जरूरत है: कार्बन के बाद की दुनिया के लिए एक ग्रिड बदलाव

जनता से रिश्ता वेबडेस्क। 1988 की गर्मियों में, वैज्ञानिक जेम्स हैनसेन ने अमेरिकी कांग्रेस को गवाही दी कि जीवाश्म ईंधन को जलाने से कार्बन डाइऑक्साइड खतरनाक रूप से ग्रह को गर्म कर रहा था। वैज्ञानिक बैठकें हुईं, बड़ी संख्या में रिपोर्टें लिखी गईं और राष्ट्रीय प्रतिज्ञाएँ की गईं, लेकिन क्योंकि जीवाश्म ईंधन तुलनात्मक रूप से सस्ते थे, कार्बन उत्सर्जन को कम करने के लिए बहुत कम ठोस कार्रवाई की गई।

फिर, 2009 के आसपास, पहले पवन टर्बाइन और फिर सौर फोटोवोल्टिक पैनल बिजली बाजारों में प्रतिस्पर्धी बनने के लिए लागत में काफी कम हो गए। अधिक इंस्टॉलेशन के परिणामस्वरूप अधिक "लर्निंग कर्व" लागत में कमी आई - तैनाती के हर दोगुने के साथ लागत में कमी।

2009 के बाद से, पवन और सौर ऊर्जा की कीमतों में आश्चर्यजनक रूप से क्रमशः 72% और 90% की कमी आई है, और वे अब बिजली के सबसे सस्ते स्रोत हैं - हालाँकि कुछ चुनौतियाँ अभी भी मौजूद हैं।

तेजी से तीव्र गर्मी की लहरों, सूखे, जंगल की आग और तूफान का सामना करने वाले ग्रह के साथ, जलवायु संकट से निपटने का एक रास्ता स्पष्ट हो गया: इलेक्ट्रिक ग्रिड को कार्बन-मुक्त हवा और सौर में परिवर्तित करना और परिवहन, इमारतों और उद्योग में अधिकांश अन्य जीवाश्म ईंधन उपयोगकर्ताओं को परिवर्तित करना। बिजली।

अमेरिका उस दिशा में आगे बढ़ रहा है। ब्लूमबर्गएनईएफ के आंकड़ों के अनुसार, शुरुआती अनुमानों से पता चलता है कि 2020 में अमेरिका में 33,500 मेगावाट सौर और पवन बिजली स्थापित होने के बाद, दुनिया ने 2021 में अक्षय बिजली के विकास का एक रिकॉर्ड वर्ष पूरा किया।

आगे और भी तेज विकास की उम्मीद है, विशेष रूप से उच्च मूल्य वाले अपतटीय पवन संसाधनों का दोहन करने की बिडेन प्रशासन की योजनाओं को देखते हुए। लेकिन क्या यह काफी तेज होगा?

बिडेन प्रशासन का लक्ष्य 2035 तक कार्बन उत्सर्जन मुक्त ग्रिड बनाना है। एक हालिया अध्ययन में पाया गया कि 2030 तक स्वच्छ ऊर्जा द्वारा संचालित ग्रिड के लिए अमेरिका को अपनी 2020 की विकास दर को लगभग तिगुना करने की आवश्यकता होगी। (जितना मुश्किल यह लग सकता है, चीन ने कथित तौर पर 2020 में 120,000 मेगावाट पवन और सौर स्थापित किया।)

इस संक्रमण की नींव विद्युत ग्रिड में ही एक नाटकीय परिवर्तन है।

पवन और सौर को अंदर कैसे लाएं

20वीं शताब्दी के सबसे महान आविष्कार के रूप में प्रसिद्ध, हमारी अब उम्र बढ़ने वाली ग्रिड मूलभूत अवधारणाओं पर आधारित थी जो उस समय विकसित हुई थी जब इसे विकसित किया गया था। मूल नींव "बेस लोड" कोयला संयंत्रों का एक संयोजन था जो दिन में 24 घंटे और बड़े पैमाने पर जल विद्युत संचालित करता था

1958 से शुरू होकर, इन्हें परमाणु ऊर्जा संयंत्रों द्वारा संवर्धित किया गया था, जिन्होंने अपने बड़े पूंजी निवेश का भुगतान करने के लिए लगभग लगातार काम किया है। कोयले और परमाणु के विपरीत, सौर और पवन परिवर्तनशील हैं; वे तभी शक्ति प्रदान करते हैं जब सूर्य और हवा उपलब्ध हों

21वीं सदी के ग्रिड में बदलने के लिए जो तेजी से परिवर्तनशील संसाधनों पर आधारित है, सोचने के एक बिल्कुल नए तरीके की आवश्यकता है। लचीलेपन के नए स्रोत - सभी समय के पैमाने पर आपूर्ति और मांग को संतुलन में रखने की क्षमता - इस संक्रमण को सक्षम करने के लिए आवश्यक हैं।

कैलिफोर्निया के तहचापी के पास पाइन ट्री विंड फार्म लॉस एंजिल्स को अक्षय ऊर्जा प्रदान करता है। फोटो: डेनिस श्रोएडर / राष्ट्रीय अक्षय ऊर्जा लैब

पवन और सौर ऊर्जा की परिवर्तनशीलता को समायोजित करने के मूल रूप से तीन तरीके हैं:

भंडारण का प्रयोग करें;

अधिक संचरण के साथ-साथ देश के एक विस्तृत क्षेत्र में एक समन्वित फैशन में पीढ़ी को तैनात करें; तथा

आपूर्ति से बेहतर मिलान करने के लिए बिजली की मांग का प्रबंधन करें।

ये सभी लचीलेपन के स्रोत हैं।

भंडारण अब बड़े पैमाने पर लिथियम-आयन बैटरी द्वारा प्रदान किया जा रहा है। उनकी लागत कम हो गई है, और नई भंडारण प्रौद्योगिकियां विकसित की जा रही हैं।

विस्तारित संचरण विशेष रूप से मूल्यवान है। जब शाम के समय पूर्वोत्तर चरम पर बिजली की मांग का अनुभव कर रहा होता है, तब भी पश्चिम में सूरज रहता है। और, अधिक संचरण के साथ, देश के केंद्र में बड़े पवन संसाधन दोनों तटों की ओर बिजली भेज सकते हैं। ट्रांसमिशन अध्ययनों से पता चला है कि देश के तीन पावर ग्रिड के बीच मजबूत इंटरकनेक्शन अत्यधिक फायदेमंद हैं।

इमारतों को अधिक कुशल बनाना और उनकी मांग को नियंत्रित करना भी ग्रिड की सफाई में बड़ी भूमिका निभा सकता है। इमारतें अमेरिकी बिजली का 74% उपयोग करती हैं। स्मार्ट मीटर वाले इंटरकनेक्टेड डिवाइस और उपकरण भवन के बिजली के उपयोग को कम और नया आकार दे सकते हैं।

100% स्वच्छ शक्ति बनाना संभव है

कई विश्लेषकों का मानना ​​​​है कि अमेरिका 80% से 90% स्वच्छ बिजली के साथ बिजली ग्रिड को प्रभावी ढंग से और मज़बूती से संचालित कर सकता है, लेकिन पिछले 10% से 20% तक डीकार्बोनाइज़ करना विशेष रूप से अधिक चुनौतीपूर्ण होगा।

जबकि छोटी अवधि का भंडारण, चार घंटे या उससे कम समय तक चलने वाला, सर्वव्यापी होता जा रहा है, हमें कुछ अवधियों के दौरान बिजली प्रदान करने की आवश्यकता होगी जब पवन और सौर संसाधन निम्न स्तर पर हों (जिसे जर्मन डंकेलफ्लोट या "डार्क डोलड्रम्स" कहते हैं)।

एक विस्तारित राष्ट्रीय ट्रांसमिशन नेटवर्क मदद करेगा, लेकिन कुछ मात्रा में लंबी अवधि के भंडारण की आवश्यकता होगी।

वैकल्पिक बैटरी प्रौद्योगिकियों और हरे हाइड्रोजन सहित कई विकल्पों का पता लगाया जा रहा है।

फ्लो बैटरी उन आशाजनक दृष्टिकोणों में से हैं जिन पर हम कोलोराडो विश्वविद्यालय में अक्षय और सतत ऊर्जा संस्थान में काम कर रहे हैं। एक विशिष्ट डिजाइन में, तरल इलेक्ट्रोलाइट दो स्टोर . के बीच बहता है