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客人博客

加利福尼亚推动了无碳电力

GOV.Jerry Brown签署了一个要求碳源的新法律,到2045年。可行吗?

Altamont通过风电场在加利福尼亚州中部,部分国家可再生能源组合。(照片:John K / CC By-NC-ND / Flickr)

加州州长杰瑞布朗签了一个新法律授权,电力消耗不会导致2045年的碳排放量

他还发出了一项行政命令进一步进一步:它将加州致力于“实现碳中立”,而不是在2045年的发电。在一起,这些步骤将加利福尼亚正在进行的过渡依赖于化石燃料进行能量。自2011年以来,这项努力一直在增加,当布朗签署了另一个犯下国家的法律它来自诸如风和太阳能等可再生来源的能量的三分之一到2020年 - 不包括大型水力电压。

基于30多年的时间与太阳能有关的研究根据我的评估,加利福尼亚州可以达到法律的雄心勃勃的目标,只要它继续实施促进国家在国家的可再生能源的快速扩张的计划。

一个增长产业

新法实际上设定了多个目标而不是一个目标。它提出加州将电力从再生资源达到2026年,这是2030年的份额增加到60%。

要采取下一步,而不是授权所有权力都可以再次源,国家立法者建立了100%的“零碳”目标。他们没有定义这个术语,但它被理解为包括风力和太阳能,大水电站,以及不产生二氧化碳的其他电源。

2010年的公用事业和风电从2010年增加到2017年的3%,在加利福尼亚州超过了2017年的18%,超过了先前的国家目标,主要是因为太阳能价格有很大程度上急剧下降最近几年。

对各种技术开放,使2045年的目标达到更容易和允许的州参议员凯文德莱昂,原来的法案作者,积累广泛支持该法案。

事情在2017年站在哪里

大约56%的2017年生成的电力加州来自不会发出碳的来源。到2045年,这将超过这一新目标。

然而暗黑破坏神峡谷植物加利福尼亚州的最后一座核电站将在2025年下载退役,而且没有其他反应堆的作品。这种关闭将消除来自核能的国家无碳功率的8.7%。

几乎所有剩余的44%的国家电力都是由此产生的燃烧天然气而且几乎没有来自煤炭。完全零碳将需要逐步淘汰国家的天然气发电厂。

在风和太阳能之上,其他代表选项包括地热小核反应堆, 和二氧化碳封存

一个码头这个立法是它仅处理公用事业级功率。它不会排除私人发电设备,例如柴油发电机可能用于泵送水。它也不会计算房主屋顶太阳能电池板产生的力量。

当太阳闪耀

一个并发症是,国家的能源混合可以变化很大,即使从一个小时到下一个小时。

考虑发生了什么2018年4月8日, 例如。这是一般阳光明媚,刮风的星期天,电力需求量相对较低。晚上,从可再生来源产生了大约40%的电力。但那天在中午,超过80%来自可再生来源,包括大规模水电。

如果从这些可再生源产生的电量大约增加一倍,因为我估计是满足2045个目标所必需的,那么当时中间的电力将大大超过当时电力的需求。

这项挑战全年转移。

2018年7月24日和7月25日如果加州人被要求自愿使用较少的电力在下午5点之间。和9下午9点由于天气炎热而避免停电。价格飙升超过10倍,有助于将需求保持在供应范围内。

在那些日子里,可再生地采购电力从未满足过一半的权力需求。

平衡技术

由于这种可变性程度,严重依赖可再生能源需要充足储能基于网格技术的大投资。

如今,独立系统运营商的预期对电力的需求是通过控制电网上电流的实体,并选择最低价格的电力。

泵送水电,从水泵送到水库的电力,是国家今天最常见的储存形式。虽然有限于带有大型水坝的地点,但在加利福尼亚州的那样,这种方式的能量可能会增加,这是最近提出的胡佛水坝

锂离子电池正在变得更加实惠,现在开始部署在公用事业规模。随着电池和太阳能价格下降,它可能变得有吸引力与电网断开并使用太阳系产生的电力并由电池存储。

较低的电池成本也促使销售额更多电动车。理想情况下,这些车辆可能在电力充足且便宜的时候充电。到2045年,我相信他们可以帮助将网格更加稳定。

其他选择正在变为可用。一个例子是实用规模压缩空气存储,能量存储为加压空气。

而且兴趣日益感兴趣太阳能热植物从阳光的热量产生电力并使用高温储存以在阳光落下后继续发电。

加利福尼亚大学默塞德许多其他批发电力客户通过使用热储存来节省资金。当电价较高时,它们会冷却水并将冷水用于空调。

蠕动的房间

由于加州的新法律并不要求加州的边界中产生的每件瓦,因此公用事业公司可以从附近的国家购买电力,只要他们验证其起源是与新法律的要求保持一致。

因为法律没有定义“零碳”,它提供了如何符合这个新目标的灵活性。

例如,加利福尼亚州将在其产量加上购买时允许天然气厂的持续运行可再生能源证书,颁发的贷记为即可再生电力发出可以售出,从产生太阳能或风能的实用程序。

这些学分通过几种安排而产生。也许最常见的是通过屋顶太阳能系统。小型太阳能在2017年提供加利福尼亚州的5%左右。它可能会增长加州对大多数新房的太阳能电池板的任务,从2020年开始。

在评估2045年的零碳的目标是否是现实的,值得考虑的是,太阳能已经长期种植了远远超过预测的步伐由于技术进步,政府政策等加利福尼亚州的新法律,市场力量和公众对可再生能源的需求。

Sarah Mercer是加利福尼亚大学的材料科学与工程教授,默塞德。这篇文章最初出现在对话。

6评论

  1. 艾伦B.||#1

    它是一个可达到的目标。
    详细信息很重要,泵送水电储存是一个很好的利用,太阳能对应于大多数AC使用以及智能水加热到电池需求管理的一些东西将有助于解决问题。
    最后它关于太阳能/风和储存来熨烫它们的变化。

    1. 专家成员
      达娜·迪斯特||#2

      加利福尼亚(与美国大多数人不同)有季节性峰值PV和峰风在温暖的月份,冬季最低。

      https://www.eia.gov/todayinenergy/detail.php?id=20112

      季节性空间加热负荷问题的主要解决方案无法通过需求响应或短期存储来固定。除了更智能的负载管理外,它还可花...

      - 答:大量的存储容量

      B:过建可再生能源和缩减/浪费产量

      C:更好地融入WECC网格市场(CAISO有些岛屿,受CA监管环境限制),并为其他地区建立了更多的传输能力。

      最经济的解决方案可能是“以上所有的解决方案”。

      1. 艾伦B.||#4

        我大家同意你的同意

        我不知道季节性山峰。但是你是正确的,处理它需要大量的过压处理程序,我也同意需求管理只能做得那么多。我正在读一篇关于没有害怕缩减的vox文章,这是一个我不同意它的概念,但它确实表明人们正在努力在未来的问题上致力于未来的问题,尽管我认为解决方案必须通过发现或创新来实现。。
        https://www.vox.com/energy-and-environment/2018/3/20/17128478/solar-duck-curve-nrel-researcher

        最近,我一直在澳大利亚观看电网,南澳大利亚的目标是100%可再生能源的工作。它们有大量的风,接近峰值网格使用,但随着它的间歇性,它们处于50%的净可再生能源(剩余与天然气满足的情况)。它们通常在短时间内可持续100%,有时半天或更长时间甚至超过100%,通常在晚上,但每当需求相对较低,每天的循环和风在非常高的容量因素上运行。在过去的一周里,他们在整个州的整个状态下的120%是非常有趣的。
        实时能源由来源,虽然没有历史数据
        https://renewechomy.com.au/nem-watch/

        因此,他们可以在未来几年中达到净零,而是只有工作,因为它们是可以吸收过量生产的较大电网的一部分,并且不再100%可再生渗透率。一旦整个国家网格更接近100%可再生能源,净零将无法工作。
        我记得在某个地方阅读,前60-80%的碳自由电力并不困难,但其余的越来越难以实现。

        岛上有一个特斯拉太阳能/电池系统,电池电量为3天,可以在6小时内充电(如果我正在正确记住数字)。它必须具有高缩减,但显然是更便宜的旧柴油系统。

        1. 专家成员
          达娜·迪斯特||#5

          我很清楚澳大利亚的故事(一直在追随续约经济博客),包括Aemo市场设计缺陷和政治内无法解决。屋顶太阳能比在加利福尼亚州更便宜(更好的输出),而且零售电力价格也比CA更多地超过50%以上。

          澳大利亚真正缺乏(以及加利福尼亚不)是一致的政策支持,让他们汇合在正确的解决方案。政府的变化导致政策中的疯狂过夜转变,或者有时只是制定政策漂流(因为它在当前政府在奥兹的当前政府下。)Audrey Zibelman下的AEMO具有正确的愿景和方向,但不是纠正所有的权力监管或政策支持结构。澳大利亚没有储存授权,但是私人投资者和州政府可以充分电价,即使联邦政府未能经历,私人投资者和州政府也可以为储存和可再生能源提供财务案例。澳大利亚有一次碳税,现在他们没有,并在关税和其他政策措施随着每个政府的改变,即使党的权力没有。

          缺乏一致性在边线上留下了第三方金融家,但高价格正在推动转向可再生能源。Sanjeev Gupta在他的组织拥有足够的资金以获得较低级别的成本,甚至赚取多余的电力生产,达到钢铁制作的不可靠电网的速度才能支付不可靠的电力,以便为钢铁制作进行换取钢材。目前)。

          塔斯马尼亚具有实质性的水力发电能力,并计划利用泵送储存的泵浦水电自给自足的100%可再生能力,所有人都没有来自中央政府的许多指导。塔斯马尼亚州和南澳大利亚之间的传输能力目前正在重大升级,SA将能够利用塔斯马尼亚储存来限制削减丹麦使用挪威水电资源的缩减方式,当多余的水流在欧洲其他地方出口时。

          新的泵浦水电并不是很便宜的(澳大利亚雪2的经济学不是一个猛烈的扣篮),并且由于光伏和风变得更便宜,缩减也更便宜。但如果不完全是免费的,那么更好地利用现有资产可以很便宜。加州目前无法从更广泛的WECC互连(由于CA的内部强加法规)充分利用,这将有助于解决短期和季节性能源赤字和缩减问题。

          使用在PJM电网控制区域历史气象数据模拟已经表明100%的可再生能源需要比只有80%的可再生能源甚至更少的存储(和较少缩减),和改进的传输线改善相邻网格可以进一步降低这一点。(CA不同风和太阳能的季节性产量至少在一定程度complemenary。)传输线也不便宜,但他们比最便宜的长期存储方案,而这几乎肯定将成为解决方案的一部分有和其他地方。

          1. 艾伦B.||#6

            你显然知道你的澳大利亚的东西;)

            塔斯马尼亚岛希望成为澳大利亚的电池及其良好的机会。总的来说,由于其巨大的水电资源充当存储,因此其可能的澳大利亚可能需要较少的储存。我常常在新南威尔士州的200MW中看到500MW或更多用于抽水的水力储存。

            我刚才读这篇关于碳剥离,如果使用削减能源将利用废弃资源假定技术辜负它的承诺(大若)
            https://cleantechnica.com/2018/10/05/carbon-engineering-claims-direct-air-capture-of-carbon-costs-less-than-100-per-ton/

            虽然我发现它有趣的是,你说100%需要较少的存储和缩减然后80%

  2. 删除了||#3

    “[删除]”

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