Учёные провели исследования по замене угольных электростанций в штате Техас ветряной и солнечной энергией

Специалисты из Университета Райса провели исследование, согласно которому когда Техас может стать в США образцом по эффективной замене угольных электростанций солнечной и ветряной энергией. Работу исследователя провели под руководством инженера-эколога Дэниела Коэна и старшего специалиста по компьютерным наукам Ричарда Морса. Они использовали оптимизационное моделирование для определения наименее затратных комбинаций предлагаемых ветряных и солнечных проектов с потенциалом замены угольной энергии. Авторы исследования говорят, что не всегда в Техасе ветренно и не всегда солнечно, но есть места, где почти всегда есть солнце или ветер.

Как отметил он, Техас до сих пор сжигает больше всех других штатов угля и выбрасывает больше всего диоксида серы. Энергетический переход, по его словам, неизбежен и нужно максимально быстро отказаться от угля, чтобы улучшить здоровье населения и качество воздуха. Морс говорит, что очистка энергии, которую они используют, является одной из наиболее важных вещей, которые сейчас нужно делать.

В 2018 году на территории Техаса закрылись сразу несколько крупных угольных электростанций. Большинство оставшихся работают намного ниже своих проектных мощностей. Проведенное исследование показывает, что даже треть солнечных и ветряных проектов, предложенных совету по надежности электроснабжения Техаса к июню 2020 года, могут заменить практически всю угольную генерацию электроэнергии этого штата. Учёные считают, что ключом к успеху ветровой и солнечной энергии является расширение линий электропередач, которые соединяют наиболее солнечные и ветряные части штата с крупными городами.

Коэн говорит, что следует обратить внимание на законодательство в этой сфере, чтобы устранить узкое место, замедляющее рост ветряной и солнечной энергетики. Хорошим началом в этом направлении он считает законопроект об инфраструктуре, который был принят в прошлом году. Однако, по его мнению, в нём недостаточно средств для передачи электроэнергии. Помимо этого, не подключившись к сетям других штатов, Техас теряет возможность продавать излишки солнечной и ветровой энергии.

Коэн признаёт, что решающее значение для надёжности энергоснабжения Техаса, будет играть природный газ. По крайней мере, в ближайшем будущем. Однако дополнительное строительство солнечных и ветряных электростанций позволит уменьшить потребность в природном газе и его хранении.

Исследование показало, что ветровая энергия в Западном Техасе обычно достигает пика в ночное время. Ветер из Южного Техаса достигает пика с морскими бризом днём и вечером. Вместе с дневным солнцем и эти дополнительные источники энергии смогут обеспечить большую части штата электроэнергией, но не во все часы. Даже при размещении дополнительных солнечных и ветряных электростанций в сутках будут часы, когда ветер не дует, а солнце не светит. Исторически здесь сложилось так, что основная нагрузка приходится на летние дни, когда все включают кондиционеры на полную мощность. А также большая нагрузка создаётся в зимнее время, когда приходят сильные заморозки. Прибрежные ветры и солнце обеспечат энергией во время летних пиков. Но по вечерам может быть затишье и требуется ещё что-то для подстраховки, говорит Коэн.

Коэн считает, что отказ от угля в системе электрогенерации является лишь вопросом времени. Ни одна из энергетических компаний не захочет эксплуатировать угольные электростанции в долгосрочной перспективе. Они обходятся дороже в эксплуатации и создают больше выбросов по сравнению с солнечными и ветряными станциями. Тем более, что многие коммунальные компании поставили перед собой задачу добиться к 2050 году нулевых выбросов углерода. Стоит также отметить, что в модернизацию угольных электростанций не вкладывали средства на протяжении 40 лет. Многие из них являются малоэффективными.

Результаты проведённого исследования можно посмотреть здесь.