憑藉廉價的太陽能和風能,是時候重新考慮能源效率嗎?

憑藉廉價的太陽能和風能,是時候重新考慮能源效率嗎?

減少能源部門排放的需求推動了水力,太陽能和風能的使用,以及開發能耗更低的更高效建築。 這些解決方案確實如此 略有減少 世界人均能源排放量。 但是,一旦可再生能源確實成為主導,整個“能源效率”概念就會過時。

簡單來說,能源效率是用於生產諸如保暖,運輸或娛樂等服務的能源數量。 在實踐中,特別是當應用於建築物和城市時,該目標轉化為“始終減少所有能量消耗”。

當能源主要來自碳密集型化石燃料時,這種策略是有意義的,在發電廠中,隨著需求的波動,可以輕鬆地開啟和關閉。 有一個簡單而直接的聯繫:如果你使用更少的能源,將減少燃燒的煤或氣體,並減少碳的排放。

但可再生能源改變了一切。 風和太陽都是自由的,幾乎是無限的,因此產生的每一個額外的能量單位不僅是清潔的,而且也是 基本上免費。 在可用時使用更多電力的缺點很小,我們需要重新考慮能源效率。

總是更少?

問題的關鍵是需要平衡供需。 在電力系統中,兩者必須始終均勻匹配,否則係統將崩潰,使每個人都無電。 當大多數發電機是可控制的並且能夠響應需求/供應平衡的變化時,這不是一個大問題,例如,如果大型發電機突然出現問題或者 26m的人都把水壺放了 立刻。

電力大多是可再生的,情況完全不同。 此時,發電的最後一刻變化會更大,更頻繁,可能是由於日照或風量的變化。 而且,由於渦輪機和太陽能電池板將大大取代傳統發電廠,因此可控制的發電機將更少,以平衡供需(渦輪機和麵板當然可以斷開,但風和太陽不能打開)。 實際上,一些發電廠的運行只是為了平衡系統。

在這種情況下,當出現盈餘時會發生什麼? 並不總是可能減少可控(主要是化石燃料)發電機的輸出,因為它們不能足夠快地反應,或者因為它們需要保持在線以幫助在不久的將來平衡系統。 可以將一些多餘的電存儲在電池中以供以後使用,但電池仍然非常昂貴。 我們距離擁有足夠的存儲空間來成為一個現實的選擇還有很長的路要走。 由於產生的電力比使用的電力多,清潔和廉價的電力可能會浪費掉。

這是時間問題

時機是關鍵。 如果人們專注於最大限度地減少他們使用的電量,那麼他們最終會錯過使用清潔廉價的可再生電力來洗衣,預熱房屋,充電汽車或其他時間靈活服務的好處。 在大多數電力可再生的情況下,他們甚至可以從燃氣轉換為電加熱,此舉將增加電力消耗,但會降低整體能源成本和排放。

理想情況下,當這意味著關閉化石燃料發電機而不是風力發電場或太陽能發電場時,消耗量會降低。 確實客戶已經存在 付出更多的電力 在高可再生能源盈餘期間。 這些“需求響應”計劃是靈活的消費者從改變消費中受益(而不僅僅是減少消費)的一種有效方式 使能源更便宜,更清潔.

位置很重要

減少電力消耗的時間很重要,但地點也是如此。 電力當然很少在其產生的地方使用,並且連接兩者的網絡可能變得飽和 - 特別是在需求高或發電量過剩的時期。 在這些方面,瓶頸可能阻止網絡的一部分中的大量可再生髮電被運輸到另一部分的消費者。 相反,這種需求可能來自化石燃料的電力,而可再生能源則受到限制。 這最終可以 增加賬單支付者的成本.

談話所有想要看到更清潔,更便宜的能源系統的人都需要重新定義“能源效率”,以解釋時間和地點的重要性。 請記住,與其他地方相比,使用更少的電力可以在一天中的某些時間和某些地方節省更多的金錢和排放。 雖然這可能是違反直覺的,但在可再生髮電可能會受到限制的時間和地點,實際上需要使用更多的電力。

關於作者

Nicholas Good,電能和電力系統研究員, 曼徹斯特大學 和EduardoMartínezCeseña,電能和電力系統研究員, 曼徹斯特大學

這篇文章最初發表於 談話。 閱讀 原創文章.

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