به گزارش Science Daily در حالیکه جهانیان چشم به اجلاس تغییرات اقلیمی سازمان ملل در گلاسکوی اسکاتلند دوخته اندCOP26 و انتخاب راهبرد مناسب برای کربن زدایی از انرژی های مصرفی موضوع داغ این نشست است همچنان منتقدان استفاده از انرژی های تجدید پذیر ، قابل اعتماد بودن سیستم هایی را که بر منابع انرژی قابل وقفه متکی هستند را زیر سوال میبرند.
یک تحقیق جدید در دانشگاه ایروین کالیفرنیا این انتقادات را به چالش کشیده است .در مقاله ای که اخیرا در Nature Communications منتشر شده است و درتهیه آن محققانی از چین (دانشگاه تسینگهوا )نیز مشارکت داشته اند ادعا شده است که بیشتر تقاضای انرژی الکتریکی مورد نیاز در کشور های پیشرفته و صنعتی میتواند با ترکیبی از انرژی خورشیدی و انرژی بادی پاسخ داده شود.
بر اساس نتایج این مطالعات مطمئن ترین سیستم ها عمدتا مبتنی بر انرژی باد هستند و میتوانند انرژی الکتریکی مورد نیاز در کشور های مورد مطالعه را حتی بدون هر گونه ذخیره سازی انرژی در ۷۲ تا ۹۱ درصد زمانها تامین کنند.
انرژی سیستم های مبتنی خورشیدی میتوانند به شرط اضافه کردن ظرفیت ذخیره سازی ۱۲ ساعته ، غالب شوند و در ۸۳ تا ۹۴ درصد اوقات انرژی مورد نیاز را تامین کنند.
یکی از نویسندگان همکار در این مقاله با نام استیو دیویس که استاد علوم زمین شناسی در دانشگاه کالیفرنیا است میگوید ” انرژی های بادی و خورشیدی میتوانند بدون نیاز به افزایش سرسام آور ذخیره سازی یا تولید انرژی اضافه ، ۸۰ درصد انرژی مورد نیاز را تامین کنند. البته در برخی کشور ها ،دوره هایی چند روزه در سال خواهد بود که نیاز است کمبود انرژی از محل ذخیره سازی انرژی یا منابع انرژی بدون کربن دیگر فراهم گردد.”
این گروه تحقیقاتی آمار ۳۹ ساله تقاضای انرژی در ۴۲ کشور مطرح را بررسی کرد تا بتواند کفایت منابع خورشیدی و بادی آنها را برای رفع نیاز هایشان ارزیابی کند.آنها متوجه شدند که اتکای کامل به انرژی های پاک در کشور های بزرگ که ارتفاع کمتری از سطح دریا دارند راحت تر است زیرا انرژی خورشیدی در دوره طولانی تری در دسترس است.
در این تحقیقات کشور آلمان به عنوان کشوری با مساحت نسبتا کم و ارتفاع زیاد که مشکلات قابل توجهی در تامین انرژی الکتریکی مورد نیازش از منابع باد و خورشید خواهد داشت، مورد بررسی ویژه قرار گرفت.
خانم دان تانگ استادیار زمین شناسی دانشگاه تسینگهوا می گوید ” آمار دراز مدت نشان میدهد که کشور هایی که از خط استوا دورتر هستند ممکن است گاهی دوره هایی را که او “کساد سیاه” می نامد، تجربه کنند. در این دوره ها منابع کافی انرژی خورشیدی و بادی در دسترس این کشور ها نخواهد بود.یکی از آخرین مواردی که این پدیده در آلمان رخ داد به مدت دو هفته به دارازا کشید و آلمانها را وادار کرد به سمت استفاده از منابعی برگردند که عمده آنها توسط نیروگاههای با سوخت فسیلی تولید می شدند.”
در میان راه حلهایی که محققان برای غلبه بر این مشکل ارائه کردند میتوان به اضافه تولید بیش از نیاز سالانه و توسعه ظرفیت ذخیره سازی بلند مدت و یا یکپارچه سازی منابع کشورهای مختلف در قالب منابع یک قاره اشاره کرد.
خانم تانگ با توجه به تحقیقاتی که در تز فوق دکترای خود در دانشگاه کالیفرنیا انجام داده است میگوید ” اروپا نمونه خوبی است .میتوان یکپارچگی و قابلیت اطمینان منابع انرژی الکتریکی را با اتکا به منابع انرژی خورشیدی اسپانیا، ایتالیا و یونان و منابع سرشار باد در هلند ، دانمارک و ناحیه بالتیک بدست آورد”
محققان به این نتیجه رسیده اند که یک سیستم ترکیبی مبتنی بر باد و انرژی خورشیدی میتواند ۸۵ درصد برق مورد نیاز ایالات متحده آمریکا را تامین کند و این میزان میتواند با افزایش تولید و ذخیره سازی و اتصال به سایر کشور های آمریکای شمالی بیشتر شود.
استیو دیویس میگوید : در سراسر دنیا موانع ژئوفیزیکی مشخصی در برابر حذف کامل کربن از چرخه تولید برق وجود دارند. رفع برخی از این موانع سخت و برخی دیگر غیر ممکن است.حذف کامل سوخت فسیلی تنها در صورت همسویی تکنولوژی ، اقتصاد و سیاست های اجتماعی امکان پذیر خواهد شد.”
Journal Reference:
- Dan Tong, David J. Farnham, Lei Duan, Qiang Zhang, Nathan S. Lewis, Ken Caldeira, Steven J. Davis. Geophysical constraints on the reliability of solar and wind power worldwide. Nature Communications, ۲۰۲۱; ۱۲ (۱) DOI: ۱۰.۱۰۳۸/s41467-021-26355-z