Con energia solare ed eolica a basso costo, è tempo di ripensare l'efficienza energetica?

Con energia solare ed eolica a basso costo, è tempo di ripensare l'efficienza energetica?

La necessità di ridurre le emissioni del settore energetico ha motivato l'uso di energia idroelettrica, solare ed eolica e lo sviluppo di edifici più efficienti che consumano meno energia. E queste soluzioni hanno davvero leggermente ridotto le emissioni di energia pro-capite del mondo. Ma una volta che le rinnovabili diventano davvero dominanti, l'intero concetto di "efficienza energetica" diventerà obsoleto.

In termini semplici, l'efficienza energetica è la quantità di energia utilizzata per produrre un servizio come il calore, il trasporto o l'intrattenimento. In pratica, in particolare quando applicato a edifici e città, questo obiettivo si traduce in "riduzione di tutti i consumi energetici in ogni momento".

Una strategia del genere ha senso quando l'energia è generata principalmente dai combustibili fossili ad alta intensità di carbonio, nelle centrali elettriche che possono essere facilmente attivate e disattivate con la fluttuazione della domanda. C'è un collegamento semplice e diretto: se usi meno energia, meno carbone o gas saranno bruciati e meno emissioni di carbonio.

Ma l'energia rinnovabile cambia le cose. Il vento e il sole sono entrambi liberi e quasi infiniti, e quindi ogni unità extra di energia generata non è solo pulita ma anche essenzialmente libero. Con uno scarso vantaggio nell'utilizzare più elettricità quando è disponibile, dovremo ripensare l'efficienza energetica.

Meno è sempre di più?

Il nocciolo della questione è la necessità di bilanciare l'offerta e la domanda. Nei sistemi elettrici, i due devono essere bilanciati in ogni momento o il sistema crolla, lasciando tutti senza energia. Questo non è un grosso problema quando la maggior parte della generazione è controllabile e può rispondere ai cambiamenti nel rapporto domanda / offerta, ad esempio se un grande generatore ha improvvisamente un problema o se Le persone 26m mettono tutto il bollitore in una sola volta.

L'immagine è completamente diversa una volta che l'elettricità è per lo più rinnovabile. A questo punto ci sarebbero cambiamenti di ultima generazione più grandi e frequenti nella generazione, forse a causa di cambiamenti nella quantità di sole o di vento. E poiché le turbine e i pannelli solari avrebbero spostato in gran parte le centrali elettriche tradizionali, ci sarebbero meno generatori controllabili per bilanciare l'offerta e la domanda (le turbine e i pannelli possono naturalmente essere scollegati, ma vento e sole non possono essere accesi). In effetti, alcune centrali elettriche funzioneranno solo per il bilanciamento del sistema.

In questo contesto, cosa succede quando c'è un surplus? Non sarà sempre possibile ridurre la produzione di generatori controllabili (principalmente combustibili fossili), perché non riescono a reagire abbastanza velocemente o perché devono rimanere online per aiutare a bilanciare il sistema nel prossimo futuro. Potrebbe essere possibile immagazzinare parte dell'elettricità in eccesso in una batteria da utilizzare in un secondo momento, ma le batterie sono ancora molto costose. Siamo molto lontani dall'avere spazio sufficiente affinché questa opzione diventi realistica. Con più energia generata rispetto a quella utilizzata, energia pulita ed economica può andare sprecata.

È una questione di tempo

Il tempismo è la chiave. Se le persone sono focalizzate a ridurre al minimo la quantità di elettricità che usano in ogni momento, alla fine perdono i benefici derivanti dall'uso di energia rinnovabile pulita ed economica per il bucato, il preriscaldamento delle case, la ricarica di automobili o altri servizi flessibili nel tempo. Potrebbero persino passare dal riscaldamento a gas a quello elettrico in cui la maggior parte dell'elettricità è rinnovabile, una mossa che aumenterebbe il consumo di elettricità, ma ridurrebbe i costi energetici e le emissioni complessivi.

Il consumo sarebbe idealmente ridotto a volte quando ciò significava spegnere i generatori di combustibili fossili, piuttosto che l'energia eolica o solare. Infatti i clienti sono già in corso pagato per usare più elettricità durante periodi di elevato surplus di energia rinnovabile. Questi schemi di "risposta alla domanda" in cui i consumatori flessibili beneficiano del cambiamento dei loro consumi (non solo di diminuirlo) sono un modo efficace per rendere l'energia più economica e pulita.

La posizione è importante

La tempistica della riduzione del consumo di elettricità è importante, ma lo è anche la posizione. L'elettricità è raramente utilizzata proprio accanto a dove è stata generata, e la rete che collega i due può diventare satura, in particolare durante i periodi di elevata domanda o di eccedenza di generazione. A questi punti, i colli di bottiglia possono impedire che grandi quantità di produzione di energia rinnovabile in una parte della rete vengano trasportate ai consumatori in un'altra parte della rete. Questa domanda potrebbe invece essere soddisfatta con l'elettricità proveniente dai combustibili fossili mentre i generatori rinnovabili vengono ridotti. Questo può alla fine aumentare i costi per i contraenti.

The ConversationTutti coloro che desiderano vedere un sistema energetico più pulito ed economico dovranno ridefinire "l'efficienza energetica" per tenere conto dell'importanza dei tempi e della posizione. Ricorda che l'utilizzo di meno elettricità consente di risparmiare più denaro ed emissioni in alcuni momenti della giornata e in alcuni luoghi rispetto ad altri. Anche se può essere contro-intuitivo, in tempi e luoghi in cui la produzione di energia rinnovabile sarebbe altrimenti ridotta, è in realtà auspicabile utilizzare più elettricità.

Circa l'autore

Nicholas Good, Research Associate, Electrical Energy and Power Systems, University of Manchester e Eduardo Martínez Ceseña, ricercatore associato, energia elettrica e sistemi di alimentazione, University of Manchester

Questo articolo è stato pubblicato in origine The Conversation. Leggi il articolo originale.

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