적절한 혼합으로 그리드는 화석 연료와 동일한 비용과 신뢰성으로 완전히 재생 가능합니다. × / Wikimedia 커먼즈
안에 National Press Club 연설Malcolm Turnbull 총리는 호주 전력 시스템의 핵심 요구 사항은 경제적이고 신뢰할 수 있으며 국가 배출 감소 목표를 달성 할 수 있어야한다고 선언했다. 그는 또한 이러한 목표를 추구하기위한 노력은 "기술에 구애받지 않아야"한다고 강조했다. 즉, 화석 연료, 재생 에너지 또는 기타 기술에 상관없이 최고의 솔루션을 선택해야한다.
이와 같이 현대의 풍력, 태양 광 발전 (PV) 및 하천 펌프 식 수력 에너지 저장 장치 (PHES)는 화석 연료 발전소와 경쟁하는 비용으로 영웅적인 가정없이 이러한 요구 사항을 충족 할 수 있습니다.
Turnbull과 그의 정부는 또한 에너지 저장 장치를 높은 시스템 안정성을 지원하는 열쇠로 올바르게 식별했습니다. 바람과 태양은 간헐적으로 발생하는 원천이며, 몇 초에서 몇 주에 이르는 시간 단위로 바람과 햇빛을 예측하는 데 더 나아지고 있지만, 바람과 PV의 높은 침투력에 대한 공급과 수요 사이의 적절한 균형을 유지하기 위해서는 스토리지가 필요합니다.
전기 생산의 가변 재생 가능 에너지 성분이 50 % 이상으로 높아지면 저장이 중요해집니다. 호주는 현재 재생 가능한 전력의 18 % – 스노 위 마운틴 (Snowy Mountains)과 태즈 매니아 (Tasmania)의 수력 발전, 풍력 에너지 및 점점 증가하는 옥상 PV 설치.
한편 남호주에서는 신 재생 에너지가 이미 풍력과 태양 광 발전량 인 50 % 정도에 이르렀으므로이 주에서는 현재 에너지 저장을 그리드에 추가 할 수있는 경제적 기회가 있습니다.
스토리지 밀기
이 잠재력을 실현하기 위해 남호주와 다른 곳에서 청정 에너지 금융 공사 (CEFC)와 호주 신 재생 에너지 청 (ARENA) 20 백만 달러의 공공 자금을 지출합니다 펌프 식 하이드로 및 배터리를 포함하여 유연한 용량 및 대규모 에너지 저장 프로젝트가 상업적으로 실행 가능하도록 지원합니다.
PHES는 전세계 전력 저장량의 97 %. Tesla의 Powerwall과 같은 가정용 축전지의 소매 시장은 성장하고 있지만 대규모 축전지는 여전히 PHES보다 훨씬 비쌉니다. 호주와 다른 많은 국가들에서“강외”펌프 식 하이드로는 미래가 밝습니다. 매우 적합한 사이트.
대체 에너지보다 비용이 적게 들기 때문에 새로운 저 배출 전력 생성 측면에서 풍력과 PV가 압도적입니다. 실제로 PV와 풍력은 2015에 설치된 세계 신세대 용량의 절반을 구성했으며 호주에 설치된 거의 모든 차세대 용량.
최근 100 % 재생 가능 에너지 시나리오를 위해 NEM (National Electricity Market)을 모델링했습니다. 이 시나리오에서 풍력 및 PV는 연간 수력의 90 %를 제공하고 기존 수력 및 바이오 에너지는 균형을 제공합니다. 모델링에서는 100 기가 와트보다 많은 수량 (풍력, PV 및 PHES)으로 이미 배포 된 기술 만 포함함으로써 미래 기술 개발에 대한 영웅적인 가정을 피합니다.
이러한 기술에 대해 신뢰할 수있는 최신 가격이 제공되며, 현재의 현실과 크게 다른 기술 배포 및 비용 절감 계획을 활용하는 모델보다 비용 견적이 더 강력합니다.
모델링에서는 2006-10 년마다 매 시간마다 바람, 태양 및 수요에 대한 과거 데이터를 사용합니다. 네트워크를 통한 PV 및 바람의 광범위한 분포는 다양한 기상 시스템을 활용하여 공급 부족을 줄입니다. 충분한 PHES, 고전압 전송 용량 및 초과 풍량 및 PV 용량을 추가하여 공급과 수요 간의 에너지 균형이 유지됩니다.
비싼 일이 아닙니다
우리 작업의 주요 결과는 재생 에너지 공급을 연간이 아닌 시간 단위로 수요와 균형을 맞추는 데 드는 추가 비용이 적당하다는 것입니다. AMWX (MWW) 당 25-30. 중요하게도,이 비용은 상한입니다. 수요 관리 공급과 수요를 더 매끄럽게하는 배터리.
또한이 추정 비용의 상당 부분은 몇 년에 한 번만 발생하는 흐린 날씨와 바람이없는 날씨의 몇 일 동안 지속됩니다. 계약 부하 분산, 간헐적 인 석탄 및 가스 발생기를 사용하여 PHES 저수지를 충전하고 전기 자동차의 배터리 충전 시간을 관리함으로써 상당한 추가 절감을 할 수있었습니다.
호주에서 일반적으로 사용되는 2016 가격을 사용하여 시간당 밸런싱 비용을 포함하여 100 % 재생 가능 에너지 미래의 평준화 된 에너지 비용은 MWh 당 AX93입니다. 풍력 및 태양 광 비용은 계속 빠르게 하락하므로 2020 이후이 가격은 MWh 당 AU $ 75 정도입니다.
결정적으로, 이것은 호주의 새로운 초 임계 흑탄 발전소에 대한 해당 추정 수치와 비교할 수 있습니다. MWh 당 A $ 80.
한편 풍력, PV 및 PHES 및 기존 수력 발전을 중심으로 개발 된 시스템은 오늘날의 네트워크와 동일한 안정성을 제공 할 수 있습니다. 또한 PHES는 탁월한 관성 에너지, 회전 예비, 빠른 시작, 블랙 스타트 기능, 전압 조정 및 주파수 제어 등 신뢰할 수있는 에너지 시스템을 가능하게하는 많은 서비스를 제공 할 수 있습니다.
노화 시스템
호주의 화석 연료 함대는 노화되고 있습니다. 좋은 예는 49 년 된 헤이즐 우드 갈탄 발전소의 폐쇄 대기 중 빅토리아의 Latrobe Valley에서 안 호주 정부에 대한 ACIL Allen 보고서 각 발전소의 기술 수명을 나열하고 호주 화석 연료 발전 용량의 3 분의 2가 향후 20 년 동안 기술 수명의 끝에 도달 할 것임을 보여줍니다.
이러한 시설을 대체하기위한 실질적인 선택은 화석 연료 (석탄 및 가스) 또는 기존의 대규모 재생 에너지 (풍력 및 PV)입니다. 재생 가능 에너지는 이미 경제적으로 경쟁력이 있으며 2030에 의해 훨씬 저렴합니다.
에너지 관련 온실 가스 배출량은 호주 전체의 약 84 %를 차지합니다. 도시 지역의 전기 생산, 육상 운송 및 난방은 총 배출량의 55 %를 구성합니다. 이 세 가지 에너지 기능을 재생 가능 에너지로 변환하는 것은 에너지 시스템의 다른 구성 요소보다 쉽습니다.
전기 자동차와 열 펌프를 각각 배치하여 운송 및 도시 난방에 전기를 공급할 수 있습니다. 전기 히트 펌프는 이미 우주 및 물 가열 시장에서 천연 가스에 대한 강력한 경쟁을 제공. 중요하게도,이 장치는 차량 배터리 형태의 대규모 저장 장치를 갖추고 있으며 열 관성 물과 건물에서. 이러한 기술 변화를 잘 통합하면 전력 가격을 더 낮추는 데 도움이됩니다.
따라서 풍력, PV 및 PHES는 현재 전기 시스템과 일치하는 신뢰성과 경제성을 제공합니다. 또한, 호주를 훨씬 능가 할 수있는 저렴한 비용으로 배출량을 획기적으로 줄입니다. 기존 기후 목표.
저자에 관하여
Andrew Blakers, 공학 교수, 호주 국립 대학교; 빈 루 박사 후보 호주 국립 대학교및 ANU 공학 및 컴퓨터 과학 대학의 연구원, Matthew Stocks, 호주 국립 대학교
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