Turbine eoliche utilizzate per generare elettricità in un parco eolico in Sud Africa. Shutterstock

C'è un vivace dibattito infuria in Sud Africa sulla misura in cui le energie rinnovabili dovrebbero sostituire il carbone, in particolare data la minaccia del cambiamento climatico. L'offerta di energia elettrica del paese è attualmente fortemente dipendente dal carbone. Mentre è chiaro che l'energia del carbone non scomparirà presto, è possibile uno scenario di generazione di elettricità basato sulle energie rinnovabili 100% fattibile e auspicabile da una generazione a partire da ora.

Una importante transizione energetica globale sta ridefinendo il modo in cui l'elettricità viene generata e fornita. In passato, la produzione di elettricità era dominata da grandi e spesso inquinanti mega-piante distribuite attraverso grandi linee elettriche. Ma la tendenza è ora verso unità su piccola scala alimentando principalmente reti elettriche localizzate.

Questi cambiamenti sono stati guidati da fattori potenti. In primo luogo, c'è la grave minaccia di cambiamento climatico che viene causato, in misura significativa, dal emissione da centrali elettriche a carbone.

Un altro fattore è stato che l'energia nucleare, benché pulita, è diventata finanziariamente non competitiva. E le centrali nucleari che sono già in costruzione sono invariabilmente afflitte da ritardi e superamenti dei costi, così come accuse di scorrettezza nel processo di approvvigionamento.

L'altro fattore trainante principale è stato lo sviluppo e potenziamento delle tecnologie di energia rinnovabile. Ciò è stato reso possibile da importanti riduzioni dei costi che hanno reso l'energia eolica e solare fotovoltaica opzioni più economiche.

Il Sudafrica ha molto da offrire quando si tratta di energia rinnovabile: buon sole e coste che si prestano alla generazione di energia eolica. Ma una serie di fattori ostacola la sua capacità di allontanarsi completamente dal carbone. Il più grande è che l'energia eolica e solare sono intermittenti e non sono state ancora sviluppate nuove tecnologie che consentano uno stoccaggio economico ed efficace.

Paesaggio elettrico del Sud Africa

Sud Africa ultimo piano di energia elettrica - Il Piano integrato delle risorse per l'elettricità - è in discussione. Si prevede che un piano definitivo per il periodo fino a 2030 sarà ratificato entro la fine di quest'anno.

Il presente progetto è stato ampiamente accolto positivamente. esso prevede crescita più lenta della domanda di elettricità rispetto a quanto precedentemente previsto. Inoltre esclude qualsiasi nuovo sviluppo nucleare per i prossimi anni 12.

Il nuovo progetto raccomanda una strategia che prevede una crescita considerevole della capacità di generazione di energia rinnovabile. Ciò sarebbe accompagnato da una generazione intermittente di elettricità a breve termine dal gas durante le fasi in cui l'energia eolica e solare non sono in grado di soddisfare la domanda di elettricità. Questo è raccomandato come l'opzione più economica.

La ragione per preferendo gas per esempio, il nucleare, è che anche se il gas è il combustibile più costoso utilizzato nella produzione di elettricità, le centrali elettriche a gas sono molto più economiche da costruire. Possono anche essere accesi e spenti più rapidamente rispetto alle tecnologie concorrenti basate sul carburante come il carbone e l'energia nucleare.

Le proiezioni dello scenario ottimale

L' scenario proposto Proietta l'aggiunta della seguente capacità di generazione di energia tra 2019 e 2030: 9.5GW wind, 6.8GW solar, 8.1GW gas, 6.7GW coal e 2.5GW idroelettrico. Ciò include progetti già approvati o in costruzione, in particolare le unità rimanenti dal Medupi e Kusile centrali a carbone

Queste cifre riflettono ciò che è previsto alla massima capacità di generazione di energia - ad esempio, cosa produrrebbero i parchi eolici quando è ventoso e quali dispositivi solari genererebbero in condizioni di sole. Nel caso del gas, l'intenzione è quella di trattare questa capacità come un backup. Funzionerebbero solo quando le altre fonti non possono soddisfare la domanda di elettricità.

Considerando l'elettricità media da generare, il mix energetico del Sudafrica sarebbe ancora dominato dal carbone in 2030. Il scomposizione dell'elettricità prodotta per fonte: carbone 64%, vento 13%, solare 8%, nucleare 4%, energia idroelettrica 3% e gas 1%.

Le raccomandazioni del piano riguardano solo il periodo 2019-2030. Ma fornisce anche modelli di draft per il mix energetico fino a 2050. Prevede che in 2050, sotto lo scenario ottimale, 42% di elettricità verrà dal vento, 20% da solare, 17% da carbone, 11% da gas e no nucleare.

Ciò significa che, secondo i più attuali modelli di pianificazione energetica, 100% di elettricità rinnovabile in Sud Africa non è all'orizzonte.

È possibile 100 di elettricità da fonti rinnovabili?

Diversi paesi già assorbono quasi tutta la loro elettricità da fonti energetiche rinnovabili. Questi includono Costa Rica, Islanda, Norvegia e Paraguay. Sono tutti molto meno popolosi del Sudafrica e godono di grandi risorse idroelettriche. Il Sudafrica, da parte sua, è a paese scarsamente idrico.

Ma il Sudafrica ha un certo numero di cose che vanno per questo. Esso ha un sacco di solee la sua costa e la scarpata offrono magnifici siti per il vento le aziende agricole.

Quindi, in che modo il Sudafrica otterrebbe le 100% rinnovabili nel suo mix? Non può fare affidamento sul gas, che non è una fonte di energia rinnovabile. Né può contare sull'energia idroelettrica, anche se mega-progetti sono pianificati lungo il Congo fiume.

Poi ci sono alternative interessanti come biocarburanti e corrente corrente oceanica. Ma non sono stati correttamente stabiliti.

Questo lascia il vento e il sole. Il tallone d'Achille con entrambi è che la ricerca del rifornimento di energia completamente rinnovabile dipende da possibilità di immagazzinare elettricità generato per lunghi periodi.

enorme i progressi sono stati raggiunti nel migliorare la capacità dei dispositivi di archiviazione e nella commercializzazione di tecnologie di nuova concezione. Ma lo stoccaggio a lungo termine di energia elettrica a basso costo è ancora largamente irraggiungibile - o poco pratico.

In definitiva, è la natura e il costo dei progressi tecnologici, che si tratti di storage o di una vasta gamma di tecnologie per la generazione di energia, che determineranno se il Sudafrica potrà spostare drasticamente il proprio mix energetico verso le rinnovabili.

Circa l'autore

Hartmut Winkler, professore di fisica, Università di Johannesburg

Questo articolo è ripubblicato da The Conversation sotto una licenza Creative Commons. Leggi il articolo originale.

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