अक्षय ऊर्जा प्रश्न और उत्तर, भाग 1

नवीकरणीय ऊर्जा स्रोत (आरईएस) आज केवल एक "अच्छा व्यवसाय विचार" और चल रहे प्रचार, प्रचार और प्रति-प्रचार का स्रोत नहीं हैं। मैं अक्षय ऊर्जा स्रोतों के क्षेत्र में कुछ आवर्ती मिथकों पर अपनी स्थिति व्यक्त करने का प्रयास करूंगा।



कथन (U): "पृथ्वी का क्षेत्र RES की मदद से सभ्यता की जरूरतों को पूरा करने के लिए पर्याप्त नहीं है"

उत्तर (O): पृथ्वी को सूर्य से थर्मल ऊर्जा का ~ 190 पेटावाट प्राप्त होता है (यह वही है जो सतह तक पहुंचता है), और सभ्यता प्रति वर्ष 500 एक्सफ़्लुएंस प्राथमिक ऊर्जा का उपभोग करती है, अर्थात मानव जाति की "शक्ति" आने वाली ऊर्जा के एक दस हजारवें क्रम के 0.015 पेटवाट्स हैं। मौजूदा बड़े सौर ऊर्जा संयंत्रों के विकास के आधार पर एक और प्राथमिक मूल्यांकन है - प्राथमिक ऊर्जा के लिए सभ्यता प्रदान करने के लिए बड़े रेगिस्तानों का क्षेत्र काफी है। मिथक के इस प्रबलित ठोस प्रतिक्षेप में मुख्य "लेकिन" देशों में अक्षय ऊर्जा उत्पादन के लिए सुविधाजनक क्षेत्र का असमान वितरण है। सामान्य तौर पर, "असमान वितरण" मुख्य बात यह है कि जो लोग किसी भी तरह से अक्षय ऊर्जा के आसपास की तस्वीर की अनदेखी करते हैं, वे गायब हैं, और आज यह विषय एक खंडन की तरह लगेगा। मान लीजिए कि जापान को सौर ऊर्जा संयंत्रों के लिए जगह खोजने में महत्वपूर्ण कठिनाई है, जापानी सौर ऊर्जा संयंत्रों के इस फोटो संग्रह को देखें और इसकी तुलना अमेरिकी लोगों के साथ करें।



इस थीसिस का एक स्पष्ट चित्रण, हालांकि यह केवल बिजली पर लागू होता है और कुछ नुकसानों को ध्यान में नहीं रखता है, फिर भी एक विचार देता है - सिद्धांत में सहारा रेगिस्तान अकेले ऊर्जा के साथ मानवता प्रदान करने के लिए पर्याप्त है।

यू: "अधिक ऊर्जा सौर पैनलों और पवन जनरेटर के उत्पादन पर खर्च की जाती है, जितना वे अपने जीवन चक्र (EROEI 1) में पैदा कर सकते हैं"

एक: यह पूर्ण बकवास है, जैसा कि अधिक सटीक माप दिखाता है। 2016 में, यह विषय एक बार फिर से फेरोनी और होपकिर्क 2016 के काम में उठाया गया, जहां स्विट्जरलैंड में ओवरहेड एसईएस के लिए थोड़ा नकारात्मक ईआरओईआई मूल्य दिखाया गया था। हालाँकि, कार्य त्रुटियों से भरा हुआ है, और आलोचकों द्वारा सही किया गया मूल्य 8 के क्षेत्र में है । 5 से 15 तक का EROEI मान सिलिकॉन क्रिस्टलीय SBs के EROEI की गणना करने के विभिन्न प्रयासों के लिए विशिष्ट है, मूल्य का प्रसार उन स्थितियों के अंतर से समझाया जाता है, जिनमें SES स्थित है (नॉर्वे और सऊदी अरब के बीच एक ही पैनल के उत्पादन में अंतर लगभग 4 गुना होगा), और अंतर। गिनती की तकनीक। अन्य आरईएस के लिए, उदाहरण के लिए पवन जनरेटर, यहां तक ​​कि उच्च EROEI मान भी देखे जाते हैं, 15 से 50 तक, अर्थात्। यहाँ आलोचना काफी पुरानी वास्तविकता है।

यह भी ध्यान दिया जाना चाहिए कि EROEI संकेतक स्वयं, हालांकि वैज्ञानिकों द्वारा उपयोग किया जाता है, बहुत अपूर्ण है। इसके "उपभोज्य भाग" में घटते संकेतकों की एक अंतहीन श्रृंखला है जिसे ध्यान में नहीं रखा जा सकता है, लेकिन अगर सही ढंग से किया जाता है (कुछ ऐसा "जो घरों के निर्माण के लिए ऊर्जा की खपत का हिसाब हो, जिसमें वे श्रमिक जो सिलिकॉन के उत्पादन के लिए मशीनों के उत्पादन के लिए एक संयंत्र का निर्माण करते हैं) पैनल ”) हम कम EROEI मूल्यों के साथ समाप्त होते हैं - और वास्तव में, क्योंकि सभ्यता द्वारा प्राप्त सभी ऊर्जा का उपभोग किया जाता है, मानव EROEI पूरे 3 (गर्मी इंजनों के व्युत्क्रम दक्षता) लगभग कुछ के बराबर है। यह आंकड़ा उठता है अगर किसी को पता चलता है कि वास्तविक दुनिया में पूरी सभ्यता के बिना नई ऊर्जा के उत्पादन में ऊर्जा का निवेश करना असंभव है। परिणामस्वरूप, गणना द्वारा प्राप्त EROEI मूल्य मुख्य रूप से ऊर्जा खपत की गणना की सीमाओं पर निर्भर करते हैं, जो शोधकर्ताओं द्वारा कम या ज्यादा मनमाने ढंग से निर्धारित किए जाते हैं।


वैश्विक पवन ऊर्जा की संस्थापित क्षमता। पवन ऊर्जा का औसत वैश्विक किम 26% है।


फोटोवोल्टिक बैटरी की स्थापित शक्ति। यह याद रखना उपयोगी है कि फोटोवोल्टेइक की शक्ति "मानक स्थितियों" (प्रकाश प्रवाह 1000 डब्ल्यू / मी ^ 2) के लिए इंगित की जाती है, और वास्तविक किम क्षेत्र और सौर पैनल ड्राइव की उपलब्धता के आधार पर 6 से 33% तक प्राप्त की जाती है।

डब्ल्यू: "सौर पैनलों और बैटरी का उत्पादन बहुत पर्यावरण के अनुकूल है, लेकिन चूंकि वे मुख्य रूप से चीन में बने हैं, इसलिए वे इसके लिए अंधे हो जाते हैं"

ए: मैंने कभी भी इस कथन की पुष्टि करने वाले कम से कम कुछ आंकड़े नहीं देखे हैं, यह समझ में आता है - ऐसे दर्जनों प्रदूषक हैं जिन्हें विशिष्ट संकेतकों के रूप में व्यक्त करना वांछनीय है (उदाहरण के लिए, "ग्राम / kWh ने एक पैनल के जीवन के लिए काम किया"), पैनलों / बैटरी के उत्पादन के लिए विभिन्न विकल्प।

बेशक, ऐसे वैज्ञानिक प्रकाशन हैं जिनमें यह व्यापक काम किया गया है, लेकिन सबसे पहले यह अपने आप कुछ बिंदुओं का मूल्यांकन करने के लिए लायक है। तिथि करने के लिए, सिलिकॉन पॉलीक्रिस्टलाइन पैनल ने लगभग पूरी तरह से प्रतिस्पर्धी प्रौद्योगिकियों (सिलिकॉन-सिंगल क्रिस्टल, अनाकार सिलिकॉन और पतली-फिल्म CdTe और CIGS पैनल) को दबा दिया है, हालांकि 2018 में उन्होंने सिलिकॉन एकल क्रिस्टल की वापसी के बारे में बात करना शुरू कर दिया था। पॉलीक्रिस्टलाइन सिलिकॉन एसबी का उपयोग करते हैं, औसतन, स्थापित शक्ति के प्रत्येक वाट के लिए 2 ग्राम सिलिकॉन। 2017 में, लगभग 100 गीगावाट नए पैनल स्थापित किए गए, जो परिष्कृत सिलिकॉन के 200 हजार टन के उत्पादन से मेल खाते हैं। ~ 4 बिलियन टन सीमेंट, 1.5 बिलियन टन स्टील, 60 मिलियन टन एल्युमिनियम या 20 मिलियन टन कॉपर की पृष्ठभूमि के खिलाफ - नहीं, यहां तक ​​कि विशेष रूप से गंदे, सेमीकंडक्टर सिलिकॉन का उत्पादन पर्यावरण विरोधी रेटिंग के नेताओं के लिए अपने उत्पादन का नेतृत्व कर सकता है, बस हजारों की खाई के कारण अन्य आधार सामग्री के साथ पैमाने में समय।

लिथियम-आयन बैटरी के लिए, जो 2017 में 100 GW * h (मजाकिया संयोग) के आदेश पर जारी किया गया था, विशेषता मूल्य 5 ग्राम प्रति वाट * घंटा है, अर्थात्। लगभग 500 हजार टन सामग्री का उपयोग किया गया था।

अधिक सटीक गणना है जो सौर पैनलों के उत्पादन में शामिल सभी संयुक्त क्षमताओं से धातुओं या CO2 के उत्सर्जन को ध्यान में रखते हैं। इस तथ्य को ध्यान में रखते हुए कि यह काम 10 साल से अधिक समय पहले किया गया था, इसे ऊपर से अनुमान लगाया जा सकता है, साथ ही आज मरने वाले पॉलीक्रिस्टलाइन सिलिकॉन प्रतियोगियों के लिए एक मजेदार ऐतिहासिक मील का पत्थर है।

हालांकि, यहां एक महत्वपूर्ण आरक्षण। आधुनिक विज्ञान व्यावहारिक रूप से अपूरणीय "कार्बन पदचिह्न" पर विचार करना पसंद करता है, अर्थात। वास्तव में, उत्पादन में ऊर्जा की लागत, और नदियों में जहरीले जीवों या क्रोमियम के निर्वहन से नहीं, यह देखते हुए कि बाद में उपचार सुविधाओं के उचित डिजाइन के साथ एक पूरी तरह से हटाने योग्य प्रभाव है। बेशक, चीन गैर-पर्यावरण के अनुकूल उत्पादन के लिए प्रसिद्ध है, और इस बिंदु का सम्मान नहीं किया जा सकता है। फिर भी, यह सुनिश्चित करने के लिए मूलभूत बाधाएं कि इस तरह के एक छोटे टन उत्पादन का नकारात्मक पर्यावरण प्रभाव नहीं होता है।

नतीजतन, यह मुझे लगता है कि सौर अक्षय ऊर्जा स्रोतों और बैटरी के उत्पादन की भयानक गैर-पर्यावरण मित्रता की कहानी बस गैर-पर्यावरण मित्रता और सामान्य रूप से रासायनिक उत्पादन की हानिकारकता के स्टीरियोटाइप से एक यांत्रिक हस्तांतरण है। इसी समय, ऐसे उद्योगों का आधुनिक संगठन सिद्धांत रूप में प्रदूषण उत्सर्जन की अनुपस्थिति को सुनिश्चित करने में सक्षम है।


2014-2017 में विभिन्न ऊर्जा प्रौद्योगिकियों की वार्षिक वृद्धि दर। सौर ऊर्जा का अविश्वसनीय ले-ऑफ आज धीरे-धीरे धीमा हो रहा है, लेकिन अपतटीय अपतटीय पवन ऊर्जा में तेजी आ रही है।

यू: "नवीकरणीय बिजली परमाणु / कोयला / गैस से सस्ती हो गई है"

A: यदि पिछले मिथकों पर पिछले वर्षों में मुख्य रूप से चर्चा की गई थी, तो आज (2017-2018 में) सबसे अधिक चर्चा बिजली की लागत की है। यह समझ में आता है कि क्यों - जबकि नवीकरणीय बिजली की प्रमुख लागत प्रतिस्पर्धा से अधिक थी, वैकल्पिक ऊर्जा का विकास मुख्य रूप से अमूर्त कारकों द्वारा संचालित था - पर्यावरण के लिए चिंता, प्रगतिशीलता, जिन चीजों को मापा नहीं जा सकता है, और, कुछ हद तक, अक्षय ऊर्जा को लागू करने वाले देशों की गैर-अस्थिरता। हालांकि, जैसा कि बिजली की सामान्यीकृत लागत (LCOE) विभिन्न स्रोतों से परिवर्तित होती है, स्थिति यह पैदा होती है कि अक्षय ऊर्जा सब्सिडी का लक्ष्य हासिल कर लिया गया है, और फिर इस तकनीक को तर्कसंगत आधार पर लागू किया जाएगा।


गतिशीलता में दुनिया भर में कई अक्षय ऊर्जा परियोजनाओं के लिए बिजली की सदस्यता समाप्त कीमत पर आंकड़ों का चित्रमय प्रदर्शन।

हालांकि, यहां की वास्तविकता जटिल और बहुमुखी है। सबसे पहले, यह याद रखना चाहिए कि ग्रह के विभिन्न हिस्सों में अक्षय ऊर्जा की लागत मौलिक रूप से भिन्न है। इसे चित्रित करने का सबसे आसान तरीका पारंपरिक आरईएस - पनबिजली संयंत्रों के साथ है। आप मूल रूप से एक कृत्रिम नदी खोद सकते हैं और अपने हाइड्रोइलेक्ट्रिक पावर स्टेशन को एक सुविधाजनक स्थान पर ब्लॉक कर सकते हैं, या उपभोक्ताओं के करीब हाइड्रोइलेक्ट्रिक लक्ष्य को स्थानांतरित करने के लिए नदी के साथ उच्च कंक्रीट की दीवारों का निर्माण कर सकते हैं, लेकिन यह स्पष्ट है कि ऐसे समाधानों के साथ बिजली की कीमत पूरी तरह से अप्रतिस्पर्धी होगी। यह पता चला है कि अलग-अलग बिंदु हैं जहां अन्य स्थानों की तुलना में जलविद्युत संयंत्र अधिक लाभदायक हैं।

इसी तरह, "नया" RES - दुनिया के ऐसे क्षेत्र हैं, जैसे, अरब प्रायद्वीप, चिली रेगिस्तान, दक्षिण-पश्चिमी संयुक्त राज्य अमेरिका के रेगिस्तान - जिसमें मानक पैनल जर्मनी या जापान की तुलना में प्रति वर्ष काफी अधिक (2-4 गुना) बिजली का उत्पादन करता है।

इसका मतलब यह है कि अगर इन क्षेत्रों में एसईएस परियोजनाओं में एलसीओई पहले ही गिरकर $ 25 ... 50 मेगावाट हो गया है, तो यह कीमत किसी भी क्षेत्र में स्वचालित रूप से अनुमानित नहीं की जा सकती।

अक्षय ऊर्जा संयंत्रों के निर्माण की लागत भी असमान रूप से वितरित की जाती है। इसे भूमि के मूल्य, श्रम पारिश्रमिक और व्यापक अनुभव वाले पवन खेतों या पवन खेतों के लिए निर्माण उद्योग की उपलब्धता के अंतर के रूप में परिभाषित किया गया है।

नतीजतन, दुनिया के विभिन्न हिस्सों में विभिन्न परियोजनाओं के लिए अक्षय ऊर्जा की लागत सूरज के लिए 20 बार और हवा के लिए लगभग 10 बार बिखरी हुई है।
नतीजतन, नवीकरणीय ऊर्जा की लागत का आकलन निम्नानुसार किया जा सकता है: एलसीओई के कुछ क्षेत्रों में, अक्षय ऊर्जा पारंपरिक समाधानों की तुलना में कम हो गई है और हर साल, प्रौद्योगिकी सस्ता होने के कारण, ये क्षेत्र अधिक से अधिक बन रहे हैं।

हालांकि, अक्षय ऊर्जा की लागत का विषय और, मोटे तौर पर, अक्षय ऊर्जा की प्रतिस्पर्धात्मकता को दो और सवालों के बिना नहीं माना जा सकता है: नवीकरणीय ऊर्जा और उनकी परिवर्तनशीलता को बिजली के स्रोत के रूप में सब्सिडी देना।

यू: "आरईएस-बिजली संयंत्रों को पूरी तरह से सब्सिडी दी जाती है, और विशुद्ध रूप से बाजार की स्थितियों में अक्षम हैं"

ए: जैसा कि हमने पहले ही ऊपर चर्चा की है, अक्षय ऊर्जा स्रोतों की प्रतिस्पर्धा लगभग पूरी तरह से एक विशेष स्टेशन के स्थान से निर्धारित होती है। इसलिए, अगर, उदाहरण के लिए, यंत्रवत् में सब्सिडी की मात्रा को किलोवाट * घंटे में पीढ़ी में विभाजित करना - यह प्रतिबिंब के लिए सबसे अच्छा अवसर देगा, और नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों की "शुद्ध" प्रतिस्पर्धा का आकलन करने के लिए एक सटीक उपकरण नहीं।

फिर भी, यह बिजली के बाजारों में विकृति की सीमा को समझने के लिए उपयोगी होगा। इसके लिए, यह बिजली जनरेटर के प्रत्यक्ष समर्थन से विकास और अनुसंधान सब्सिडी को अलग करने के लायक है। पहले प्रकार की सब्सिडी इतने बड़े पैमाने पर नहीं है और विभिन्न ऊर्जा प्रौद्योगिकियों में कम या ज्यादा समान है।


ओईसीडी देशों में ऊर्जा प्रौद्योगिकियों के विकास के लिए सब्सिडी के आँकड़े - यह देखा जा सकता है कि 30-40 साल पहले परमाणु एक बिना शर्त पसंदीदा था।

प्रत्यक्ष समर्थन भी रूप में भिन्न होता है: चीन और यूके में अक्षय ऊर्जा स्रोतों की खरीद के लिए बजट धन, संयुक्त राज्य अमेरिका में कर कटौती, जर्मनी में अक्षय ऊर्जा स्रोतों के बीच वितरित बिजली की कीमत का एक विशेष घटक, लेकिन इसे आसानी से तुलनीय संख्यात्मक सूचक के लिए कम किया जा सकता है - आरईएस पीढ़ी के प्रति किलोवाट * घंटे की सब्सिडी के सेंट।

2015 में, उदाहरण के लिए, 4 सबसे बड़े "नवीकरणीय ऊर्जा देशों" के लिए समर्थन इस तरह दिखता था: चीन में, $ 4,637.9 मिलियन (हवा के लिए 1,184 और सूरज के लिए 3,453.9) आवंटित किया गया था, औसतन 187.7 बिजली का उत्पादन करने के लिए। 2.4 सेंट प्रति किलोवाट, ब्रिटेन में - $ 4,285 मिलियन 40.1 पर TWh, औसत 10.7 सेंट प्रति किलोवाट, कर क्रेडिट में $ 2 बिलियन से थोड़ा अधिक यूएसए में जारी किए गए (विशेष रूप से सूर्य पर) ) 115.7 TWh (मुख्य रूप से हवा से) की पीढ़ी के साथ, यानी 1.6 सेंट प्रति किलोवाट, जर्मनी में, $ 8,821 मिलियन को 96.3 TWh पर पुनर्वितरित किया गया था, अर्थात्। 10.91 सेंट प्रति किलोवाट


यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि व्यापक रूप से विकासशील अक्षय ऊर्जा स्रोतों में सबसे अमीर देश - संयुक्त राज्य अमेरिका, अक्षय ऊर्जा स्रोतों के लिए प्रत्यक्ष सब्सिडी पर बहुत कम पैसा खर्च करता है, हालांकि अन्य तंत्र हैं - उदाहरण के लिए, कैलिफोर्निया में "ग्रीन" ऊर्जा के विधायी रूप से स्थापित शेयर हैं जो जनरेटर से नेटवर्क द्वारा खरीदे जाने चाहिए।


इन आंकड़ों में (दुर्भाग्य से) ऐसी परिस्थिति है जो समझ को जटिल करती है। उदाहरण के लिए, जर्मनी में, पुरानी परियोजनाएं जिनमें अंकगणित औसत से 5-10 गुना अधिक सब्सिडी है और यह समर्थन मूल्य पर 10 या उससे अधिक साल पहले प्राप्त हुआ था (एफआईटी को 20 साल के लिए पीढ़ी की सुविधा के लिए सौंपा गया है)।

इसके अलावा, 2016-2017 में महत्वपूर्ण देशों के लिए नवीकरणीय ऊर्जा को सब्सिडी देने के लिए टैरिफ में उल्लेखनीय कमी आई थी, अर्थात। 2015 के आंकड़े अब प्रासंगिक नहीं हैं (चीन में, समर्थन 2 गुना गिर गया, जर्मनी में उन्होंने स्ट्राइक मूल्य के साथ नीलामी को स्विच किया 2015 की औसत एफआईटी की तुलना में 2-3 गुना कम)।

हालांकि, पिछले प्रश्न की तरह, मुख्य बात स्पष्ट है - समर्थन देशों में बहुत भिन्न होता है। यूरोप में, नवीकरणीय ऊर्जा और हाइड्रोकार्बन ऊर्जा के बीच मूल्य असंतुलन 100% तक पहुंच सकता है (सीओ 2 उत्सर्जन पर करों के साथ कोयला उत्पादन का बोझ भी ध्यान में रखा जाना चाहिए), लेकिन वे जल्दी से नीचे जा रहे हैं, चीन और भारत में, यह लगभग 10.30% समर्थन है, संयुक्त राज्य अमेरिका में हम इस बारे में बात कर सकते हैं। बाजार समता (हालांकि यूएसए में विकास सब्सिडी को खाते से गिराना संभव नहीं है - वे प्रत्यक्ष समर्थन से अधिक हैं)।

वास्तव में, सब्सिडी वाली स्थिति बिजली के स्रोतों के रूप में अक्षय ऊर्जा स्रोतों के प्रत्यक्ष प्रतिस्पर्धी क्षेत्रों के विस्तार का अनुसरण करती है - जितना बड़ा उनका आकार, उतना कम सब्सिडी।

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अगले भाग में, हम आरईएस परिवर्तनशीलता और इसके पैमाने, ऊर्जा भंडारण, भंडारण की लागत और विभिन्न विकल्पों, मांग प्रबंधन, प्रवृत्तियों और सामान्य रूप से आरईएस की संभावनाओं के मुद्दों पर चर्चा करेंगे। जारी रखा जाए।