แสงอาทิตย์และลมแข่งขันกับโรงไฟฟ้าถ่านหินเมื่อพูดถึงระบบจัดเก็บพลังงาน AP Photo / Mel Evans

พลังงานที่ปราศจากคาร์บอน: คำตอบคือลมหรือไม่? บางที แต่ลมอาจไม่พัดตลอดเวลาและดวงอาทิตย์ก็ไม่ส่องแสง พลังงานที่เกิดจากลมและพลังงานแสงอาทิตย์เป็นระยะ ๆ ซึ่งหมายความว่ากระแสไฟฟ้าที่ผลิตขึ้นและลงตามสภาพอากาศ

แต่เอาท์พุทจากกริดไฟฟ้าจะต้องสามารถควบคุมได้เพื่อให้ตรงกับความต้องการการเปลี่ยนแปลงที่สองโดยสองจากผู้บริโภค ดังนั้นความไม่แน่นอนของลมและพลังงานแสงอาทิตย์จึงเป็นความท้าทายในการดำเนินงานสำหรับระบบไฟฟ้า

การจัดเก็บพลังงานเป็นวิธีการที่ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางสำหรับปัญหาของพลังงานหมุนเวียนที่ไม่ต่อเนื่อง แนวความคิดคือการเก็บค่าใช้จ่ายขึ้นเมื่อลมพัดหรือดวงอาทิตย์จะส่องแสงจากนั้นปล่อยออกมาในภายหลังเมื่อต้องการพลังงาน การจัดเก็บสำหรับตารางสามารถ แบตเตอรี่เคมี เช่นเดียวกับที่เราใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ แต่ก็สามารถอยู่ในรูปของ สูบน้ำขึ้นเขา ไปยังอ่างเก็บน้ำและผลิตกระแสไฟฟ้าเมื่อปล่อยให้ไหลลงมาหรือจัดเก็บและปล่อย การบีบอัดอากาศ ในถ้ำใต้ดิน

รูปแบบที่ใช้กันอย่างแพร่หลายของการจัดเก็บพลังงานบนกริดไฟฟ้าคือการสูบน้ำขึ้นเขาแล้วปล่อยในชั่วโมงเร่งด่วนเพื่อเรียกใช้กังหันพลังงาน Vattenfall, CC BY-NC-ND

แรงบันดาลใจจากมุมมองที่ว่าการจัดเก็บข้อมูลเป็นเทคโนโลยี "สีเขียว" รัฐบาลกำลังส่งเสริมการจัดเก็บสาธารณูปโภคและการกระจายพลังงาน ตัวอย่างเช่นในเดือนพฤศจิกายน 2017 รัฐบาลนิวยอร์ก Andrew Cuomo ลงนามในใบเรียกเก็บเงิน เป้าหมายสำหรับการนำไปใช้พื้นที่เก็บข้อมูลโดย 2030. รัฐอื่นที่มีนโยบายคล้ายกันคือโอเรกอนแมสซาชูเซตส์แคลิฟอร์เนียและแมริแลนด์ บริษัท อย่างเทสลาก็มีระบบจัดเก็บข้อมูลแบรนด์เป็นเทคโนโลยีสะอาด

แต่ระบบจัดเก็บข้อมูลขนาดใหญ่ลดการปล่อยก๊าซในกริดปัจจุบันของเราหรือไม่? ใน ผลการศึกษาล่าสุดเราพบว่าสิ่งนี้ไม่จำเป็นต้องเป็นเช่นนั้น - ภาพสะท้อนถึงความซับซ้อนของระบบไฟฟ้าที่สามารถทำได้

บทบาทของถ่านหิน

เนื่องจากการจัดเก็บสามารถเปิดใช้งานพลังงานหมุนเวียนเพื่อตอบสนองความต้องการที่เปลี่ยนแปลงเรามักจะถือว่าเทคโนโลยีเป็นสีเขียวโดยธรรมชาติ - นั่นคือโดยการเพิ่มการจัดเก็บและพลังงานหมุนเวียนในตารางเราจึงลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก มันคล้ายกับการสังเกตว่าคอมพิวเตอร์สามารถให้ประโยชน์ทางการศึกษาและเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานได้และจากนั้นสมมติว่าทุกสิ่งที่คนทำบนคอมพิวเตอร์นั้นเป็นเรื่องทางการศึกษาหรือมีประสิทธิผล สำหรับที่เก็บพลังงานและคอมพิวเตอร์นั้นขึ้นอยู่กับวิธีการใช้งานของคุณ

ในการวิเคราะห์ของเราเราพบว่าการเพิ่มที่เก็บข้อมูลสำหรับบางกริดสามารถเพิ่มการปล่อยคาร์บอนได้ ในขณะที่ตอบโต้ได้ง่ายในครั้งแรกผลลัพธ์นี้เหมาะสมเมื่อพิจารณาว่าระบบไฟฟ้าดำเนินการอย่างไร การพูดอย่างกว้าง ๆ กริดของสหรัฐอเมริกาทั้งหมดดำเนินการในลักษณะ ชุดของตารางย่อยในระดับภูมิภาค ที่ครอบคลุมสหรัฐอเมริกาเหมือนผ้าห่มเย็บปะติดปะต่อกัน

Tesla CEO Elon Musk แนะนำแบตเตอรี่ของ บริษัท สำหรับระบบสายส่งไฟฟ้าใน 2015 AP Photo / Ringo HW Chiu

การจัดเก็บพลังงานไม่มีการปล่อยปล่องควันเช่นโรงไฟฟ้าถ่านหินหรือก๊าซธรรมชาติ แต่การจัดเก็บใหม่ส่งผลกระทบต่อการทำงานของโรงไฟฟ้าอื่นในตารางส่งผลให้การปล่อยคาร์บอนเพิ่มขึ้นหรือลดลงขึ้นอยู่กับประเภทของโรงไฟฟ้าที่จ่ายกระแสไฟฟ้าให้กับภูมิภาคนั้น

ในกรณีส่วนใหญ่ระบบจัดเก็บข้อมูลในสหรัฐอเมริกาดำเนินการเพื่อเพิ่มผลกำไรสูงสุด ในการทำเช่นนี้การจัดเก็บข้อมูล "ซื้อต่ำและขายสูง" โดยปกติแล้วไฟฟ้าจะมีราคาถูกในเวลากลางคืนเมื่อมีความต้องการต่ำและมีราคาแพงกว่าในตอนกลางวันโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อผู้คนกลับบ้านจากการทำงาน ดังนั้นผู้ให้บริการระบบจัดเก็บข้อมูลมักจะซื้อตอนกลางคืนและขายในช่วงกลางวัน ผลกระทบสุทธิของการเก็บรักษาต่อการปล่อยจึงขึ้นอยู่กับชนิดของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ใช้เพื่อตอบสนองความต้องการใหม่ในเวลากลางคืนเมื่อเทียบกับวัน

อยู่ในกริดที่มีพลังงานถ่านหินจำนวนมาก - รัฐตะวันตก, ตะวันตกและรัฐทางใต้ พึ่งพาถ่านหิน - โดยปกติโรงไฟฟ้าถ่านหินจะใช้เพื่อตอบสนองความต้องการที่เปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในเวลากลางคืน โรงงานก๊าซธรรมชาติมีแนวโน้มที่จะทำงานในระหว่างวันเพื่อตอบสนองความต้องการสูงสุด ในกริดไฟฟ้าเหล่านี้ที่เก็บมีแนวโน้มที่จะคิดค่าใช้จ่ายด้วยพลังงานถ่านหินในเวลากลางคืนแทนที่พลังงานก๊าซธรรมชาติในระหว่างวัน

พลังงานถ่านหินเป็นแหล่งพลังงานไฟฟ้าที่สกปรกกว่าก๊าซธรรมชาติโดยมีการปล่อยคาร์บอนประมาณสองเท่าสำหรับการผลิตไฟฟ้าทุกหน่วย ดังนั้นในสถานที่ที่จัดเก็บใหม่หมายถึงถ่านหินที่มากขึ้นและการสร้างก๊าซธรรมชาติน้อยลงการจัดเก็บจะเพิ่มการปล่อยคาร์บอนทั้งหมดจากกริด

ในมิดเวสต์เราพบว่าการเพิ่มความจุของหน่วยเก็บข้อมูลของ 3 gigawatts ซึ่งเป็นพลังงานที่เพียงพอในการจัดหาบ้านของ 500,000 ในสหรัฐอเมริกาให้การปล่อยคาร์บอนเท่ากับการเพิ่มรถยนต์ 6,700 ต่อปีลงสู่ถนน และเมื่อมีการเพิ่มพื้นที่จัดเก็บมากขึ้นการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ก็เพิ่มขึ้น

ในทางกลับกันเราพบว่าในนิวยอร์กซึ่งเป็นรัฐที่มีพลังงานถ่านหินน้อยมากการเพิ่มพื้นที่จัดเก็บช่วยลดการปล่อยก๊าซคาร์บอน ปัจจุบันมิดเวสต์เป็นตารางไฟฟ้าที่สกปรกที่สุดในสหรัฐอเมริกาและนิวยอร์กเป็นหนึ่งในเขตที่สะอาดที่สุดดังนั้นภูมิภาคอื่น ๆ ก็จะล่มสลายไป

สีเขียวไม่ใช่เรื่องง่ายเสมอไป

ดังนั้นนักวางแผนกริดสามารถบรรลุสัญญาของการแต่งงานที่มีความสุขระหว่างการเก็บรักษาและพลังงานหมุนเวียนได้อย่างไรโดยสมมติว่าพวกเขาต้องอาศัยอยู่ในบ้านหลังเดียวกันกับลุงถ่านหินอันดุเดือด

ความเป็นไปได้อย่างหนึ่งคือแม้ว่าการจัดเก็บข้อมูลจะดำเนินการเพื่อเพิ่มผลกำไรสูงสุด แต่การเพิ่มลมและพลังงานแสงอาทิตย์ให้กับกริดสามารถทำให้ผลกระทบของถ่านหินหมดไป ด้วยพลังงานทดแทนที่มากเกินพอการจัดเก็บในรูปแบบใด ๆ - ตัวอย่างเช่นแบตเตอรี่หรือแหล่งกักเก็บน้ำจะใช้พลังงานแสงอาทิตย์และพลังงานลมเป็นพิเศษเพราะเป็นแหล่งพลังงานที่ถูกที่สุดเมื่อแหล่งพลังงานมีความต้องการเกิน การจัดเก็บจะยังคงมีการเปลี่ยนพลังงานถ่านหินในแต่ละวัน แต่การเปิดใช้งานพลังงานหมุนเวียนเพิ่มเติมจะเพียงพอที่จะชดเชยการปล่อยก๊าซพิเศษ

สามารถออกแบบกฎระเบียบเพื่อให้ระบบจัดเก็บพลังงานชาร์จพลังงานไฟฟ้าส่วนเกินจากลมและแสงอาทิตย์ซึ่งเป็นขั้นตอนในการทำความสะอาดพื้นที่จัดเก็บ petrmalinak / Shutterstock.com

เราศึกษาสิ่งนี้และพบว่าสำหรับตารางมิดเวสต์จะมีจุดเปลี่ยนเมื่อลมและแสงอาทิตย์ถึงประมาณร้อยละ 18 ของกำลังการผลิตทั้งหมด: ณ จุดนั้นการเพิ่มที่เก็บข้อมูลเริ่มลดลงแทนที่จะเพิ่มการปล่อยมลพิษ ระดับการยอมรับปัจจุบันคือร้อยละ 10 ดังนั้นจึงต้องใช้เวลาสักครู่ก่อนที่การจัดเก็บในมิดเวสต์จะช่วยลดการปล่อยมลพิษ

อีกตัวเลือกหนึ่งคือเปลี่ยนวิธีการใช้งานที่จัดเก็บข้อมูล ด้วยราคาที่พอเหมาะกับคาร์บอนเช่นค่าใช้จ่ายของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่แตกต่างกันจะเปลี่ยนเพื่อให้ที่เก็บมีค่าใช้จ่ายน้อยลงจากโรงไฟฟ้าถ่านหินบ่อยครั้งลดการปล่อยแม้ในตารางมิดเวสต์ถ่านหินหนักของถ่านหิน

ในขณะที่ภาษีคาร์บอนของประเทศดูเหมือนจะไม่น่าจะเกิดขึ้นในอนาคตอันใกล้นี้ยังมีอีกหลายเส้นทางที่จะทำให้มั่นใจถึงผลลัพธ์ที่เป็นสีเขียวจากการเก็บรักษา ตัวอย่างเช่นรัฐสามารถกำหนดนโยบายที่ส่งเสริมการใช้ทรัพยากรที่เป็นศูนย์คาร์บอนมากกว่าการใช้ถ่านหิน

ไม่ว่าการเก็บข้อมูลจะช่วยให้เราใช้แหล่งพลังงานไฟฟ้าต้นทุนต่ำได้มากขึ้น คำถามคือไม่ว่าจะเป็นถ่านหินนิวเคลียร์หรือพลังงานหมุนเวียน

เกี่ยวกับผู้เขียน

Naga Srujana Goteti นักศึกษาปริญญาเอกสาขาพลังงานและการพัฒนาอย่างยั่งยืน Rochester Institute of Technology; Eric Hittinger ผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านนโยบายสาธารณะ Rochester Institute of Technologyและ Eric Williams รองศาสตราจารย์ด้านความยั่งยืน Rochester Institute of Technology

บทความนี้ถูกเผยแพร่เมื่อวันที่ สนทนา. อ่าน บทความต้นฉบับ.

หนังสือที่เกี่ยวข้อง

การเบิกถอน: แผนที่ครอบคลุมมากที่สุดที่เคยเสนอเพื่อย้อนกลับภาวะโลกร้อน

โดย Paul Hawken และ Tom Steyer
เมื่อเผชิญกับความกลัวและความไม่แยแสอย่างกว้างขวางกลุ่มนักวิจัยผู้เชี่ยวชาญและนักวิทยาศาสตร์ระหว่างประเทศได้มารวมตัวกันเพื่อเสนอชุดโซลูชั่นที่สมจริงและเป็นตัวหนาสำหรับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ หนึ่งร้อยเทคนิคและวิธีปฏิบัติมีอธิบายไว้ที่นี่ - บางคนรู้จักกันดี บางอย่างที่คุณอาจไม่เคยได้ยิน พวกเขามีตั้งแต่พลังงานสะอาดไปจนถึงการให้ความรู้แก่เด็กผู้หญิงในประเทศที่มีรายได้ต่ำถึงแนวทางการใช้ที่ดินที่ดึงคาร์บอนออกจากอากาศ การแก้ปัญหาที่มีอยู่เป็นไปได้ทางเศรษฐกิจและชุมชนทั่วโลกกำลังออกกฎหมายเหล่านี้ด้วยทักษะและความมุ่งมั่น วางจำหน่ายใน Amazon

การออกแบบโซลูชั่นภูมิอากาศ: คู่มือนโยบายสำหรับพลังงานคาร์บอนต่ำ

โดย Hal Harvey, Robbie Orvis, Jeffrey Rissman
จากผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศที่เกิดขึ้นกับเราแล้วความจำเป็นในการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกทั่วโลกจึงเป็นเรื่องเร่งด่วน เป็นความท้าทายที่น่ากลัว แต่เทคโนโลยีและกลยุทธ์ที่จะตอบสนองมันมีอยู่ในปัจจุบัน นโยบายพลังงานชุดเล็ก ๆ ซึ่งได้รับการออกแบบและดำเนินการอย่างดีสามารถนำเราไปสู่อนาคตคาร์บอนต่ำได้ ระบบพลังงานมีขนาดใหญ่และซับซ้อนดังนั้นนโยบายพลังงานต้องเน้นและคุ้มค่า วิธีการขนาดเดียวที่เหมาะกับทุกคนจะไม่ทำให้งานสำเร็จลุล่วง ผู้กำหนดนโยบายต้องการทรัพยากรที่ชัดเจนและครอบคลุมซึ่งสรุปนโยบายด้านพลังงานที่จะมีผลกระทบมากที่สุดต่อสภาพภูมิอากาศในอนาคตของเราและอธิบายวิธีการออกแบบนโยบายเหล่านี้ให้ดี วางจำหน่ายใน Amazon

นี้ทุกอย่างเปลี่ยนแปลง: ทุนนิยมกับสภาพภูมิอากาศ

โดย Naomi Klein
In นี้ทุกอย่างเปลี่ยนแปลง นาโอมิไคลน์ให้เหตุผลว่าการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศไม่ได้เป็นเพียงปัญหาอีกอย่างที่ต้องยื่นระหว่างภาษีและการดูแลสุขภาพ มันเป็นสัญญาณเตือนที่เรียกร้องให้เราแก้ไขระบบเศรษฐกิจที่ทำให้เราล้มเหลวในหลาย ๆ ด้าน ไคลน์อย่างพิถีพิถันสร้างกรณีสำหรับวิธีการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกของเราอย่างหนาแน่นเป็นโอกาสที่ดีที่สุดของเราในการลดความไม่เท่าเทียมกันที่อ้าปากค้างพร้อมจินตนาการจินตนาการประชาธิปไตยที่แตกสลายของเราและสร้างเศรษฐกิจท้องถิ่นที่น่าเกรงขามของเรา เธอแสดงให้เห็นถึงความสิ้นคิดในเชิงอุดมการณ์ของผู้ปฏิเสธการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศความหลงผิดของศาสนพยากรณ์ที่จะเป็น geoengineers และความพ่ายแพ้อันน่าเศร้าของการริเริ่มสีเขียวที่สำคัญมากเกินไป และเธอแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่าทำไมตลาดไม่ได้ - และไม่สามารถ - แก้ไขวิกฤติสภาพภูมิอากาศได้ แต่จะทำให้สิ่งต่าง ๆ แย่ลงด้วยวิธีการสกัดที่รุนแรงและเป็นอันตรายต่อระบบนิเวศมากขึ้นพร้อมกับระบบทุนนิยมจากภัยพิบัติอาละวาด วางจำหน่ายใน Amazon

จากสำนักพิมพ์:
การซื้อใน Amazon ไปเพื่อชดใช้ค่าใช้จ่ายในการนำคุณ InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, และ ClimateImpactNews.com ไม่มีค่าใช้จ่ายและไม่มีผู้โฆษณาที่ติดตามพฤติกรรมการท่องเว็บของคุณ แม้ว่าคุณจะคลิกที่ลิงค์ แต่อย่าซื้อผลิตภัณฑ์ที่เลือกเหล่านี้ แต่อย่างอื่นที่คุณซื้อในการเข้าชมครั้งเดียวกันบน Amazon จะจ่ายค่าคอมมิชชั่นให้เราเล็กน้อย ไม่มีค่าใช้จ่ายเพิ่มเติมสำหรับคุณดังนั้นโปรดช่วยสนับสนุนด้วย นอกจากนี้คุณยังสามารถ ใช้ลิงค์นี้ ใช้กับ Amazon ได้ตลอดเวลาเพื่อให้คุณสามารถช่วยสนับสนุนความพยายามของเรา