Estados Unidos podría reducir las emisiones de gases de efecto invernadero de la producción de energía hasta en un 78 por ciento por debajo de los niveles de 1990 dentro de 15 años mientras satisface la mayor demanda, según un nuevo estudio realizado por los investigadores de NOAA y la Universidad de Colorado Boulder.
El estudio utilizó un modelo matemático sofisticado para evaluar escenarios futuros de costo, demanda, generación y transmisión. Se encontró que con mejoras en la infraestructura de transmisión, los recursos renovables impulsados por el clima podrían suministrar la mayor parte de la electricidad de la nación a costos similares a los actuales.
"Nuestra investigación muestra que la transición a un sistema de transmisión y generación eléctrica confiable y con bajas emisiones de carbono se puede lograr con tecnología disponible comercialmente y dentro de 15 años", dijo Alexander MacDonald, coautor y director recientemente retirado del Sistema Terrestre de NOAALaboratorio de Investigación ESRL en Boulder.
El documento se publica en línea hoy en la revista Cambio climático de la naturaleza .
Aunque las mejoras en la generación eólica y solar han continuado reduciendo el costo de producción de energía renovable, estos recursos energéticos son inherentemente intermitentes. Como resultado, las empresas de servicios públicos han invertido en la capacidad de generación excedente para respaldar la generación de energía renovable con gas naturalgeneradores y otras reservas.
"En el futuro, puede que no lo necesiten", dijo el coautor principal Christopher Clack, físico y matemático del Instituto Cooperativo de Investigación en Ciencias Ambientales de la Universidad de Colorado Boulder.
Dado que el sol brilla o los vientos soplan en algún lugar de los Estados Unidos todo el tiempo, MacDonald teorizó que la clave para resolver el dilema de la generación renovable intermitente podría ser ampliar el sistema de generación de energía renovable para que coincida con la escala del climasistemas.
Entonces MacDonald, que estudió el clima y trabajó para mejorar los pronósticos durante más de 40 años, reunió a un equipo de otros cuatro científicos de NOAA para explorar la idea. Utilizando los datos meteorológicos de alta resolución de NOAA, construyeron un modelo para evaluar el costo deintegrando diferentes fuentes de electricidad en un sistema energético nacional. El modelo estima el potencial de recursos renovables, la demanda de energía, las emisiones de dióxido de carbono CO2 y los costos de expansión y operación de los sistemas de generación y transmisión de electricidad para satisfacer las necesidades futuras.
El modelo permitió a los investigadores evaluar la asequibilidad, la confiabilidad y las emisiones de gases de efecto invernadero de varias mezclas de energía, incluido el carbón. Mostró que el bajo costo y las bajas emisiones no son mutuamente excluyentes.
"El modelo busca implacablemente la energía de menor costo, independientemente de las restricciones que se apliquen", dijo Clack. "Y siempre instala más energía renovable en la red de la que existe hoy".
Incluso en un escenario donde la energía renovable cuesta más de lo que los expertos predicen, el modelo produjo un sistema que reduce las emisiones de CO2 en un 33 por ciento por debajo de los niveles de 1990 para 2030, y entregó electricidad a alrededor de 8.6 centavos por kilovatio hora.por kWh en 2012.
Si los costos de energía renovable fueran más bajos y los costos de gas natural más altos, como se espera en el futuro, el sistema modelado redujo las emisiones de CO2 en un 78 por ciento desde los niveles de 1990 y entregó electricidad a 10 centavos por kWh. El año 1990 es un punto de referencia científico estándarpara análisis de gases de efecto invernadero.
Un escenario que incluía carbón arrojó un costo menor 8,5 centavos por kWh, pero las emisiones más altas.
En la reciente cumbre climática de París, Estados Unidos se comprometió a reducir las emisiones de efecto invernadero de todos los sectores hasta un 28 por ciento por debajo de los niveles de 2005 para 2025. El nuevo documento sugiere que Estados Unidos podría reducir las emisiones totales de CO2 un 31 por ciento por debajo de los niveles de 2005 para 2030 en 2030realizar cambios solo dentro del sector eléctrico, a pesar de que el sector eléctrico representa solo el 38 por ciento del presupuesto nacional de CO2. Estos cambios incluirían la rápida expansión de la generación de energía renovable y la mejora de la infraestructura de transmisión.
Al identificar soluciones de bajo costo, los investigadores permitieron al modelo construir y pagar mejoras en la infraestructura de transmisión, específicamente una nueva red de transmisión de corriente continua de alto voltaje HVDC para complementar la red eléctrica actual. Líneas HVDC, que sonen uso en todo el mundo, reduzca las pérdidas de energía durante la transmisión a larga distancia. El modelo eligió utilizar esas líneas ampliamente, y el estudio encontró que invertir en una transmisión eficiente a larga distancia era clave para mantener los costos bajos.
MacDonald comparó la idea de una red HVDC con el sistema de autopistas interestatales que transformó la economía estadounidense en la década de 1950. "Con una 'interestatal para electrones', la energía renovable podría entregarse en cualquier parte del país mientras las emisiones caen en picado", dijo."Una red de HVDC crearía un mercado nacional de electricidad en el que todos los tipos de generación, incluidas las fuentes bajas en carbono, competirían en función del costo. La sorpresa fue cuán dominantes podrían ser la energía eólica y solar".
El nuevo modelo atrae el interés de otros expertos en el campo.
"Este estudio empuja el sobre", dijo Mark Jacobson, de la Universidad de Stanford, quien comentó sobre los hallazgos en un editorial que escribió para la revista Nature Climate Change. "Muestra que las energías renovables intermitentes más la transmisión pueden eliminar la mayor parte de la electricidad de combustibles fósiles al igualardemanda de energía a un costo menor que una red basada en combustibles fósiles, incluso antes de considerar el almacenamiento "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Colorado en Boulder . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :