Однако чтобы целиком покрыть потребность страны в электричестве, необходимо учитывать естественную изменчивость этих двух видов ресурсов. Именно этой темой занялись авторы статьи, вышедшей в журнале Energy & Environmental Science.
Команда проанализировала данные о погоде в США с 1980 по 2015 годы, чтобы понять, какие фундаментальные геофизические барьеры препятствуют полному обеспечению страны электроэнергией, полученной из возобновляемых источников. Для этого они сравнили изменчивость солнечной и ветряной энергии на протяжении времени и пространства с уровнем потребности США в электричестве. Исследователи обнаружили, что 80% нужной энергии можно получить из этих источников, если организовать континентальную сеть передачи энергии или построить комплексы, которые накапливали бы энергию в объеме, соответствующем потребности нации в электричестве в течение 12 часов.
Другие формы накопления электричества, например, связанные с водной энергией (воду перекачивают на возвышенность, чтобы она затем, стекая вниз, проходила через гидроэнергетические генераторы), привлекательны, но возможный масштаб их применения ограничен. На востоке США множество водоемов, но недостаточна высота над уровнем моря, а на западе наоборот.
Исследования в этом направлении чрезвычайно важны, поскольку 38% выбросов углекислого газа в США происходит при производстве электричества из ископаемых видов топлива (нефть, газ), а загрязнение парниковыми газами, в том числе CO2, — одна из главных причин изменения климата на планете. Именно поэтому тот факт, что 80% нужной стране энергии может производиться более экологичными способами, вызывает оптимизм.
Однако чтобы покрыть энергетические потребности США полностью, в ближайшее время этого будет недостаточно. Один из соавторов исследования, Кен Кальдейра, подвел итог: «Наша работа показывает, что, пока возможности передачи и хранения энергии не будут соответствующими, нам необходимо будет совмещать использование солнечных и ветряных источников с работой относительно экологичных атомных или гидроэлектростанций, а также контролировать потребность экономики в электричестве».
[Иллюстрация: Steve Zylius / UCI]
