De hernieuwbare elektriciteit van Europa zou catastrofale klimaatverandering overleven

Onderzoekers hebben ontdekt dat de klimaatveranderingswolk een zilveren randje heeft: hernieuwbare elektriciteitssystemen, die sterk afhankelijk zijn van het weer, zullen waarschijnlijk blijven werken in Europa, zelfs na een catastrofale verschuiving in de atmosfeer van de aarde. Dergelijke wijzigingen veranderen statistieken, zoals het voordeel van transmissie en opslag met minder dan vijf procent.

Uit het onderzoek, dat woensdag is gepubliceerd, bleek dat landen met veel wind- en zonne-energie waarschijnlijk in het slechtste geval elektriciteit zullen blijven leveren. Het continentale elektriciteitsnet heeft misschien wat extra energie nodig om ervoor te zorgen dat elektriciteit blijft stromen. Smail Kozarcanin, een PhD-fellow bij de ingenieursafdeling van de universiteit van Aarhus in Denemarken en de eerste auteur van het onderzoek, vertelt omgekeerde dat tot op zekere hoogte het team deze resultaten niet verwachtte.

"Veel studies tonen aan dat klimaatverandering vaker extreme weersomstandigheden met zich meebrengt, en aangezien opwekking van wind- en zonne-energie afhankelijk is van het weer, d.w.z. wind en zonneschijn, is het logisch om te verwachten dat nieuwe extremen een andere infrastructuur zouden vereisen", vertelt Smail. omgekeerde. "We zien echter geen grote verschillen in veel van de sleuteldata die we het belangrijkst achten voor een toekomstig grootschalig elektriciteitssysteem op basis van wind- en zonne-energie."

Daar zijn een aantal redenen voor. De eerste is dat extreme weersomstandigheden soms al voorkomen in het huidige klimaat, dus hernieuwbare systemen zijn ontworpen met extreme omstandigheden in het achterhoofd. Een andere is dat de vraag naar elektriciteit niet zo sterk afhangt van het weer, en als er iets is, daalt de vraag iets in het warmere weer, omdat Europa vanwege zijn breedtegraad minder airconditioning gebruikt.

"De geringe afname van de opwekking van wind- en zonne-energie, d.w.z. de hoeveelheid elektriciteit die wordt opgewekt door dezelfde windturbine of zonnecel in de verschillende klimaatscenario's, lijkt enigszins negatief te worden beïnvloed door de klimaatverandering", zegt Smail. "Dat wil zeggen, warmere scenario's hebben meestal een verminderde output van dezelfde generators. Dit betekent dat er meer generatoren nodig zullen zijn om dezelfde hoeveelheid hernieuwbare energie te produceren, waardoor ze iets minder economisch concurrerend zijn."

Het onderzoek toont de kracht van bestaande duurzame energiesystemen, die wereldwijd geleidelijk aan in populariteit toenemen. De zonne-industrie in de Verenigde Staten is de afgelopen acht jaar met 159 procent toegenomen qua personeelsbestand, terwijl de totale windenergiecapaciteit in Noord- en Zuid-Amerika vorig jaar 135 gigawatt bereikte. Uit gegevens van BP blijkt dat het gebruik van hernieuwbare energie in 2017 met 17 procent is gegroeid, maar nog steeds slechts 8 procent van de wereldwijde elektriciteit.

Het onderzoeksrapport van de groep, "Impact van de klimaatverandering in de 21e eeuw op belangrijke eigenschappen van een op grote schaal hernieuwbaar elektriciteitssysteem", is gepubliceerd in het tijdschrift Joule.

"Voor zover ons bekend, bestaan ​​er geen studies in de literatuur waarvoor klimaatwijzigingsgegevens zijn toegepast op dit soort modellering van het elektriciteitssysteem", zegt Smail, die opmerkt dat vergelijkbare onderzoeken zijn uitgevoerd naar de elektriciteitsstelsels in de Verenigde Staten en China., maar deze keken alleen naar historische productiegegevens.

Smail merkt echter op dat de studie alleen naar het elektriciteitsnet keek. Dit is slechts een klein deel van het bredere energieverbruik van de mensheid, dat verwarming en transport omvat. Het team verwacht in een toekomstig onderzoek bredere effecten op verwarming en elektriciteit te onderzoeken, een belangrijk onderzoeksgebied, aangezien ongeveer 50 procent van het energieverbruik van het continent bestemd is voor verwarming. Onder de meest dramatische projecties voor klimaatverandering, zonder beleidsoverwegingen, daalt de behoefte aan ruimteverwarming met 33 procent, terwijl de behoefte aan koeling met 400 procent toeneemt.

Met dat in gedachten mogen de positieve resultaten niet dienen als een signaal dat de klimaatverandering beter zal uitpakken dan verwacht. Alleen al omdat het Europese elektriciteitsnet in orde zal zijn, betekent nog niet dat al het andere goed zal komen.

"Tijdens het laatste decennium is het duidelijk dat klimaatverandering frequentere en meer grillige weersomstandigheden veroorzaakt, ook in Europa," zegt Smail. "Dit is zeker een serieus onderwerp van grote zorg voor menselijke en natuurlijke systemen. De realiteit is op de een of andere manier anders wanneer we de impact van klimaatverandering op een Europees grootschalig weergestuurd elektriciteitssysteem beoordelen."

Lees het onderstaande abstract:

Dalende prijzen en belangrijke technologische ontwikkelingen drijven momenteel een verhoogde weersafhankelijke elektriciteitsproductie van hernieuwbare energiebronnen aan. In het licht van het veranderende klimaat is het relevant om na te gaan in hoeverre klimaatverandering directe gevolgen heeft voor toekomstige sterk weersafhankelijke elektriciteitssystemen. Hier gebruiken we drie IPCC-CO2-concentratieroutes voor de periode 2006-2100 met zes klimaatexperimenten met hoge resolutie voor het Europese domein. Klimaatgegevens worden gebruikt voor het berekenen van bias-gecorrigeerde 3-uurs tijdsreeksen van wind- en zonne-opwekking en temperatuurgecorrigeerde vraagtijdreeksen voor 30 Europese landen met behulp van de state-of-the-art methodologie. Analyse van het weer-aangedreven elektriciteitssysteem wordt vervolgens toegepast om vijf belangrijke metrieken van zeer hernieuwbare elektriciteitssystemen te vergelijken. We vinden dat de klimaatverandering de behoefte aan dispatchable elektriciteit met maximaal 20% vermindert. De overige belangrijke metrieken, zoals het voordeel van transmissie en opslag en vereisten voor het in evenwicht brengen van capaciteit en reserves, veranderen met maximaal 5%.