La controversia reciente sobre créditos de energía renovable

La energía eólica y solar son actualmente las alternativas preferidas a los combustibles fósiles en la generación de electricidad. Esto es especialmente cierto si el almacenamiento hidráulico está disponible para hacer frente a los problemas de intermitencia asociados con estas formas de energía. En su mayor parte, esto shibboleth permanece sin respuesta, aunque la biomasa, run-of-río y geotérmica han sido considerados como posibles candidatos también. La energía nuclear se descarta y no sólo a causa de los temores del público relacionados con la incidencia de Fukushima. Por lo general, se considera que la energía nuclear no puede competir con el viento sobre la base de coste. (Considero el viento, ya que es actualmente mejor en el precio y otros motivos que no sean solar, especialmente en las latitudes del norte.) Las investigaciones recientes sugieren que esto puede no ser el caso, y por una razón sorprendente.

En él, Conrad Fox utiliza el método de curvas de selección para determinar la combinación óptima generación de Ontario, que tiene un programa de Sistema de incentivos (FIT) para fomentar el viento y otras fuentes de energía renovables en la producción de electricidad. Como explico en el capítulo 11 de las curvas de selección se utilizan junto con la curva de duración de carga para determinar la capacidad óptima (medida en megavatios, MW) de cada activo de instalar. Fox utilizó un impuesto sobre el carbono del carbón para evitar la entrada en el mix de generación, mientras que el fomento de las energías limpias; el impuesto cambia esencialmente la pendiente de las curvas de cribado para cualquier activo de generación que libera CO2. A medida que aumentó el impuesto sobre el carbono, la energía nuclear resultó ser preferido en gran medida al viento, con muy poco viento que entra la mezcla. Sin embargo, Fox no tenía ninguna opción de almacenamiento para suavizar la variabilidad en la producción eólica.

En un I examinar esta cuestión. En contraste con Fox, he empleado un modelo de programación matemática que maximiza los ingresos netos anuales de la generación de electricidad, así como la negociación con otras jurisdicciones. La optimización se sujeta a las restricciones que requieren la demanda (carga) se cumple en cada hora, la generación de cualquier tipo de generador no exceda su capacidad nominal, las velocidades a las que varios generadores puede rampa arriba o hacia abajo para cumplir con la carga de una hora a la siguiente son se cumplen los requisitos técnicos de funcionamiento satisfechos, y otros. También se incluyen en las restricciones son límites de transmisión y los detalles técnicos relativos a la operación de una pequeña instalación hidroeléctrica y el depósito que puede ser utilizado para almacenar la energía eólica si es necesario. El almacenamiento se produce simplemente cuando la energía eólica en lugar de electricidad que de otro modo habría sido producida a partir de fuentes hidroeléctricas - el flujo de agua a través de las turbinas hidroeléctricas se reduce o se apagará. También he incluido enlaces de transmisión a la Columbia Británica, que tambiénfacilitar el almacenamiento de exceso de electricidad producida en Alberta. Por ejemplo, Alberta actualmente exportar energía a BC por la noche para evitar los altos costos asociados a tener que reducir la producción de las centrales eléctricas a carbón de carga base, que no pueden rampa de salida hacia arriba y abajo lo suficientemente rápido para seguir los cambios en la carga de Alberta. BC paga muy poco por el poder, a veces tan sólo unos centavos por MWh, mientras que vende la energía hidroeléctrica a Alberta en momentos de demanda pico, cuando los precios exceden $ 100 / MWh; este es un negocio lucrativo para BC.

Empecé en mi modelo con el mix de generación existente para el sistema eléctrico de Alberta y la carga de Alberta por hora, y luego se usa un impuesto al carbono para incentivar la eliminación de activos de carbón y la inversión en el viento o alguna otra fuente de energía limpia, es decir, la energía nuclear. También he realizado un análisis de sensibilidad sobre la capacidad de la Interconexión de transmisión entre las dos provincias (sin transmisión, capacidad de corriente, duplicará la capacidad actual). Como puedo aumentar el impuesto sobre el carbono en el modelo, carbón de hecho se expulsado de la mezcla de generación; cuando no se permite la energía nuclear para entrar en el mix de generación, enorme capacidad de la turbina de viento entra, aunque limitado el número de turbinas de 2,3 MW que se podrían instalar a 5000, todos los cuales están todos instalados cuando los impuestos de carbono llega a $ 200 / t CO2. Viento reemplaza la capacidad de carbón y de gas natural, pero no necesariamente la capacidad de gas natural. En efecto, una cantidad bastante grande de la capacidad de gas natural debe ser llevado a la mezcla para respaldar viento, pero no lo hacenecesariamente tiene que ser de respuesta rápida debido a la disposición hidráulica. No es sorprendente que la cantidad de capacidad de gas natural aumenta con la cantidad de potencia eólica instalada y cae un poco con el aumento de la capacidad de la transmisión de Interconexión.

La sorpresa viene cuando la energía nuclear ya no está prohibido. Incluso cuando se consideran altos costos ambientales y de construcción, la energía nuclear reemplaza completamente el viento, tanto como en el estudio de Fox. Uno podría pensar que el almacenamiento estaría a favor de viento, sino que también favorece nuclear. Las centrales nucleares son instalaciones de carga base, por lo que ayuda para poder ejecutarlos 'llena a cabo "todo el tiempo (excepto para el mantenimiento programado). El enlace de transmisión a BC facilita la energía nuclear como el exceso de energía puede ser vendido o almacenada en las presas hidroeléctricas antes de Cristo, y luego dibuja en ella en momentos de carga máxima. Sin embargo, debido a la energía nuclear es menos volátil que la producción eólica, mucho menos gas natural capacidad necesita ser instalado para respaldar la energía nuclear. De hecho, si no hay un vínculo a BC y en un precio del carbono de $ 150 / t CO2, 9.700 MW de gas natural necesita ser instalado si no se permite la energía nuclear, pero sólo 3.900 MW si se trata; Si la transmisión de Interconexión a BC tiene el doble de su capacidad actual, el viento todavía requiere 8.200 MW deel gas natural para apoyarlo, pero requiere nuclear sólo 5.400 MW de capacidad instalada de gas. Es el costo de la instalación de gas natural de copia de seguridad que, como en el estudio de Fox Ontario, pone de generación eólica en desventaja con respecto a la energía nuclear. Este resultado es robusto con respecto a la capacidad de la Interconexión de transmisión; incluso cuando no hay capacidad de transmisión entre las provincias, hay algunos, aunque pequeña, la cantidad de capacidad de almacenamiento en Alberta que se puede utilizar estratégicamente para permitir nuclear, o respaldar cierta volatilidad viento. Pero también es robusto con respecto a una amplia gama de los costes de la energía nuclear y el viento generado.

Por último, los resultados indican que es posible cumplir los objetivos de reducción de emisiones de dióxido de carbono establecidos por los países del G8 en una reunión de 2009. Para mantener las temperaturas de 2 ° C, el G8 acordó que las emisiones globales se reducirán en un 50% desde los niveles actuales, con los países ricos a reducir sus emisiones en un 80% para el año 2050. Suponiendo que no hay crecimiento económico y un impuesto sobre el carbono de $ 200 / t CO2, esto no podría hacerse basándose únicamente en la energía eólica. A lo sumo, Alberta podría reducir sus emisiones en un 70% si una mejor transmisión de Interconexión fue construido para la Columbia Británica, pero sólo un 55% en ausencia de mejora del comercio. Sin embargo, si se permitía la energía nuclear, las emisiones de CO2 podrían reducirse en más del 90 por ciento en Alberta.