Wind en zonne-energie kunnen de belangrijkste landen ter wereld het grootste deel van de tijd van stroom voorzien

In een onlangs gepubliceerd artikel inNatuurcommunicatie, zeiden de auteurs, waaronder experts van China's Tsinghua University, de Carnegie Institution for Science en Caltech, dat het grootste deel van de huidige vraag naar elektriciteit in geavanceerde, geïndustrialiseerde landen kan worden gedekt door een combinatie van wind- en zonne-energie . Maar die positieve bevinding komt met het voorbehoud dat extra inspanningen nodig zullen zijn om de landen' volledig tevreden te stellen; vereisten.

De meest betrouwbare systemen, die worden gedomineerd door windenergie, kunnen volgens het onderzoek 72 tot 91 procent van de tijd aan de elektriciteitsbehoefte in de onderzochte landen voldoen, zelfs zonder energieopslag. Met de toevoeging van 12 uur energieopslagcapaciteit worden systemen gedomineerd door zonne-energie en kunnen ze 83 tot 94 procent van de uren aan de vraag voldoen.

& quot;Wind en zonne-energie zouden op veel plaatsen aan meer dan 80 procent van de vraag kunnen voldoen zonder waanzinnige hoeveelheden opslag of overmatige opwekkingscapaciteit, wat het kritieke punt is," zei co-auteur Steve Davis, UCI-hoogleraar Aardsysteemwetenschap."Maar afhankelijk van het land kunnen er het hele jaar door vele meerdaagse perioden zijn waarin aan een bepaalde vraag moet worden voldaan door energieopslag en andere niet-fossiele energiebronnen in een koolstofvrije toekomst."

Het team analyseerde 39 jaar' ter waarde van uurlijkse gegevens over de vraag naar energie uit 42 grote landen om de toereikendheid van wind- en zonne-energiebronnen te evalueren om aan hun behoeften te voldoen. Ze ontdekten dat een volledige omschakeling naar duurzame energiebronnen gemakkelijker kan zijn voor grotere landen op lagere breedtegraden, die het hele jaar door kunnen vertrouwen op de beschikbaarheid van zonne-energie.

De onderzoekers noemden Duitsland een voorbeeld van een relatief kleiner land, in termen van landmassa, op een hogere breedtegraad, waardoor het moeilijker zal worden om in zijn elektriciteitsbehoeften te voorzien met wind- en zonne-energiebronnen.

& quot;Uit historische gegevens blijkt dat landen die verder van de evenaar liggen, af en toe perioden kunnen meemaken die'donkere doldrums' waarbij er zeer beperkte beschikbaarheid van zonne- en windenergie is," zei hoofdauteur Dan Tong, assistent-professor Aardsysteemwetenschap aan de Tsinghua University."Een recent optreden van dit fenomeen in Duitsland duurde twee weken, waardoor Duitsers gedwongen werden hun toevlucht te nemen tot uitzendbare generatie, die in veel gevallen wordt geleverd door fabrieken die fossiele brandstoffen verbranden."

Een van de benaderingen die de onderzoekers voorstelden om dit probleem te verlichten, is het opbouwen van productiecapaciteit die de jaarlijkse vraag overtreft, het ontwikkelen van langetermijnopslagmogelijkheden en het bundelen van middelen van meerdere landen op een continentale landmassa.

& quot;Europa geeft een goed voorbeeld," zei Tong, die haar werk aan deze studie begon als postdoctoraal wetenschapper in UCI's Department of Earth System Science."Veel consistentie en betrouwbaarheid zou kunnen worden geleverd door een systeem dat zonnebronnen uit Spanje, Italië en Griekenland omvat met overvloedige wind beschikbaar in Nederland, Denemarken en de Baltische regio."

De onderzoekers ontdekten dat een wind- en zonne-energiesysteem ongeveer 85 procent van de totale elektriciteitsvraag van de Verenigde Staten zou kunnen leveren, en dat bedrag kan ook worden verhoogd door overcapaciteit te vergroten, batterijen en andere opslagmethoden toe te voegen en verbinding te maken met andere nationale partners op het Noord-Amerikaanse continent.

& quot;Over de hele wereld zijn er enkele duidelijke geofysische beperkingen op ons vermogen om netto-nul koolstofelektriciteit te produceren," zei Davis."Het komt neer op het verschil tussen het moeilijke en het onmogelijke. Het zal moeilijk zijn om fossiele brandstoffen volledig uit onze energieopwekkingsmix te bannen, maar we kunnen dat doel bereiken wanneer technologieën, economie en sociaal-politieke wil op elkaar zijn afgestemd."