يستكشف المختبر الوطني للطاقة المتجددة مسارات مختلفة لكهرباء خالية من الانبعاثات بنسبة 100٪ في الولايات المتحدة.

من مجلة الكهروضوئية بالولايات المتحدة الأمريكية

هناك العديد من الطرق للوصول إلى كهرباء خالية من الانبعاثات بنسبة 100٪. أصدر المختبر الوطني للطاقة المتجددة التابع لوزارة الطاقة الأمريكية (NREL) "دراسة خيارات جانب العرض لتحقيق 100٪ من الكهرباء النظيفة بحلول عام 2035" ، والذي ينظر في سيناريوهات متعددة.

يخلص NREL إلى أن الشبكة النظيفة بنسبة 90 ٪ سيكون لها تكلفة إضافية منخفضة ، ويمكن بناؤها بشكل أساسي باستخدام طاقة الرياح الجديدة ، والطاقة الشمسية ، والتخزين ، والنقل. ومع ذلك ، فإن الـ 10٪ الأخيرة ستشكل تحديات مالية تتطلب البحث والتقنيات الجديدة.

يشير المعمل إلى أربع "عقبات حرجة" للوصول إلى 100٪:

1- تسريع كبير للكهرباء وزيادة الكفاءة في الطلب

2. تركيب بنية تحتية جديدة للطاقة بسرعة في جميع أنحاء البلاد

3- توسعت سلاسل التوريد وتصنيع الطاقة النظيفة

4- استمرار البحث والتطوير والتوضيح ودعم النشر لجلب التقنيات الناشئة إلى السوق (التحدي الأخير بنسبة 10٪)

في جميع السيناريوهات الرئيسية ، تهيمن الرياح والطاقة الشمسية على مزيج الكهرباء الأقل تكلفة ، والتي توفر معظم التوليد (60٪ إلى 80٪). بحلول نهاية هذا العقد ، ستتطلب الطاقة الشمسية إضافات من 40 جيجاواط إلى 90 جيجاواط سنويًا ، وستتطلب الرياح إضافات من 70 جيجاواط إلى 150 جيجاواط سنويًا. بحلول عام 2035 ، ستحتاج الولايات المتحدة إلى إضافة 2 تيراواط من طاقة الرياح والطاقة الشمسية معًا.

تشمل الإنجازات الأخرى التي يجب أن تحدث بحلول عام 2035 نشر 5 جيجاواط إلى 8 جيجاواط من الطاقة الكهرومائية الجديدة ، و 3 جيجاواط إلى 5 جيجاواط من الطاقة الحرارية الأرضية ، و 120 جيجاواط إلى 350 جيجاواط للتخزين النهاري. سيتطلب تحقيق هذه الأهداف ما بين 330 إلى 740 مليار دولار من إجمالي رأس المال.

مشكلة أخرى معقدة هي أن النماذج تتطلب ما بين 1400 و 10100 ميل من الخطوط الجديدة عالية السعة كل عام. تقول NREL أن هذا سيؤدي إلى مضاعفة معدل حجم النشر الذي يتم تثبيته اليوم بثلاثة أضعاف.

ستحتاج الطاقة الشمسية في الولايات المتحدة إلى زيادة انتشارها بشكل كبير ، مع معدلات تركيب تبلغ ضعفين إلى ثمانية أضعاف قدرة 15 جيجاوات التي تمت إضافتها في عام 2020. وستكون أحجام التركيب السنوية المستقبلية هذه من 25٪ إلى 110٪ من السعة الكلية المثبتة في جميع أنحاء العالم في عام 2020.