮定を避けています。

これらのテクノロジーには信頼性の高い最新の価格設定が用意されており、コストの見積もりは、今日の現実とは大きく異なるテクノロジーの導入とコスト削減の予測を利用するモデルよりも堅牢です。

モデル化では、2006-10の1時間ごとの風、太陽、需要の履歴データを使用します。 ネットワーク全体にPVと風を非常に広く分散させることで、さまざまな気象システムを活用して供給不足を減らします。 十分なPHES、高電圧送電容量、過剰な風力およびPV容量を追加することにより、需要と供給の間のエネルギーバランスが維持されます。

高価な仕事ではない

私たちの仕事の重要な結果は、再生可能エネルギーの供給と需要を年ごとではなく時間ごとにバランスさせる追加コストが控えめであるということです。メガワット時(MWh)あたりA $ 25-30。 重要なことに、このコストは上限を使用しています。これは、 需要管理 または電池を使用して、需要と供給をさらにスムーズにします。

さらに、この推定コストの大部分は、数年に1回しか発生しない、曇りと風のない天気の連続した数日間の期間に関連しています。 契約上の負荷制限、PHES貯水池を充電するために時折使用される石炭とガスの発電機の使用、電気自動車のバッテリーの充電時間の管理により、大幅な削減が可能です。

オーストラリアで一般的な2016の価格を使用して、時間単位のバランシングコストを含む100%再生可能エネルギーの将来のエネルギーの平準化コストは、MWhあたりA $ 93であると推定します。 風力発電と太陽光発電のコストは急速に低下し続けているため、2020以降、この価格はMWhあたりAU $ 75前後になる可能性があります。

重要なことに、これはオーストラリアの新しい超臨界黒炭発電所の対応する推定値に匹敵します。 MWhあたりA $ 80.

一方、風力、PV、PHESおよび既存の水力発電を中心に開発されたシステムは、今日のネットワークと同じ信頼性を提供できます。 PHESは、今日の信頼できるエネルギーシステムを実現する多くのサービスも提供できます。優れた慣性エネルギー、スピニングリザーブ、ラピッドスタート、ブラックスタート機能、電圧調整、周波数制御です。

老化システム

オーストラリアの化石燃料艦隊は老朽化しています。 良い例は 49年前のヘーゼルウッド褐炭発電所の閉鎖待ち ビクトリアのラトローブ渓谷にあります。 あ ACIL Allenがオーストラリア政府に報告 各発電所の技術的寿命をリストし、オーストラリアの化石燃料発電能力の3分の2が今後20年間で技術的寿命の終わりに達することを示しています。

これらのプラントを交換するための実用的な選択肢は、化石燃料(石炭とガス)または既存の大規模な再生可能エネルギー(風力とPV)です。 再生可能エネルギーはすでに経済的に競争力があり、2030によって明らかに安くなります。

エネルギー関連の温室効果ガス排出量は、オーストラリアの合計の約84%を占めています。 都市部での発電、陸上輸送、暖房は、総排出量の55%を占めています。 これら3つのエネルギー機能の再生可能エネルギーへの変換は、エネルギーシステムの他のコンポーネントよりも簡単です。

輸送と都市暖房は、それぞれ電気自動車とヒートポンプを配備することで充電できます。 電動ヒートポンプは すでに宇宙および温水市場で天然ガスの強力な競争を提供しています。 重要なことに、これらのデバイスには、車両のバッテリーの形で大規模なストレージがあり、 熱慣性 水と建物で。 これらの技術変更を適切に統合することで、電力価格をさらに下げることができます。

そのため、風力、PV、PHESを組み合わせることで、現在の電力システムに匹敵する信頼性と手頃な価格が得られます。 さらに、低コストで排出量を大幅に削減し、オーストラリアのそれをはるかに超えることができます。 既存の気候目標.会話

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; ビン・ルー博士 オーストラリア国立大学、およびANU College of Engineering and Computer Scienceの研究員であるMatthew Stocks氏、 オーストラリア国立大学

この記事はから再公開されます 会話 クリエイティブコモンズライセンスの下で 読む 原著.

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