Sumber energi terbarukan (RES) saat ini bukan hanya "ide bisnis yang baik" dan sumber hype, propaganda, dan kontra-propaganda yang berkelanjutan. Saya akan mencoba untuk menyatakan posisi saya pada beberapa mitos yang berulang di bidang sumber energi terbarukan.
Pernyataan (U): "Wilayah Bumi tidak cukup untuk memenuhi kebutuhan peradaban dengan bantuan RES"Jawaban (O): Bumi menerima ~ 190 petawatt dari energi panas dari Matahari (inilah yang mencapai permukaan), dan peradaban mengkonsumsi 500 exajoule energi primer per tahun, mis. "Kekuatan" umat manusia adalah 0,015 petawatt, dari urutan sepersepuluh dari energi yang masuk. Ada penilaian dasar lain berdasarkan pengembangan
pembangkit listrik tenaga surya besar yang ada - daerah gurun besar cukup untuk memberikan energi primer kepada peradaban. "Tapi" utama dalam sanggahan beton bertulang atas mitos ini adalah distribusi area nyaman yang tidak merata untuk pembangkit energi terbarukan di berbagai negara. Secara umum, "distribusi tidak merata" adalah hal utama yang orang-orang yang mengabaikan gambar tentang energi terbarukan dengan cara apa pun hilang, dan hari ini topik ini akan terdengar seperti refrain. Katakanlah Jepang memiliki kesulitan yang signifikan dalam menemukan tempat untuk pembangkit listrik tenaga surya, lihat
koleksi foto pembangkit tenaga surya Jepang ini dan bandingkan dengan yang di Amerika dari tautan yang sedikit lebih tinggi.
Ilustrasi yang jelas dari tesis ini, meskipun hanya berlaku untuk listrik dan tidak memperhitungkan beberapa kerugian, namun memberikan ide - dalam teori gurun Sahara saja sudah cukup untuk memberi manusia energi.
U: "Lebih banyak energi dihabiskan untuk produksi panel surya dan generator angin daripada yang dapat mereka hasilkan dalam siklus hidup mereka (EROEI <1)"A: Ini omong kosong, seperti yang ditunjukkan oleh pengukuran yang lebih akurat. Pada 2016, topik ini sekali lagi diangkat dalam karya Ferroni dan Hopkirk 2016, di mana nilai EROEI yang sedikit negatif untuk SES overhead di Swiss ditampilkan. Namun, pekerjaan itu penuh dengan kesalahan, dan nilai yang dikoreksi oleh kritik
berada di wilayah 8 . Nilai EROEI dari 5 hingga 15 adalah tipikal untuk berbagai upaya untuk menghitung EROEI dari silikon silikon SB, penyebaran nilai dijelaskan oleh perbedaan dalam kondisi di mana SES berada (antara Norwegia dan Arab Saudi perbedaan dalam produksi panel yang sama akan sekitar 4 kali), dan perbedaannya teknik menghitung. Untuk RES lainnya, misalnya generator angin, nilai EROEI yang lebih tinggi terlihat, dari 15 hingga 50, yaitu di sini kritik jatuh kenyataan cukup lalu.
Juga harus dicatat bahwa indikator EROEI itu sendiri, meskipun digunakan oleh para ilmuwan, sangat tidak sempurna. Dalam "bagian yang dapat dikonsumsi" ada serangkaian indikator menurun yang tak ada habisnya yang tidak dapat diperhitungkan, tetapi jika dilakukan dengan benar (seperti akuntansi "konsumsi energi untuk membangun rumah di mana para pekerja yang membangun pabrik untuk produksi mesin untuk produksi wafer silikon untuk solar panel ”) kami akhirnya mencapai nilai EROEI yang rendah - dan memang, karena semua energi yang diterima oleh peradaban dikonsumsi, EROEI manusia secara keseluruhan sama dengan sekitar 3 (efisiensi terbalik dari mesin panas). Angka ini muncul jika seseorang menyadari bahwa di dunia nyata adalah mustahil untuk menginvestasikan energi dalam produksi energi baru tanpa seluruh peradaban. Akibatnya, nilai-nilai EROEI yang diperoleh dengan perhitungan bergantung terutama pada batas-batas perhitungan konsumsi energi, yang ditentukan lebih atau kurang secara sewenang-wenang oleh para peneliti.
Kapasitas terpasang energi angin global. KIUM global rata-rata energi angin sebesar 26%.
Daya terpasang baterai fotovoltaik. Penting untuk diingat bahwa kekuatan fotovoltaik diindikasikan untuk "kondisi standar" (fluks cahaya 1000 W / m ^ 2), dan KIUM aktual diperoleh dari 6 hingga 33% tergantung pada wilayah dan ketersediaan drive panel surya.W: “Produksi panel surya dan baterai sangat ramah lingkungan, tetapi karena sebagian besar dibuat di Cina, mereka menutup mata terhadap hal ini”A: Saya belum pernah melihat setidaknya beberapa angka yang mengkonfirmasi pernyataan ini, dapat dimengerti - ada puluhan polutan yang diinginkan untuk dinyatakan sebagai indikator spesifik (misalnya, dalam bentuk "gram / kWh yang bekerja untuk kehidupan panel"), berbagai pilihan untuk produksi panel / baterai.
Tentu saja, ada publikasi ilmiah di mana pekerjaan yang luas ini telah dilakukan, tetapi pertama-tama perlu mencoba untuk mengevaluasi beberapa poin Anda sendiri. Sampai saat ini, panel silikon polikristalin hampir sepenuhnya menggantikan teknologi yang bersaing (silikon-kristal tunggal, silikon amorf, dan panel CdTe dan CIGS film tipis), meskipun pada tahun 2018 mereka mulai berbicara tentang kembalinya silikon kristal tunggal. Polycrystalline silicon SBs rata-rata menggunakan 2 gram silikon untuk setiap watt daya terpasang. Pada 2017,
sekitar 100 gigawatt panel baru dipasang, yang sesuai dengan produksi 200 ribu ton silikon halus. Terhadap latar belakang ~ 4 miliar ton semen, 1,5 miliar ton baja, 60 juta ton aluminium atau 20 juta ton tembaga - tidak, bahkan sangat kotor, produksi silikon semikonduktor dapat menyebabkan produksinya kepada para pemimpin anti-peringkat lingkungan, hanya karena kesenjangan ribuan dalam skala dengan bahan dasar lainnya.
Untuk baterai lithium-ion, yang dirilis pada tahun 2017 dengan urutan 100 GW * h (kebetulan lucu), nilai karakteristiknya adalah 5 gram per watt * jam, mis. Sekitar 500 ribu ton material digunakan.
Ada
perhitungan yang
lebih tepat yang memperhitungkan emisi logam atau CO2 dari semua kapasitas gabungan yang terlibat dalam produksi panel surya. Mengingat fakta bahwa pekerjaan ini dilakukan lebih dari 10 tahun yang lalu, dapat dianggap perkiraan dari atas, serta tonggak sejarah yang menyenangkan bagi pesaing silikon polikristalin yang sekarat saat ini.
Namun reservasi penting di sini. Ilmu pengetahuan modern lebih suka mempertimbangkan "jejak karbon" yang praktis tidak dapat diperbaiki, yaitu. sebenarnya, biaya energi produksi, dan bukan pembuangan organik beracun atau kromium ke sungai, mengingat bahwa yang terakhir adalah efek yang sepenuhnya dapat dilepas dengan desain fasilitas pengolahan yang tepat. Tentu saja, Cina terkenal dengan produksi yang tidak ramah lingkungan, dan di sana hal ini mungkin tidak dihormati. Namun demikian, hambatan mendasar untuk memastikan bahwa produksi tonase kecil seperti itu tidak menimbulkan dampak lingkungan yang negatif tidak terlihat.
Sebagai akibatnya, menurut saya, kisah tentang keramahan non-lingkungan yang mengerikan dari produksi sumber energi dan baterai yang dapat diperbaharui surya hanyalah sebuah transfer mekanis dari stereotip tentang keramahan non-lingkungan dan kerusakan produksi kimia pada umumnya. Pada saat yang sama, organisasi modern dari industri tersebut mampu memastikan tidak adanya emisi polusi pada prinsipnya.
Tingkat pertumbuhan tahunan berbagai teknologi energi pada 2014-2017. Lepas landasnya energi matahari saat ini secara bertahap melambat, tetapi energi angin lepas pantai lepas pantai semakin cepat.U: "Listrik yang terbarukan menjadi lebih murah daripada nuklir / batubara / gas"A: Jika mitos sebelumnya banyak dibicarakan terutama pada tahun-tahun sebelumnya, hari ini (pada 2017-2018) yang paling dibahas adalah biaya listrik. Dapat dimengerti mengapa - sementara biaya utama dari energi terbarukan lebih tinggi daripada kompetisi, pengembangan energi alternatif terutama didorong oleh faktor-faktor tidak berwujud - kepedulian terhadap lingkungan, progresif, hal-hal yang tidak dapat diukur, dan, sampai batas tertentu, non-volatilitas negara yang menerapkan energi terbarukan. Namun, ketika biaya listrik yang dinormalisasi (LCOE) menyatu dari sumber yang berbeda, muncul situasi bahwa tujuan subsidi energi terbarukan telah tercapai, dan kemudian teknologi ini akan diimplementasikan dengan alasan yang rasional.
Tampilan grafik statistik tentang harga listrik yang tidak disubsidi untuk banyak proyek energi terbarukan di seluruh dunia dalam dinamika.
Namun, kenyataannya di sini adalah kompleks dan beragam. Pertama-tama, harus diingat bahwa biaya energi terbarukan di berbagai bagian planet ini sangat berbeda. Cara termudah untuk menggambarkan hal ini adalah dengan pembangkit listrik PLTA-PL tradisional. Anda pada dasarnya dapat menggali sungai buatan dan memblokir pembangkit listrik tenaga air di tempat yang nyaman, atau membangun dinding beton tinggi di sepanjang sungai untuk memindahkan pembangkit listrik tenaga air lebih dekat ke konsumen, tetapi jelas bahwa harga listrik dengan solusi seperti itu akan benar-benar tidak kompetitif. Ternyata ada poin terpisah di mana pembangkit listrik tenaga air jauh lebih menguntungkan daripada di tempat lain.
Demikian pula, RES "baru" - ada wilayah di dunia, katakanlah, Semenanjung Arab, gurun Chili, gurun Amerika Serikat bagian barat daya - di mana panel standar menghasilkan lebih banyak listrik (2-4 kali) per tahun daripada di Jerman atau Jepang.
Ini berarti bahwa jika dalam proyek SES di wilayah ini LCOE telah turun menjadi $ 25 ... 50 per MWh, harga ini tidak dapat secara otomatis diproyeksikan ke wilayah mana pun.
Biaya pembangunan pembangkit energi terbarukan juga tidak merata. Ini didefinisikan sebagai perbedaan dalam nilai tanah, upah pekerja dan ketersediaan industri konstruksi untuk ladang angin atau ladang angin dengan pengalaman luas.
Akibatnya, biaya energi terbarukan untuk berbagai proyek di berbagai belahan dunia tersebar 20 kali untuk matahari dan sekitar 10 kali untuk angin.
Akibatnya, penilaian biaya energi terbarukan dapat dirumuskan sebagai berikut: di bidang LCOE tertentu, energi terbarukan menjadi lebih rendah daripada solusi tradisional dan setiap tahun, seiring teknologi yang lebih murah, wilayah ini menjadi semakin dan semakin banyak.
Namun, topik biaya energi terbarukan dan, secara lebih luas, daya saing energi terbarukan, tidak dapat dipertimbangkan tanpa dua pertanyaan lagi: mensubsidi energi terbarukan dan variabilitasnya sebagai sumber listrik.
U: "Pembangkit listrik RES sepenuhnya disubsidi, dan dalam kondisi pasar murni tidak kompetitif"A: Seperti yang telah kita bahas di atas, daya saing sumber energi terbarukan hampir seluruhnya ditentukan oleh lokasi stasiun tertentu. Karena itu, jika, misalnya, secara mekanis membagi volume subsidi menjadi pembangkit dalam kilowatt * jam - ini akan memberikan peluang terbaik untuk refleksi, dan bukan alat yang akurat untuk menilai daya saing murni sumber energi terbarukan.
Namun demikian, akan berguna untuk memahami tingkat distorsi di pasar listrik. Untuk ini, ada baiknya memisahkan subsidi pengembangan dan penelitian dari dukungan langsung untuk generator listrik. Jenis subsidi pertama tidak begitu besar dan kurang lebih seragam dalam berbagai teknologi energi.
Statistik subsidi untuk pengembangan teknologi energi di negara-negara OECD - dapat dilihat bahwa 30-40 tahun yang lalu, atom adalah favorit tanpa syarat.Dukungan langsung juga bervariasi dalam bentuk: uang anggaran untuk pembelian sumber energi terbarukan di Cina dan Inggris, pengurangan pajak di AS, komponen khusus dari harga listrik yang didistribusikan di antara sumber energi terbarukan di Jerman, tetapi dapat dikurangi menjadi indikator numerik yang mudah diperbandingkan. - sen subsidi per kilowatt * jam dari generasi RES.
Pada 2015, misalnya, dukungan untuk 4 "negara energi terbarukan" terbesar terlihat seperti ini: di Cina, $ 4.637,9 juta dialokasikan (1.184 untuk angin dan 3.453,9 untuk matahari) untuk menghasilkan 187,7 TWh listrik, rata-rata 2,4 sen per kWh, di Inggris - $ 4.285 juta pada 40,1 TWh, rata-rata 10,7 sen per kWh, sedikit lebih dari $ 2 miliar kredit pajak dikeluarkan di AS (khusus di Matahari ) dengan generasi 115,7 TWh (terutama oleh angin), yaitu 1,6 sen per kWh, di Jerman, $ 8,821 juta didistribusikan kembali ke 96,3 TWh, mis. 10,91 sen per kWh
Perlu dicatat bahwa negara terkaya di antara sumber energi terbarukan yang berkembang luas - Amerika Serikat - menghabiskan sangat sedikit uang untuk subsidi langsung untuk sumber energi terbarukan, meskipun ada mekanisme lain - misalnya, di California ada bagian yang secara sah membentuk energi "hijau" yang harus dibeli oleh jaringan dari generator.
Angka-angka ini (sayangnya) memiliki keadaan yang mempersulit pemahaman. Misalnya, di Jerman, proyek-proyek lama yang memiliki subsidi 5-10 kali lebih tinggi daripada rata-rata aritmatika dan menerima hak ini 10 tahun atau lebih mendominasi biaya dukungan (FIT ditugaskan ke fasilitas pembangkit selama 20 tahun).
Selain itu, pada 2016-2017 ada pengurangan yang signifikan dalam tarif untuk mensubsidi energi terbarukan untuk negara-negara yang signifikan, yaitu angka dari 2015 tidak lagi relevan hari ini (di Cina, dukungan turun 2 kali, di Jerman mereka beralih ke lelang dengan harga Strike 2-3 kali lebih rendah dari FIT rata-rata 2015).
Namun, seperti pada pertanyaan sebelumnya, yang utama jelas - dukungan sangat bervariasi di berbagai negara. Di Eropa, ketidakseimbangan harga antara energi terbarukan dan energi hidrokarbon dapat mencapai 100% (beban pembangkit batubara dengan pajak emisi CO2 juga harus diperhitungkan), tetapi mereka dengan cepat turun, di Cina dan India, ini adalah sekitar 10,30% dari dukungan, di AS kita dapat berbicara tentang paritas pasar (meskipun di AS tidak lagi mungkin untuk menjatuhkan subsidi pembangunan dari akun - mereka lebih dari dukungan langsung).
Bahkan, situasi dengan subsidi mengikuti perluasan zona kompetitif langsung dari sumber energi terbarukan sebagai sumber listrik - semakin besar ukurannya, semakin rendah subsidi.
Pada bagian selanjutnya, kita akan membahas masalah variabilitas RES dan skalanya, penyimpanan energi, biaya penyimpanan dan berbagai alternatif, manajemen permintaan, tren dan prospek RES secara umum. Untuk dilanjutkan.