Kamakailan ay sinimulan ng Pacific Gas and Electric (PG&E) ang proseso ng pagsasara sa pasilidad ng henerasyon ng Diablo Canyon, ang huling aktibong planta ng nukleyar na kapangyarihan sa California. Ang planta ng kuryente, na matatagpuan malapit sa Avila Beach sa gitnang baybayin ng California, ay binubuo ng dalawang 1,100 megawatt (MW) na reaktor at gumagawa ng 18,000 gigawatt-oras (GWh) na kuryente sa isang taon, halos 8.5 porsyento ng pagkonsumo ng kuryente ng California noong 2015. Ito ay , hanggang sa puntong ito, ang nag-iisang pinakamalaking pasilidad sa pagbuo ng elektrisidad sa estado.

Ang pagtaas sa nalalapit na pagsasara ng Diablo Canyon ay pambatasang batas ng California State Sb 350, o ang Clean Energy and Pollution Reduction Act ng 2015. Ang gawa ay isang pundasyon ng patuloy na pagsisikap ng estado na mag-decarbonize ang grid ng koryente nito sa pamamagitan ng pag-aatas ng mga utility na isama ang mga mapagkukunan ng renewable para sa isang bahagi ng kanilang mga de-kuryenteng henerasyon sa mga darating na taon. Ang utos ay nangangailangan din ng mga utility na magpatakbo ng mga programa na dinisenyo upang i-double ang kahusayan ng kuryente at natural na pagkonsumo ng gas.

Subalit ang isang bilang ng mga makabuluhang hindi nasagot na mga katanungan ay mananatiling tungkol sa ambisyosong patakaran enerhiya, tulad ng pinlano na pagsasara ng 2025 inilalarawan ng Diablo Canyon. Maaari bang magbigay ang mga kagamitan ng elektrisidad sa buong oras gamit ang mga alternatibong pinagkukunang henerasyon? At mahalaga, ang mga teknolohiya sa pag-iimbak ng enerhiya ay nagbibigay ng kapangyarihan sa demand na ang mga tradisyunal na generators ay tapos na?

Paglipat mula sa nuclear power

Nakita ng mga nuclear power plant ang kanilang pagiging kapanahunan sa maagang 1970 at pinuri dahil sa kanilang kakayahang gumawa ng malalaking halaga ng kuryente sa pare-pareho ang rate nang walang paggamit ng fossil fuels.

Gayunpaman, dahil sa negatibong opinyon at mahal na renovations, ngayon kami ay obserbahan ang isang trend kung saan ang mahaba-tumatakbo nuclear power halaman ay shut down at napakakaunting mga bagong halaman ay naka-iskedyul para sa konstruksiyon sa Estados Unidos.

Ang mga utility ay lumilipat patungo sa renewable generation ng kuryente, tulad ng solar at hangin, bahagyang bilang tugon sa mga pwersang pang-merkado at bahagyang bilang tugon sa mga bagong regulasyon na nangangailangan ng mga utility upang mabawasan ang mga greenhouse gas emissions. Sa California, sa partikular, ang paglipat patungo sa renewable energy para sa merkado at mga kadahilanang pangkapaligiran, kasama ang negatibong pang-unawa ng pampublikong pang-unawa ng nuclear energy, ay sanhi utilities na iwanan ang kapangyarihan ng nuclear.

Habang ang mga kalaban ay maaaring tingnan ang pag-shutdown ng mga planta ng nukleyar na kuryente bilang isang tagumpay sa kalusugan at pangkapaligiran, ang pagsasara ng mga nukleyar na halaman ay nagpapalakas ng mga hamon na kinakaharap ng mga kagamitan upang matugunan ang pangangailangan sa pagkonsumo ng kuryente habang sabay na binabawasan ang kanilang carbon footprint. Ang PG&E, halimbawa, ay nangako na taasan ang mga mapagkukunang nababagong enerhiya at pagsisikap sa kahusayan ng enerhiya, ngunit ito lamang ang hindi makakatulong sa kanila na maibigay ang kanilang mga customer ng kuryente sa buong oras. Ano ang maaaring magamit upang punan ang malaking sukat na naiwan ng pagsasara ng Diablo Canyon?

Ang mga pinagkukunan ng enerhiya ng hangin at hangin ay kanais-nais habang gumagawa sila ng walang kuryente na kuryente nang hindi nakakagawa ng nakakalason at mapanganib na mga produkto ng basura. Gayunpaman, sila rin ay nagdusa mula sa kawalan ng kakayahang makagawa ng koryente nang paulit-ulit sa buong araw. Ang enerhiya ng solar ay maaaring magamit lamang kapag ang araw ay lumalabas, at ang bilis ng hangin ay naiiba nang hindi inaasahan.

Upang matugunan ang pangangailangan ng kuryente ng kostumer sa lahat ng oras, ang mga teknolohiya sa pag-iimbak ng enerhiya, kasama ang higit na mga pinagkukunan ng renewable at mas mataas na enerhiya na kahusayan, ay kinakailangan.

Ipasok ang imbakan ng enerhiya

Matagal nang naiisip ang imbakan ng enerhiya bilang panustos para sa pagsasama ng renewable energy sa grid sa malaking antas. Ang pagpapalit ng henerasyon ng kapangyarihan na natitira ng pagsasara ng Diablo Canyon ay mangangailangan ng malawak na pagdaragdag sa hangin at solar. Gayunpaman, ang mas maraming renewable energy generation ay mangangailangan ng mas maraming storage.

Mayroong maraming iba't ibang mga teknolohiya sa pag-iimbak ng enerhiya na kasalukuyang magagamit o sa proseso ng komersyalisasyon, ngunit ang bawat isa ay bumaba sa isa sa apat na pangunahing mga kategorya: kemikal na imbakan tulad ng mga baterya, kinetikong imbakan tulad ng flywheels, thermal storage at magnetic imbakan.

Ang iba't ibang mga teknolohiya sa bawat isa sa mga kategoryang ito ay maaaring characterized at inihambing sa mga tuntunin ng kanilang:

• rating ng kapangyarihan: kung magkano ang kasalukuyang ginawa ng mga de-koryenteng
• kapasidad ng enerhiya: kung magkano ang enerhiya ay maaaring maimbak o maalis, at
• oras ng pagtugon: ang minimum na dami ng oras na kinakailangan upang makapaghatid ng enerhiya.

Ang pangunahing hamon na napapaharap sa mga utility ngayon ay kung paano isama ang mga teknolohiya ng imbakan ng enerhiya para sa mga partikular na application ng paghahatid ng kapangyarihan sa mga tukoy na lokasyon.

Ang hamon na ito ay higit pang kumplikado sa pamamagitan ng sistema ng transmisyon ng kuryente at mga pag-uugali ng mamimili na umunlad batay sa isang sistema ng suplay ng enerhiya na pinangungunahan ng fossil fuels. Bukod pa rito, ang mga teknolohiya ng imbakan ay mahal at paunlad pa rin, na gumagawa ng mga fossil fuel generator na mas kapaki-pakinabang ng ekonomiya sa maikling panahon.

Pagpapatupad ng mga teknolohiya ng imbakan

Sa kasalukuyan sa California, ang imbakan ng enerhiya ay epektibong ibinibigay ng fossil fuel power plants. Ang mga natural na gas at mga plantang pinapatakbo ng karbon ay nagbibigay ng matatag na "baseload" na kapangyarihan at maaaring umakyat ng henerasyon upang matugunan ang mga peak na hinihiling, na karaniwang nangyayari sa hapon at maagang gabi.

Ang isang solong enerhiya imbakan aparato ay hindi maaaring direktang palitan ang potensyal na kakayahan ng mga fossil pinagkukunan ng gasolina, na maaaring makabuo ng mataas na mga rate ng kapangyarihan hangga't kinakailangan.

Ang kawalan ng kakayahang magsagawa ng kapalit na tulad-sa-tulad ay nangangahulugan na ang isang mas sari-sari portfolio na diskarte papunta sa imbakan ng enerhiya ay dapat na pinagtibay upang gumawa ng isang mahusay na paglipat sa isang mas mababang carbon enerhiya hinaharap. Ang nasabing balanseng imbensyon ng enerhiya ay kinakailangang binubuo ng ilang kombinasyon ng:

• ang mga sistemang imbakan ng enerhiya na may kakayahang mapanatili ang kalidad ng kuryente sa pamamagitan ng pagtugon sa mga naisalokal na mga spike sa peak demand at buffering ng mga pagbabago sa panandaliang supply ng panandaliang panahon. Ang mga ito ay maaaring magsama ng mga supercapacitor, baterya at flywheel na maaaring mabilis na makapagbigay ng pagsabog ng kapangyarihan.

• Ang mas mababang bilis ng imbakan ng enerhiya na maaaring magbigay ng maraming kapangyarihan at mag-imbak ng maraming enerhiya. Ang mga sistemang ito, tulad ng pumped hydro at thermal storage na may purong solar power, ay may kakayahang maglipat ng seasonality ng solar production at pagsasagawa ng mga natatanging pangangailangan ng kuryente para sa malalaking sukat o sensitibong mga gumagamit ng kapangyarihan sa mga komersyal at pang-industriya na sektor.

Ang hanay ng mga teknolohiya ng imbakan ay kailangang maiugnay sa isang uri ng chain, nested at tiered sa pamamagitan ng paggamit ng dulo, lokasyon at pagsasama sa grid. Bukod pa rito, ang mga sistema ng pamamahala ay kinakailangan upang kontrolin kung paano nakikipag-ugnayan ang mga teknolohiya ng imbakan sa grid.

Sa kasalukuyan walang sapat na imbakan ng enerhiya sa lugar, ginagamit ngayon ng mga utility ang natural na gas upang mapunan ang mga puwang sa suplay ng kuryente mula sa mga pinagbabagong renewable. Ang mga utility ay gumagamit ng "peaker" na mga halaman, na mga likas na gas na nakapagpapalusog na mga halaman na maaaring magbukas ng henerasyon pataas o pababa upang matugunan ang pangangailangan ng kuryente, tulad ng kapag ang solar output ay bumaba sa huli at gabi, habang gumagawa ng air pollution at greenhouse gas emissions sa proseso .

Sa natural na pagkonsumo ng gas para sa henerasyon ng kuryente sa pagtaas, mas mahusay ba na panatilihin ang nuclear power habang ang mga teknolohiya sa pag-iimbak ng enerhiya ay mature? Kahit na mas mababa ang polluting kaysa sa karbon, natural gas ay gumagawa ng greenhouse gas emissions at may potensyal na maging sanhi ng kapaligiran na mapanganib na paglabas, tulad ng nakikita sa Aliso Canyon.

Sa nuclear, hindi pa rin malinaw kung ano ang gagawin sa nuclear waste, at ang kalamidad sa Fukushima nuclear power plant sa Hapon sa 2011 ay nagha-highlight kung paano maaaring maging mapanganib ang mga nuclear power plant.

Anuman ang sitwasyon na iyong pinaniniwalaan ay pinakamainam, maliwanag na ang imbakan ng enerhiya ay ang pangunahing limitasyon sa pagkamit ng grid ng koryente na walang carbon.

Ang pangako ng California sa mga mapagkukunan ng renewable enerhiya ay nakatulong sa paglilipat ng estado sa paggamit ng mas mababa fossil fuels at emitting mas mababa greenhouse gases. Gayunpaman, ang maingat na pagpaplano ay kinakailangan upang matiyak na ang mga sistema ng pag-iimbak ng enerhiya ay na-install upang sakupin ang mga tungkulin sa pag-load ng baseline na kasalukuyang hawak ng natural gas at nuclear power, dahil ang mga renewable at enerhiya na kahusayan ay hindi maaaring makapagdala ng pasanin.

Tungkol sa Ang May-akda

Eric Daniel Fournier, Post Doctoral Researcher, Spatial Informatics, University of California, Los Angeles

Alex Ricklefs, Research Analyst sa Sustainable Communities, University of California, Los Angeles

Ang artikulong ito ay orihinal na na-publish sa Ang pag-uusap. Basahin ang ang orihinal na artikulo.

Mga Kaugnay Books

at InnerSelf Market at Amazon