風力、太陽光がテキサス州の石炭火力発電に取って代わる可能性がある
Apr 01, 2022
ライス大学のエンジニアによる新しい研究によると、テキサス州は、環境目標を達成しながら、州のエネルギー需要のために石炭を風力や太陽光に効果的に置き換える方法について、国のモデルになることができます。
環境エンジニアのダニエル・コーハンとライスのジョージ・R・ブラウン・スクール・オブ・エンジニアリングのシニア・コンピュータ・サイエンス専攻リチャード・モースが率いる新しい研究は、最適化モデリングを使用して、テキサス州の石炭火力発電に取って代わる可能性のある、提案されている風力と太陽光プロジェクトの最小コストの組み合わせを特定します。
著者が論文で述べているように、ジャーナルに掲載されています再生可能エネルギー:風力、水、太陽光「簡単に言えば、いつも風が強いわけでも、いつも晴れているわけでもないけど、テキサスのどこかで、ほとんどいつも風が強いか晴れてる」
コーハン氏は、風力と太陽光がほぼすべての石炭生産量を置き換えることを可能にする可能性があり、特に風力および太陽光プロジェクトが補完的な出力を提供する場所に設置されている場合に、新しい論文は、彼の研究室からの2018年の研究に基づいています。
「この論文は、石炭からできるだけ早く移行する方法に関するものです」と、土木環境工学の准教授であるCohan氏は述べています。「テキサス州は依然として他のどの州よりも多くの石炭を燃やし、より多くの二酸化硫黄やその他の汚染を排出しています。移行は避けられませんが、大気の質と健康を改善するために、できるだけ早く石炭から脱却することが急務です。
「社会に電力を供給するために使用するエネルギーを浄化することは、私たちがする必要がある最も重要なことの1つです」と、2020年のテキサスエネルギーサミットでマルコム評決記念ポスターコンペティションで優勝したモースは言いました。「コーハン教授はそれを数学寄りのプロジェクトとして宣伝してくれましたが、それが私のバックグラウンドなので、クリーンエネルギー統合プロジェクトを手伝うことができたことは私にとって非常に興味深いことでした。
テキサス州のいくつかの大規模石炭火力発電所は2018年に閉鎖され、残りのほとんどの発電所は、2021年2月の凍結中の停電の最中を含め、容量をはるかに下回って稼働しています。チームの調査によると、2020年6月までにテキサス州電気信頼性評議会にすでに提案されている風力および太陽光プロジェクトのわずか3分の1が、州の石炭発電のほとんどすべてを置き換えることができることがわかりました。2020年6月以来、これらのプロジェクトのうち数十件が建設され、提案された太陽光発電プロジェクトのキューは倍増しました。
風力と太陽光の成功の鍵は、州内で最も風が強く、最も日当たりの良い地域と都市を結ぶ送電線の拡張です。
「テキサス州では、それが風力と太陽光の成長を遅らせる最大のボトルネックです」とコーハンは言いました。「昨年可決された超党派のインフラ法案は良いスタートですが、送電のための資金がほとんどありません。また、他の送電網に接続しないことで、テキサス州は余剰の風力や太陽光発電を他の州に販売する機会を逃しています。
コーハン氏は、天然ガスは、特にERCOTが2021年の凍結から回復するために働いているため、短期的にはテキサス州の電気信頼性にとって引き続き重要であると指摘した。しかし、風力発電所と太陽光発電所の補完的な立地は、天然ガスと貯蔵の必要性を減らし、石炭の必要性を排除することができる、と彼は言った。この研究は、テキサス州西部からの風力発電が一晩でピークに達する傾向があるのに対し、南テキサス州の風は夏の午後と夕方に海風でピークに達することを示しています。昼間の太陽光とともに、これらの補完的な供給源は、一年のほとんどをカバーできますが、すべての時間をカバーすることはできません。
「補完的な座り方をしたとしても、太陽が輝いておらず、風が吹いていない時間はまだあるでしょう」とコーハンは言いました。「歴史的に、主な課題は、エアコンがフル稼働している夏の午後と、時折の深い凍結でした。太陽光と沿岸の風は夏のピーク時にはうまく機能しますが、夕方には何か他のものが必要になることがあります。
彼は、テキサス州の送電網から石炭を排除するのは時間の問題だと述べた。「どの電力会社も、石炭火力発電所を長期的に運営したいとは思わない」とコーハン氏は言う。「風力や太陽光プロジェクトをゼロから構築するよりも、運営する方が汚く、コストがかかり、ほとんどの公益事業会社は、2050年までに炭素排出量をネットゼロにする計画を立てています。
「おそらくそのせいで、彼らは石炭火力発電所のアップグレードに投資しておらず、その多くは40年以上前のもので、あまり効率的ではありません」と彼は言いました。
この論文の共著者は、ライスの学部土木工学専攻のサラ・サルバトーレと卒業生のジョアンナ・スルサレヴィッチ(現在はカーネギーメロン大学の大学院生)です。
エネルギー財団はこの研究を支援しました。
鉱石。
「おそらくそのせいで、彼らは石炭火力発電所のアップグレードに投資しておらず、その多くは40年以上前のもので、あまり効率的ではありません」と彼は言いました。
この論文の共著者は、ライスの学部土木工学専攻のサラ・サルバトーレと卒業生のジョアンナ・スルサレヴィッチ(現在はカーネギーメロン大学の大学院生)です。
エネルギー財団はこの研究を支援しました。
