El vent i l'energia solar podrien substituir l'energia del carbó a Texas

Texas pot ser un model per a la nació sobre com substituir eficaçment el carbó per l'eòlica i solar per a les necessitats energètiques de l'estat alhora que compleix els objectius ambientals, segons una nova investigació d'enginyers de la Universitat de Rice.

El nou treball dirigit per l'enginyer ambiental Daniel Cohan i el principal sènior d'informàtica Richard Morse de l'Escola d'Enginyeria George R. Brown de Rice utilitza models d'optimització per identificar les combinacions de menor cost de projectes eòlics i solars proposats amb el potencial de substituir l'energia de carbó. generació a Texas.

Tal com afirmen els autors en el document, que apareix a la revistaRenovables: eòlica, aigua i solar, "En poques paraules, no sempre fa vent ni sempre sol, però gairebé sempre fa vent o sol en algun lloc de Texas".

Cohan va dir que això podria permetre que l'eòlica i la solar substitueixin gairebé tota la producció de carbó, especialment si els projectes eòlics i solars es troben en llocs que proporcionen una producció complementària. El nou document es basa en un estudi del 2018 del seu laboratori.

"Aquest document tracta realment sobre com podem fer la transició del carbó el més ràpidament possible", va dir Cohan, professor associat d'enginyeria civil i ambiental. "Texas encara crema més carbó i emet més diòxid de sofre i altres contaminacions que qualsevol altre estat. Tot i que una transició és inevitable, és urgent que abandonem el carbó el més aviat possible per millorar la qualitat de l'aire i la salut".

"Netejar l'energia que utilitzem per alimentar la societat és una de les coses més importants que hem de fer", va dir Morse, que va guanyar el Concurs de pòsters Malcolm Verdict Memorial a la Texas Energy Summit el 2020 pel seu treball en el projecte. "El professor Cohan ho va anunciar com un projecte de matemàtiques, i aquest és el meu antecedent, així que poder ajudar amb un projecte d'integració d'energia neta va ser molt interessant per a mi".

Diverses grans centrals de carbó de Texas van tancar el 2018 i la majoria de les plantes restants han funcionat molt per sota de la seva capacitat, fins i tot enmig de les interrupcions durant la congelació del febrer de 2021. La investigació de l'equip va trobar que només un terç dels projectes eòlics i solars ja proposats al Electric Reliability Council de Texas el juny de 2020 podrien substituir gairebé tota la generació de carbó de l'estat. Des del juny del 2020, s'han construït desenes d'aquests projectes i la cua de projectes solars proposats s'ha duplicat.

La clau de l'èxit de l'eòlica i solar serà l'ampliació de les línies de transmissió que connectin les parts més ventoses i assolellades de l'estat amb les ciutats.

"A Texas, aquest és el coll d'ampolla més gran que frena el creixement de l'energia eòlica i solar", va dir Cohan. "El projecte de llei d'infraestructures bipartidista que es va aprovar l'any passat és un bon començament, però no té prou finançament per a la transmissió. A més, en no connectar-se a altres xarxes, Texas ha perdut oportunitats per vendre l'energia eòlica i solar sobrants a altres estats. ."

Cohan va assenyalar que el gas natural continuarà sent fonamental per a la fiabilitat elèctrica de Texas a curt termini, especialment quan ERCOT treballa per recuperar-se de la congelació del 2021. No obstant això, la ubicació complementària dels parcs eòlics i solars pot reduir la necessitat de gas natural i d'emmagatzematge. eliminar la necessitat de carbó, va dir. L'estudi mostra que l'energia eòlica de l'oest de Texas acostuma a assolir el pic durant la nit, mentre que el vent del sud de Texas arriba amb brises marines a les tardes i vespres d'estiu. Juntament amb el solar diürn, aquestes fonts complementàries poden cobrir la majoria, però no totes les hores de l'any.

"Fins i tot amb un emplaçament complementari, encara hi haurà hores en què el sol no brilli i el vent no bufi", va dir Cohan. "Històricament, el principal repte han estat les tardes d'estiu en què els aparells d'aire condicionat funcionen a tota velocitat i la congelació ocasional. Els vents solars i costaners funcionen bé durant els pics d'estiu, però poden tenir calma en alguns vespres quan necessitem alguna cosa més per donar una puntada. dins".

Va dir que eliminar el carbó de la xarxa de Texas és només qüestió de temps. "Crec que cap de les companyies elèctriques vol fer funcionar plantes de carbó a llarg termini", va dir Cohan. "Són més bruts i costosos d'operar que construir projectes eòlics i solars des de zero, i la majoria de les empreses de serveis públics ara tenen plans per assolir les emissions netes de carboni zero el 2050, si no abans.

"Potser per això, no han estat invertint en millores a les seves plantes de carbó, moltes de les quals tenen més de 40 anys i no són gaire eficients", va dir.

Els coautors de l'article són Sarah Salvatore, estudiant d'enginyeria civil de Rice, i Joanna Slusarewicz, ara estudiant de postgrau a la Universitat Carnegie Mellon.

La Fundació Energy va donar suport a la investigació.

mineral.

"Potser per això, no han estat invertint en millores a les seves plantes de carbó, moltes de les quals tenen més de 40 anys i no són gaire eficients", va dir.

Els coautors de l'article són Sarah Salvatore, estudiant d'enginyeria civil de Rice, i Joanna Slusarewicz, ara estudiant de postgrau a la Universitat Carnegie Mellon.

La Fundació Energy va donar suport a la investigació.