米国は、新しい技術を開発したり、高価なバッテリーを使用したりすることなく、発電からの炭素排出量を最大78％削減できたと、新しい研究が示唆しています。 ただし、キャッチがあります。 国家がエネルギーを共有できるように、国は新しい国家送電網を構築する必要があります。
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「私たちの考えは、国家の「電子のための州間高速道路」があれば、必要に応じて電力を動かすことができ、風力発電所と太陽光発電所を最高の場所に置くことができるということでした」コロラド州ボルダーにあるNOAAの地球システム研究所の所長を最近退職しました。
数年前、マクドナルドは、電気料金を2倍にしたり、3倍にしたりせずに二酸化炭素の排出を軽減できる技術がなかったという主張に興味がありました。 彼が問題を調査したとき、彼は主張の後ろの研究が国の可変的な天候を非常によく組み込まなかったことを発見した。
風力と太陽光発電の大きな問題の1つは、その可用性が天候に依存することです。 ソーラーは晴れた日のみ利用可能で、嵐や夜間には利用できません。 風が十分に吹かない場合、または風が強すぎる場合、風力タービンは機能しません。 このため、一部の研究では、これらの技術は、これらのソースからのエネルギーを蓄えて動作していないときに使用する大容量バッテリーが利用可能である場合にのみ実行可能であると主張しています。 それは今日の価格をはるかに超えて電気のコストを引き上げるでしょう。
しかし、「どこでも常に風力と太陽光発電を利用できます」とマクドナルドは述べています。 そこで彼と彼の同僚は、国の天気をより良く取り入れ、さらには利用する低炭素発電システムの設計に着手しました。 彼らの研究は今日、 Nature Climate Changeに掲載されています。
彼らのコンピューターモデルは、天候が合わないときに、天然ガス、水力発電、原子力の助けをほとんど借りずに、主に風力と太陽光発電に切り替えることで、米国が1990年のレベルから炭素排出量を33〜78％削減できることを示しました、再生可能エネルギーと天然ガスの正確なコストに応じて。 （再生可能エネルギーのコストが低く、天然ガスのコストが高いほど、炭素の節約量が増えます。）石炭を混合物に追加しても、電気は安くなりませんでしたが、炭素排出量は37％増加しました。
この未来の鍵は、ノースダコタ州の風の強い日がニューヨークの曇りの穏やかな日に電力を供給できるように、全国に電力を転送するシステムの開発です。 これには、州間の新しい合意が必要になるだけでなく（たとえば、テキサス州には独自の送電網があります）、電子をある場所から別の場所に移動する伝送線路のアップグレードも必要になります。
ほとんどの地域では、エネルギーは高電圧の交流線を移動しますが、これらの線がエネルギーを伝達できる範囲には制限があります。 高電圧の直流に切り替えると、エネルギー生産者はより多くの電気をより長い距離で伝送できます。 つまり、エネルギーが必要な場所からの距離は問題にならないため、風力と太陽エネルギーの可能性が最も高い場所に新しい風力タービンと太陽エネルギープラントを建設できるということです。
電気を伝送するための新しいネットワークを構築することは大きな仕事です。 しかし、コンピューターモデルは、長期的には安価な電力を利用できるため、費用対効果が高いことを示した、とコロラド大学ボールダーの環境科学研究所の共同研究者である共同研究者であるChristopher Clack氏は述べている。
「これらの伝送設備を構築することにより、炭素を増加させるのではなく、除去するコストを削減します」と彼は言います。
カリフォルニアやニューヨークなどの一部の州はすでにこの低炭素の未来への道を歩んでおり、バーモント州はカナダからの高圧直流送電線の計画を承認したばかりです、とスタンフォード大学の大気科学者マーク・ジェイコブソンは指摘します。 昨年、彼は全米科学アカデミーの論文集で発表された研究を指揮し、米国がストレージ技術の助けを借りて、再生可能なエネルギーグリッドをどのように達成できるかを示しました。
「既存の伝送経路を使用できます」とジェイコブソンは言い、それらを横切る回線を改善するだけです。 「考えているほど多くの新しい経路は必要ありません。」
再生可能エネルギーの増加は、大気汚染の削減やコスト削減など、炭素排出量の削減に加えてメリットがあります。 「移行にはマイナス面はほとんどありません」と彼は言います。
さらに、マクドナルドは、低炭素発電への移行は、家庭の暖房や輸送などの部門での二酸化炭素排出量削減の触媒として役立つ可能性があると指摘しています。 「何があっても、最初に電気をやらなければならない」と彼は言い、残りはそれに続く。
