Rendilo Modulare: Perché Eolico E Solare Sono Così Resistenti?

2023 Autore: Isabella Ferguson | [email protected]. Ultima modifica: 2023-11-26 12:51

Di Nathanael Greene

Anche mentre si stavano svolgendo i tragici blackout in Texas, i difensori dei combustibili fossili sporchi puntavano disperatamente il dito contro l'energia eolica, il Green New Deal e chiunque o qualsiasi altra cosa potessero inventarsi per deviare la colpa. In verità, l'energia eolica e solare non sono state la causa principale del guasto della rete in Texas: il principale colpevole sono stati gli impianti a gas fossile che sono andati offline. In effetti, l'eolico e il solare sono intrinsecamente più affidabili dell'energia fossile, ma non nel modo in cui si potrebbe pensare.

Il vantaggio intrinseco dell'affidabilità dell'eolico e del solare deriva dalla loro modularità. Un parco eolico da 250 MW è tipicamente costituito da più di 100 singole turbine eoliche. Se una di queste turbine ha un problema meccanico, il parco eolico perde meno dell'1% della sua produzione potenziale. E le probabilità che ciò accada a più di una turbina alla volta sono piccole.

Al contrario, un impianto a ciclo combinato a gas fossile da 250 MW - il tipo più comune di grande impianto a gas - è tipicamente costituito da due turbine a combustione che alimentano una turbina a vapore. Un guasto meccanico di una delle turbine a combustione riduce della metà la capacità produttiva dell'impianto. Se viene a mancare la turbina a vapore o l'alimentazione del gas, avvenuta durante la tempesta di febbraio, l'intero impianto va in tilt.

Un parco solare ha una modularità simile a un parco eolico. Una fattoria da 250 MW è composta da migliaia di singoli pannelli solari e generalmente da poche o nessuna parte in movimento. (Alcuni impianti solari sono progettati per inseguire il sole.) La perdita di un singolo pannello solare sarebbe praticamente impercettibile. I pannelli solari sono generalmente collegati in blocchi da 10 MW agli inverter. Anche se uno di questi dovesse fallire, l'azienda perderebbe solo il 4% della sua capacità di generazione. Al contrario, le centrali nucleari e a carbone generalmente si affidano a un'unica caldaia per produrre vapore che in genere passa attraverso più turbine. Se quelle caldaie si guastano o il sistema che alimenta il carbone nell'impianto si guasta, l'impianto perde la sua intera capacità.

Come scrive la mia collega Rachel Fakhry, l'eolico e il solare hanno "interruzioni forzate" molto più basse, come le chiamano quando le centrali elettriche si guastano. Nel 2017 nel più grande mercato energetico del paese, gli impianti a gas e a carbone hanno forzato tassi di interruzione tra il 2,5 percento e il 12,5%. Nel frattempo, il vento non supera mai il 2% e il solare è vicino allo zero. Questa è la modularità al lavoro.

La modularità dei singoli progetti eolici e solari si rispecchia a livello di sistema. Il parco eolico medio costruito nell'ultimo decennio è di 108 MW. Il progetto solare medio è di 37 MW. Confrontalo con gli impianti a gas a ciclo combinato (dimensioni medie 700 MW), carbone (700 MW) e nucleare (1.670 MW). Se un singolo progetto eolico o solare va offline, il sistema perde una parte di energia molto più gestibile.

Se a questa modularità uniamo una rete più robusta e interconnessa, possiamo sfruttare la diversità geografica: nella quasi totalità dei casi tira vento e da qualche parte splende il sole. Se approfittiamo ulteriormente dei miglioramenti nelle previsioni meteorologiche, l'eolico e il solare diventano una fonte di energia estremamente affidabile.

Il freddo e le tempeste di ghiaccio non fermano automaticamente i parchi eolici. Ci sono turbine eoliche che funzionano regolarmente nell'Artico e in altri luoghi con clima freddo come la Svezia perché sono progettate per condizioni climatiche fredde. Allo stesso modo, ci sono impianti di gas fossile in Canada e centrali nucleari nel nord della Russia che funzionano con un clima molto più freddo di quello sperimentato in Texas perché sono progettati per farlo.

In definitiva, i guasti del sistema che hanno portato ai blackout e ai decessi in Texas sono stati causati principalmente dalla mancata progettazione del sistema per queste condizioni. La rete del Texas ha connessioni limitate al resto del paese non a causa di qualche caratteristica intrinseca della tecnologia di rete, ma a causa di un desiderio mal riposto di evitare la regolamentazione federale. Come spiega il mio collega Ralph Cavanaugh, anche la California ha dovuto affrontare condizioni meteorologiche estreme (anche se sotto forma di temperature alte piuttosto che basse), ma ha dovuto tagliare solo circa 1/40^questo del potere che ha fatto il Texas e per una frazione del tempo perché la rete della California è solidamente collegata al resto degli stati occidentali.

Puoi imparare di più dalle lezioni del Texas dai miei colleghi John Moore, Toba Pearlman, Alejandra Mejia Cunningham e Pierre Delforge.

Se vogliamo un sistema che sia resiliente di fronte a condizioni meteorologiche sempre più imprevedibili dovute al cambiamento climatico, dobbiamo pianificarlo e costruirlo. Se non lo facciamo, continueremo ad affrontare disastri simili. Pianificare adeguatamente questi eventi meteorologici significa scegliere le energie rinnovabili non solo perché aiutano a non peggiorare gli eventi meteorologici legati ai cambiamenti climatici, ma anche perché la loro modularità offre loro un vantaggio intrinseco in termini di affidabilità rispetto alle risorse fossili.

Connettendo saldamente un mix di generazione sempre più rinnovabile e un po' di stoccaggio a un lato della domanda sempre più efficiente e flessibile, siamo sulla strada giusta per una rete pulita, economica, affidabile e resiliente. Non è facile come puntare il dito, ma renderà il mondo un posto migliore per tutti noi.