Tuulivoimalat, joita käytetään sähkön tuotantoon Etelä-Afrikan tuulipuistossa. Shutterstock

Siellä on vilkas keskustelu raivoaa Etelä-Afrikassa siitä, missä määrin uusiutuvien energialähteiden tulisi korvata hiili, etenkin kun otetaan huomioon ilmastonmuutoksen uhka. Maan sähköntoimitus on tällä hetkellä erittäin riippuvainen hiilestä. Vaikka on selvää, että hiilivoima ei katoa pian, on 100-prosenttisesti uusiutuviin energialähteisiin perustuva sähköntuotantosuunnitelma toteutettavissa - ja toivottavaa - sukupolvesta lähtien.

Suuri globaali energiamuutos on sähkön tuotantotavan ja toimituksen määritteleminen uudelleen. Aikaisemmin sähköntuotantoa hallitsivat suuret ja usein saastuttavat voimalaitokset, joita jaettiin isojen voimalinjojen kautta. Mutta suuntaus on nyt kohti pienimuotoiset yksiköt lähinnä paikallisten sähköverkkojen ruokinta.

Näitä muutoksia ajavat voimakkaat tekijät. Ensinnäkin olemassa on vakava uhka ilmastonmuutos jonka on merkittävässä määrin aiheuttanut hiilivoimalaitosten päästöt.

Toinen tekijä on ollut, että ydinenergiasta - vaikka puhdasta - on tullut taloudellisesti kilpailukykyinen. Ja jo rakenteilla olevat ydinvoimalat vaivaavat aina viivästykset ja kustannusylityksetSekä väitteet epäasianmukaisuudesta hankintaprosessissa.

Toinen merkittävä tekijä on ollut kehitys ja uusiutuvien energialähteiden tekniikoiden lisääminen. Tämän on mahdollistanut huomattavat kustannussäästöt, jotka ovat tehneet tuulen ja aurinkoenergian aurinkosähkön halvimmat vaihtoehdot.

Etelä-Afrikalla on paljon tehtävää uusiutuvan energian suhteen - hyvää auringonpaistetta ja rannikoita, jotka soveltuvat tuulivoiman tuotantoon. Mutta sen kyky siirtyä täysin pois hiilestä estää useita tekijöitä. Suurin on se, että tuuli- ja aurinkoenergia ovat ajoittaisia, eikä uusia tekniikoita ole vielä kehitetty, jotka sallivat halvan ja tehokkaan varastoinnin.

Etelä-Afrikan sähkömaisema

Etelä-Afrikan viimeisin sähkösuunnitelma - Integroitu energiasuunnitelma - on keskustelun alla. Lopullisen suunnitelman, joka kattaa ajanjakson 2030: iin, odotetaan ratifioivan ennen tämän vuoden loppua.

Tämä luonnos on suurelta osin vastaanotettu myönteisesti. Se suunnittelee sähkön kysynnän hitaampi kasvu kuin aiemmin ennustettiin. Se ei myöskään sulje pois mitään uutta ydinvoiman kehittämistä seuraaville 12-vuosille.

Uudessa luonnoksessa suositellaan strategiaa, jonka mukaan uusiutuvan energian tuotantokapasiteetti kasvaa huomattavasti. Tähän liittyisi ajoittain lyhytaikaista sähköntuotantoa kaasusta vaiheissa, jolloin tuuli ja aurinko eivät pysty vastaamaan sähkön kysyntään. Tätä suositellaan halvimmaksi vaihtoehtona.

Syy mieluummin kaasua Jos esimerkiksi kaasu on kallein polttoaine, jota käytetään sähköntuotannossa, kaasuvoimalaitosten rakentaminen on huomattavasti halvempaa. Ne voidaan myös kytkeä päälle ja pois päältä nopeammin kuin kilpailevat polttoainepohjaiset tekniikat, kuten hiili ja ydinvoima.

Optimaaliset skenaarioennusteet

- ehdotettu skenaario projisoi seuraavan energiantuotantokapasiteetin lisäämistä 2019: n ja 2030: n välille: 9.5GW tuuli, 6.8GW aurinko, 8.1GW kaasu, 6.7GW hiili ja 2.5GW vesivoima. Tähän sisältyvät jo hyväksytyt tai rakenteilla olevat hankkeet, erityisesti YK: n jäljellä olevat yksiköt Medupi ja Kusile hiililaitokset.

Nämä luvut heijastavat sitä, mitä suunnitellaan maksimaalisen sähköntuotantokapasiteetin suhteen - esimerkiksi mitä tuulipuistot tuottaisivat tuulen ollessa ja mitä aurinkolaitteita tuottaisi aurinkoisissa olosuhteissa. Kaasun tapauksessa on tarkoitus käsitellä tätä kapasiteettia varana. Ne toimisivat vain, kun muut lähteet eivät pysty vastaamaan sähkön kysyntää.

Kun tarkastellaan tuotettavan keskimääräisen sähkön määrää, Etelä-Afrikan energiasekoitus hallitsisi edelleen hiiltä 2030: ssä. tuotetun sähkön jakautuminen Lähteen mukaan olisi: hiili 64%, tuuli 13%, aurinko 8%, ydin 4%, vesivoima 3% ja kaasu 1%.

Suunnitelman suositukset kattavat vain ajanjakson 2019-2030. Mutta se tarjoaa myös luonnosmalleja energiasekoitukselle niin pitkälle kuin 2050. Se ennustaa, että 2050: ssä optimaalisen skenaarion mukaan 42% sähköstä tulee tuulesta, 20% auringosta, 17% hiilestä, 11% kaasusta ja ei ydinvoimaa.

Tämä tarkoittaa, että nykyisimmät energian suunnittelumallit, 100% uusiutuvaa sähköä Etelä-Afrikassa ei ole näkyvissä.

Onko uusiutuvista energialähteistä tuotettu sähkö 100% mahdollista?

Useat maat käyttävät jo melkein kaiken sähkön uusiutuvista energialähteistä. Nämä sisältävät Costa Rica, Islanti, Norja ja Paraguay. Ne ovat kaikki paljon vähemmän asukkaita kuin Etelä-Afrikka ja nauttivat suurista vesivoimavaroista. Etelä-Afrikka puolestaan ​​on veden niukkuusmaa.

Mutta Etelä-Afrikalla on edessään monia asioita. Sillä on paljon auringonpaistetta, ja sen rantaviiva ja rinteet tarjoavat upeat tuulensivustot tiloilla.

Joten miten Etelä-Afrikka saavuttaa 100% uusiutuvien energialähteiden yhdistelmänsä? Se ei voi luottaa kaasuun, joka ei ole uusiutuva energialähde. Se ei myöskään voi luottaa vesivoimaan, vaikka Kongon suuntaan suunnitellaan megaprojekteja joki.

Sitten on mielenkiintoisia vaihtoehtoja, kuten biopolttoaineet ja valtameren virta. Mutta niitä ei ole perustettu oikein.

Tämä jättää tuulen ja aurinkoa. Akilles-kantapää molemmilla on se, että pyrkimys täysin uusiutuvan energian saatavuuteen riippuu kyky varastoida sähköä syntyy pitkien ajanjaksojen aikana.

Valtava edistystä on saavutettu tallennuslaitteiden kapasiteetin parantamisessa ja vasta kehitetyn tekniikan kaupallistamisessa. Halpa pitkäaikainen sähkön varastointi on kuitenkin edelleen suurelta osin ulottumattomissa - tai epäkäytännöllistä.

Viime kädessä teknologisen kehityksen luonne ja kustannukset - riippumatta siitä, ovatko ne varastoitavissa vai yhdessä monenlaisessa sähköntuotantoteknologiassa - määräävät, pystyykö Etelä-Afrikka siirtämään energialähteensä dramaattisesti uusiutuvien energialähteiden käyttöön.

Author

Hartmut Winkler, fysiikan professori, Johannesburgin yliopisto

Tämä artikkeli julkaistaan ​​uudelleen Conversation Creative Commons -lisenssin alla. Lue alkuperäinen artikkeli.

Liittyvät kirjat

Laskutus: Kaikkein kattavin suunnitelma, jota koskaan ehdotettiin maailmanlaajuisen lämpenemisen kääntämiseksi

Paul Hawken ja Tom Steyer
Laajasti levinneen pelon ja apatian edessä kansainvälinen tutkijoiden, ammattilaisten ja tutkijoiden koalitio on koonnut tarjoamaan joukon realistisia ja rohkeita ratkaisuja ilmastonmuutokseen. Tässä on kuvattu sata tekniikkaa ja käytäntöä - jotkut ovat hyvin tunnettuja; jotkut, joita et ole koskaan kuullut. Ne vaihtelevat puhtaasta energiasta tyttärien kouluttamiseen pienituloisissa maissa maankäytön käytäntöihin, jotka vetävät hiiltä pois ilmassa. Ratkaisut ovat olemassa, ovat taloudellisesti kannattavia ja yhteisöt kaikkialla maailmassa toteuttavat niitä taitavasti ja päättäväisesti. Saatavana Amazon

Ilmastoratkaisujen suunnittelu: Poliittinen opas vähähiiliseen energiaan

Hal Harvey, Robbie Orvis, Jeffrey Rissman
Koska ilmastonmuutoksen vaikutukset ovat jo kohdanneet, tarve vähentää maailmanlaajuisia kasvihuonekaasupäästöjä on kiireellistä. Se on pelottava haaste, mutta tekniikat ja strategiat sen täyttämiseksi ovat olemassa tänään. Pieni joukko energiapolitiikkoja, jotka on suunniteltu ja toteutettu hyvin, voivat viedä meidät polulle vähähiiliseen tulevaisuuteen. Energiajärjestelmät ovat suuria ja monimutkaisia, joten energiapolitiikan on oltava kohdennettua ja kustannustehokasta. Yksi koko sopiva lähestymistapa ei yksinkertaisesti saa aikaan työtä. Päättäjät tarvitsevat selkeän, kattavan resurssin, jossa hahmotellaan energiapolitiikat, joilla on suurin vaikutus ilmastotulevaisuuteen, ja kuvataan, miten nämä politiikat suunnitellaan hyvin. Saatavana Amazon

Tämä muuttaa kaikkea: kapitalismi vs. ilmasto

kirjoittanut Naomi Klein
In Tämä muuttaa kaiken Naomi Klein väittää, että ilmastonmuutos ei ole pelkästään toinen asia, joka on jätettävä verojen ja terveydenhuollon välillä. Se on hälytys, joka kutsuu meitä vahvistamaan taloudellisen järjestelmän, joka on jo meitä monin tavoin epäonnistumassa. Klein rakentaa huolellisesti tapaa, jolla kasvihuonekaasupäästömme vähentäminen on meidän tilaisuutemme vähentää samanaikaisesti eriarvoisuutta, kuvitella rikkoutuneita demokratiojamme uudelleen ja rakentaa taloutemme. Hän paljastaa ilmastonmuutoksen denierien ideologisen epätoivon, mahdollisten geoengineerien messiaaniset harhaluulot ja liian monien vihreiden aloitteiden traagisen defeatismin. Ja hän osoittaa täsmälleen, miksi markkinat eivät ole - eivätkä voi - korjata ilmastokriisiä, vaan pahentavat sen sijaan entistä äärimmäisempiä ja ekologisesti haitallisia uuttomenetelmiä, joihin liittyy riehuva katastrofi kapitalismi. Saatavana Amazon

Julkaisijasta:
Ostot Amazon-palvelussa kulkevat sinut tuodakseen InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, ja ClimateImpactNews.com maksutta ja ilman mainostajia, jotka seuraavat seurantatapojasi. Vaikka napsautat linkkiä, mutta älä osta näitä valittuja tuotteita, kaikki muut, jotka ostat samassa Amazon-vierailussa, maksaa meille pienen palkkion. Sinulle ei aiheudu lisäkustannuksia, joten olkaa hyvä ja edistäkää työtä. Voit myös käytä tätä linkkiä käyttää Amazonia milloin tahansa, jotta voit auttaa tukemaan ponnisteluja.