โซลาร์ได้กลายเป็นการผลิตไฟฟ้ารูปแบบใหม่ที่ชื่นชอบของโลกตามข้อมูลทั่วโลกแสดงให้เห็นว่า showing กำลังติดตั้งกำลังการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์ (PV) มากกว่าเทคโนโลยีรุ่นอื่นๆ.

ในปี 73 มีการติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์แสงอาทิตย์ใหม่สุทธิ 2016 กิกะวัตต์ทั่วโลก พลังงานลมมาเป็นอันดับสอง (55GW) โดยถ่านหินถูกลดอันดับไปเป็นอันดับสาม (52GW) ตามด้วยก๊าซ (37GW) และพลังน้ำ (28GW)

ร่วมกัน PV และลมเป็นตัวแทนของ 5.5% ของการผลิตพลังงานในปัจจุบัน (ณ สิ้นปี 2016) แต่ที่สำคัญ ความจุเหล่านี้คิดเป็นเกือบครึ่งหนึ่งของความจุสุทธิทั้งหมดที่ติดตั้งทั่วโลกในปีที่แล้ว

เป็นไปได้ว่าการก่อสร้างโรงไฟฟ้าถ่านหินแห่งใหม่จะลดลง และอาจค่อนข้างรวดเร็ว เนื่องจากปัจจุบัน PV และลมมีต้นทุนที่แข่งขันได้เกือบทุกที่

พลังน้ำยังคงมีความสำคัญในประเทศกำลังพัฒนาที่ยังมีแม่น้ำให้สร้างเขื่อน ในขณะเดียวกัน เทคโนโลยีการปล่อยมลพิษต่ำอื่นๆ เช่น นิวเคลียร์ พลังงานชีวภาพ ความร้อนจากแสงอาทิตย์ และความร้อนใต้พิภพ มีส่วนแบ่งตลาดเพียงเล็กน้อย

ปัจจุบัน PV และลมมีข้อได้เปรียบอย่างมากในแง่ของต้นทุน ขนาดการผลิต และห่วงโซ่อุปทาน ยากที่จะเห็นเทคโนโลยีการปล่อยมลพิษต่ำอื่น ๆ ท้าทายพวกเขา ภายในทศวรรษหน้าหรือประมาณนั้น

นั่นเป็นกรณีอย่างแน่นอนในออสเตรเลียที่ PV และลมประกอบด้วยกำลังการผลิตรุ่นใหม่เกือบทั้งหมด และที่ซึ่งกำลังการผลิต PV ของพลังงานแสงอาทิตย์ ตั้งเป้าไว้ที่ 12GW ภายในปี 2020. PV ลมและแสงอาทิตย์กำลังเกิดขึ้น ติดตั้งในอัตรารวมประมาณ 3GW ต่อปีขับเคลื่อนโดยรัฐบาลกลางเป็นส่วนใหญ่ เป้าหมายพลังงานทดแทน (RET).

อัตรานี้เพิ่มขึ้นสองเท่าหรือสามเท่าของอัตราในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา และการกลับมาเติบโตอย่างน่ายินดีหลังจากหลายปีของกิจกรรมที่สงบลงเนื่องจากความไม่แน่นอนทางการเมืองเหนือ RET

หากคงอัตรานี้ไว้ ภายในปี 2030 ไฟฟ้าของออสเตรเลียมากกว่าครึ่งหนึ่งจะมาจากพลังงานหมุนเวียนและออสเตรเลียจะต้องปฏิบัติตาม คำมั่นสัญญาภายใต้ข้อตกลงภูมิอากาศปารีส Paris ผ่านการประหยัดการปล่อยมลพิษในอุตสาหกรรมไฟฟ้าอย่างหมดจด

หากต้องการนำแนวคิดนี้ไปใช้เพิ่มเติม หากออสเตรเลียเพิ่มอัตราการติดตั้งเซลล์แสงอาทิตย์และพลังงานลมรวมกันเป็นสองเท่าในปัจจุบันเป็น 6 กิกะวัตต์ต่อปี ก็จะสามารถผลิตไฟฟ้าหมุนเวียนได้ถึง 100% ประมาณปี 2033 การสร้างแบบจำลองโดยกลุ่มวิจัยของฉัน ชี้ให้เห็นว่าสิ่งนี้จะไม่ยากเนื่องจากเทคโนโลยีเหล่านี้มีราคาถูกกว่าไฟฟ้าจากถ่านหินและก๊าซที่สร้างใหม่

อนาคตทดแทนในการเข้าถึง

ข้อกำหนดสำหรับโครงข่ายไฟฟ้าทดแทน 100% ที่ราคาไม่แพง เสถียร และสามารถบรรลุผลได้นั้นค่อนข้างตรงไปตรงมา:

1. ใช้ PV และลมเป็นหลัก เทคโนโลยีเหล่านี้มีราคาถูกกว่าเทคโนโลยีการปล่อยมลพิษต่ำอื่นๆ และออสเตรเลียมีแสงแดดและลมมากมาย ซึ่งเป็นเหตุให้เทคโนโลยีเหล่านี้มีการใช้งานอย่างกว้างขวางแล้ว ซึ่งหมายความว่า เมื่อเทียบกับพลังงานหมุนเวียนอื่นๆ พวกมันมีการคาดการณ์ราคาที่เชื่อถือได้มากกว่า และหลีกเลี่ยงความจำเป็นในการคาดเดาอย่างกล้าหาญเกี่ยวกับความสำเร็จของตัวเลือกพลังงานสะอาดที่มีการเก็งกำไรมากขึ้น

2. กระจายรุ่นไปทั่วพื้นที่ขนาดใหญ่มาก การกระจายลมและสิ่งอำนวยความสะดวก PV ในพื้นที่กว้าง กล่าวคือหนึ่งล้านตารางกิโลเมตรจากทางเหนือของรัฐควีนส์แลนด์ไปยังแทสเมเนีย ช่วยให้สามารถเข้าถึงสภาพอากาศที่แตกต่างกันได้หลากหลาย และยังช่วยให้ความต้องการของผู้ใช้สูงสุดราบรื่น

3. สร้างคอนเนคเตอร์ เชื่อมโยงโครงข่าย PV ที่กว้างขวางและลมกับสายไฟฟ้าแรงสูงชนิดที่ใช้แล้วในการเคลื่อนย้ายไฟฟ้าระหว่างรัฐ

4. เพิ่มพื้นที่เก็บข้อมูล การจัดเก็บสามารถช่วยจับคู่การผลิตพลังงานกับรูปแบบความต้องการได้ ตัวเลือกที่ถูกที่สุดคือ การจัดเก็บพลังงานน้ำแบบสูบ (PHES)โดยได้รับการสนับสนุนจาก แบตเตอรี่ และ การจัดการความต้องการ.

ปัจจุบันออสเตรเลียมีระบบ PHES สามระบบ - Tumut 3, Kangaroo Valleyและ วิเวนโฮ - ทั้งหมดอยู่ในแม่น้ำ แต่มีไซต์นอกแม่น้ำที่มีศักยภาพมากมาย

ใน โครงการ ได้รับทุนจาก สำนักงานพลังงานทดแทนของออสเตรเลีย, เราได้ระบุเกี่ยวกับ เว็บไซต์ 5,000 ในรัฐเซาท์ออสเตรเลีย ควีนส์แลนด์ แทสเมเนีย เขตแคนเบอร์รา และเขตอลิซสปริงส์ ที่อาจเหมาะสำหรับการจัดเก็บพลังน้ำแบบสูบน้ำ

แต่ละไซต์เหล่านี้มีศักยภาพในการจัดเก็บมากกว่า 7 ถึง 1,000 เท่าของ กำลังติดตั้งแบตเตอรี่เทสลาเพื่อรองรับกริดของเซาท์ออสเตรเลีย Australian. ยิ่งไปกว่านั้น ปั๊มไฮโดรมีอายุการใช้งาน 50 ปี เทียบกับ 8-15 ปีสำหรับแบตเตอรี่

ที่สำคัญ ไซต์ PHES ในอนาคตส่วนใหญ่ตั้งอยู่ใกล้กับที่ที่ผู้คนอาศัยอยู่และมีการสร้าง PV และฟาร์มกังหันลมแห่งใหม่

เมื่อการค้นหาไซต์ในนิวเซาท์เวลส์ วิกตอเรีย และเวสเทิร์นออสเตรเลียเสร็จสมบูรณ์ เราคาดว่าจะค้นพบ ศักยภาพในการจัดเก็บพลังงาน PHES มากกว่าที่จำเป็นถึง 70-100 เท่าเพื่อรองรับโครงข่ายไฟฟ้าหมุนเวียน 100% ในออสเตรเลีย.

การจัดการกริด

ปัจจุบันเครื่องกำเนิดเชื้อเพลิงฟอสซิลให้บริการอื่นแก่กริด นอกเหนือจากการผลิตไฟฟ้าเพียงอย่างเดียว สิ่งเหล่านี้ช่วยสร้างสมดุลระหว่างอุปสงค์และอุปทานในช่วงเวลาที่ลดลงเป็นวินาที ผ่าน "พลังงานเฉื่อย" ที่เก็บไว้ในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบหมุนหนัก

แต่ในอนาคต บริการนี้สามารถทำได้โดยเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่คล้ายกันซึ่งใช้ในระบบสูบน้ำ และยังสามารถจับคู่อุปสงค์และอุปทานด้วยความช่วยเหลือของแบตเตอรี่ที่ตอบสนองอย่างรวดเร็ว การจัดการอุปสงค์ และ "แรงเฉื่อยสังเคราะห์" จาก PV และฟาร์มกังหันลม

Wind และ PV นำเสนอการแข่งขันที่รุนแรงขึ้นสำหรับก๊าซในตลาดพลังงาน ราคาลมขนาดใหญ่และ PV ในปี 2016 เท่ากับ $65-78 ต่อเมกะวัตต์ชั่วโมง. อยู่ด้านล่าง ราคาขายส่งไฟฟ้าในปัจจุบัน ในตลาดไฟฟ้าแห่งชาติ

หลักฐานมากมายที่บ่งชี้ว่าราคาพลังงานลมและเซลล์แสงอาทิตย์ได้ตกลงมาอยู่ที่ 60-70 ดอลลาร์ออสเตรเลียต่อเมกะวัตต์ชั่วโมงต่อชั่วโมงในปีนี้ เนื่องจากอุตสาหกรรมเริ่มต้นขึ้น ราคามีแนวโน้มที่จะลดลงต่ำกว่า A$50 ต่อ MWh ภายในไม่กี่ปี เพื่อให้ตรงกับราคามาตรฐานสากลในปัจจุบัน ดังนั้น ต้นทุนสุทธิของการย้ายไปยังระบบไฟฟ้าหมุนเวียน 100% ในอีก 15 ปีข้างหน้าจึงเป็นศูนย์เมื่อเทียบกับการสร้างและบำรุงรักษาสิ่งอำนวยความสะดวกสำหรับระบบเชื้อเพลิงฟอสซิลในปัจจุบันอย่างต่อเนื่อง

ก๊าซไม่สามารถแข่งขันกับลมและ PV เพื่อส่งกระแสไฟฟ้าได้อีกต่อไป ปั๊มความร้อนไฟฟ้า กำลังขับก๊าซออกจากน้ำและความร้อนในอวกาศ แม้แต่การส่งความร้อนที่อุณหภูมิสูงสำหรับอุตสาหกรรม ก๊าซต้องมีราคาต่ำกว่า 10 ดอลลาร์ออสเตรเลียต่อจิกะจูลเพื่อแข่งขันกับเตาไฟฟ้าที่ขับเคลื่อนด้วยลมและพลังงาน PV ที่มีราคา 50 ดอลลาร์ออสเตรเลียต่อเมกะวัตต์ชั่วโมง

ที่สำคัญยิ่ง PV ต้นทุนต่ำและลมถูกนำไปใช้ในสภาพแวดล้อมไฟฟ้าที่มีต้นทุนสูงในปัจจุบันมากเท่าใด ราคาก็จะยิ่งถูกลงเท่านั้น

จากนั้นก็มีปัญหาเรื่องการใช้พลังงานประเภทอื่นนอกเหนือจากไฟฟ้า เช่น การขนส่ง การทำความร้อน และอุตสาหกรรม วิธีที่ถูกที่สุดในการทำให้แหล่งพลังงานเหล่านี้เป็นสีเขียวคือการทำให้ไฟฟ้าแทบทุกอย่าง จากนั้นเสียบเข้ากับโครงข่ายไฟฟ้าที่ใช้พลังงานหมุนเวียน

การปล่อยก๊าซเรือนกระจกของออสเตรเลียลดลง 55% สามารถทำได้โดยการแปลงกริดไฟฟ้าเป็นพลังงานหมุนเวียน ร่วมกับการนำยานพาหนะไฟฟ้าจำนวนมากมาใช้ในการขนส่งทางบกและปั๊มความร้อนไฟฟ้าเพื่อให้ความร้อนและความเย็น นอกเหนือจากนี้ เราสามารถพัฒนาเส้นทางที่ขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าหมุนเวียนเพื่อผลิตเชื้อเพลิงและสารเคมีที่ใช้ไฮโดรคาร์บอน โดยหลักแล้วผ่านการแยกน้ำด้วยไฟฟ้าเพื่อให้ได้ไฮโดรเจนและคาร์บอนที่กักเก็บจากชั้นบรรยากาศ เพื่อลดการปล่อยมลพิษ 83% (โดยเหลือ 17% ของ การปล่อยมลพิษส่วนใหญ่มาจากการเกษตรและการกวาดล้างที่ดิน)

การทำเช่นนี้จะทำให้ปริมาณไฟฟ้าที่เราผลิตเพิ่มขึ้นสามเท่า ตามการประมาณการเบื้องต้นของกลุ่มวิจัยของฉัน

แต่ยังไม่มีการขาดแคลนพลังงานแสงอาทิตย์และพลังงานลมเพื่อให้บรรลุสิ่งนี้ และราคาก็ลดลงอย่างรวดเร็ว เราสามารถสร้างอนาคตพลังงานสะอาดได้ในราคาที่ไม่แพงหากเราต้องการ

เกี่ยวกับผู้เขียน

Andrew Blakers ศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรม มหาวิทยาลัยแห่งชาติออสเตรเลีย

บทความนี้มาจาก สนทนา. อ่าน บทความต้นฉบับ.

หนังสือที่เกี่ยวข้อง

at ตลาดภายในและอเมซอน