Per sfruttare l'innovazione nelle energie rinnovabili, rendi la rete più flessibile

L'ultimo giorno di aprile di quest'anno è stato un tipico giorno di primavera in California. Il sole splendeva, soffiava il vento e scorreva l'acqua di disgelo della sorgente. Con condizioni ideali per l'energia solare, eolica e idroelettrica, lo stato ha ottenuto un notevole primato in termini di energia: per circa un'ora, le energie rinnovabili hanno fornito 100% dell'elettricità della California e uno sguardo allettante su un futuro netto zero.

Per quanto importante sia stata quella pietra miliare, lo stato ha ancora molta strada da fare prima di avere una capacità sufficiente per alimentare la sua rete continuamente senza carbonio. Nuove fonti di energia rinnovabile stanno comparendo continuamente, da scandole solari a fattorie solari, e alla fine forse anche strade solari. Affinché queste innovazioni fotovoltaiche abbiano il massimo impatto, convertendo la luce in elettricità priva di emissioni, dobbiamo costruire una rete in grado di garantire un'alimentazione affidabile e costante poiché incorpora queste tecnologie.

“Abbiamo bisogno di nuove fonti di energia rinnovabile per emergere continuamente, ma garantire l'affidabilità della rete è fondamentale per mantenere le promesse. Questa tensione tra innovazione e affidabilità è la sfida fondamentale della transizione del carbonio”. – Takajiro Ishikawa, Presidente e CEO di Mitsubishi Heavy Industries America

Una griglia più flessibile

L'aggiunta di più generazione di energia eolica e solare alla rete è essenziale per la transizione dal carbonio. Ma poiché queste fonti non sono costanti - sole e vento, per natura, sono intermittenti - ci saranno inevitabilmente momenti in cui la produzione solare ed eolica non sarà all'altezza della domanda. Questa variabilità complica l'erogazione di energia su una rete che deve bilanciare l'energia prodotta con l'energia consumata secondo per secondo senza interruzioni.

Come osserva Takajiro Ishikawa, Presidente e CEO di Mitsubishi Heavy Industries America, “Abbiamo bisogno di nuove fonti di energia rinnovabile per emergere continuamente, ma garantire l'affidabilità della rete è fondamentale per mantenere le promesse. Questa tensione tra innovazione e affidabilità è la sfida fondamentale della transizione del carbonio”.

Quando la domanda di elettricità aumenta, le compagnie elettriche hanno bisogno della capacità di aumentare l'offerta senza indugio; l'alternativa sono i brownout e i blackout. In termini pratici, i fornitori di energia devono mantenere la capacità di produrre più elettricità di quella utilizzata in un dato momento. Tuttavia, devono potenziare tale capacità in modo strategico e flessibile, perché quando la produzione supera la domanda, le compagnie elettriche devono liberarsi del carico in eccesso per mantenere stabile la rete. Ad esempio, il giorno di aprile in cui la California ha fornito il 100% dell'energia necessaria utilizzando fonti rinnovabili, lo stato ha finito per vendere gli elettroni in eccesso ad altri fornitori di elettricità.

Più le rinnovabili vengono introdotte nella rete, maggiore diventa il rischio di intermittenza e più urgente è la necessità di bilanciare i carichi in modo rapido e senza interruzioni. Questa evoluzione della rete crea una sfida per i produttori. Gran parte dell'infrastruttura di generazione di energia esistente richiede troppo tempo di avvio per essere spedita rapidamente.

"Bilanciare emissioni ridotte e affidabilità è la chiave per far progredire la prosperità reinventando la rete per un futuro di energia pulita". – Raul Pereda, Presidente e CEO di Mitsubishi Power Aero

Una soluzione sono le turbine a gas aeroderivate. Possono produrre energia su richiesta con tempi di avvio ridotti e la flessibilità necessaria per aumentare e diminuire rapidamente, il che aiuta a far corrispondere continuamente l'offerta con la domanda. Ciò consente agli operatori di rete di aggiungere più energie rinnovabili alle loro reti senza sacrificare l'affidabilità. Questi impianti di picco sono pronti quando necessario per accendersi rapidamente e colmare le lacune tra la domanda e la produzione da altre fonti. Inoltre, queste turbine possono funzionare con una gamma in espansione di combustibili, come gas naturale, GNL, propano e presto una miscela di idrogeno e gas naturale, consentendo loro di evolversi verso soluzioni a basse e senza emissioni di carbonio.

"Bilanciare la riduzione delle emissioni e l'affidabilità è la chiave per far progredire la prosperità reinventando al contempo la rete per un futuro di energia pulita", afferma Raul Pereda, Presidente e CEO di Mitsubishi Power Aero, fornitore leader di soluzioni energetiche globali alimentate da turbine a gas derivate dall'aerodinamica.

Alla ricerca di vittorie per tutti

Una rete sempre più flessibile aprirà opportunità per capitalizzare la ricchezza di innovazione di oggi nelle energie rinnovabili. Per esempio, Progetto Nexus, che aprirà la strada questo autunno, fornirà la prova del concetto per il funzionamento di pannelli solari sui canali che muovono l'acqua in tutta la California.

È il primo progetto di questo genere negli Stati Uniti, ma il concetto sta prendendo piede nel clima caldo e secco dell'India rurale. Un recente studio ha scoperto che l'installazione di pannelli solari sui 4,000 miglia di canali della California potrebbe impedire l'evaporazione di 63 miliardi di galloni d'acqua ogni anno, fornendo anche 13 gigawatt di elettricità, circa la metà di ciò di cui lo stato ha bisogno per raggiungere i suoi obiettivi di energia rinnovabile.

Soluzioni agrovoltaiche, che ubicano installazioni solari su terreni agricoli, offrono scenari vantaggiosi per tutti simili. I pannelli forniscono un buon microclima per le colture amanti dell'ombra e il foraggio per le pecore, che a loro volta mantengono l'erba e le erbacce tagliate senza la necessità di bruciare combustibili fossili.

La transizione energetica richiede molte di queste soluzioni. Nel nostro mondo sempre più elettrificato, devono lavorare insieme per fornire elettricità pulita e affidabile 30 ore su XNUMX. Per fare il XNUMX aprile della California^th pietra miliare di una realtà quotidiana, dobbiamo agire con creatività, urgenza e lungimiranza per soddisfare il fabbisogno energetico di oggi, costruendo il sistema energetico flessibile e resiliente di domani.

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