不用化石燃料还有很多工作要做

2019-10-10 10:51:30

如果我们想在全国范围内摆脱化石燃料的话,还有很多事情要做。很明显,这将是一个发电项目。Empa的研究人员MartinRüdisüli,Sinan Teske和Urs Elber现在已经计算出通往可持续能源系统的路有多长和陡峭。他们的研究于6月底发表在《能源》杂志上。

研究人员选择了保守的方法,并最初收集了瑞士电力,供暖需求和热水消耗的真实数据。这些数据然后用作思想实验的基础。瑞士的电力需求仍然很容易确定:瑞士电网运营商Swissgrid会在一年中的每一天提供每季度25分钟的详细值。加热能和热水需求变得越来越困难。Empa的专家使用了区域供热供应商REFUNA的数据,该供应商为Aare谷下游的几个社区提供了Beznau核电站的余热。数据分析表明,连通房屋的热量需求与室外温度有很好的相关性,并且在夜间温度高于18摄氏度时,

电动加热系统和汽车

对于他们的思想实验,研究人员做出了各种假设。首先,大多数瑞士居民的行为像阿雷河谷下游地区的居民,并且居住在类似的建筑物中。其次,为了摆脱取暖用油和天然气的使用,首先要通过整修措施将所有建筑物的取暖需求降低约42%。那么,用电热泵将可以实现以这种方式翻新的房屋和公寓中剩余供暖需求的3/4。第三,电动化程度将达到所有私家车行程的约2​​/3可以电动进行,相当于所有行驶公里数的20%。另一方面,货运和长途旅行不那么容易转换,这就是为什么在研究中将它们排除在移动电动化之外。

核电厂不再在Empa研究中发挥作用-因为自2017年5月《能源法》全民公决以来,已经决定逐步淘汰核电。在http://www.sonnendach.ch项目的框架内,瑞士所有屋顶表面中的一半被评为良好或非常合适,它们都装有太阳能电池。这大约相当于瑞士所有屋顶面积的三分之一。

电力需求增加多少?

接下来,研究人员确定了由此产生的电力消耗,由于热泵和电动汽车,电力消耗可能每年增加约13.7太瓦时,即,与今天相比增加了约25%。然而,发电量与需求之间的时间差距甚至比消耗量的显着增加还要令人震惊:太阳能电池在夏季发电量最大,但热泵和加热的汽车在冬季需要大量的电能。这导致季节性供应缺口。

这可以通过从邻国进口电力来补偿,就像今天在短缺的情况下一样。但是我们的CO 2平衡可能因此而受到影响-因为欧洲的电力经常使瑞士的CO 2平衡严重恶化,而瑞士已经非常小心地通电。因此,如果热泵和电动汽车所需的电力也是可再生的,则对气候最有利。

研究人员有何建议?

但是,Empa研究还提供了一些有关如何实现低CO 2的有价值的信息。能源系统。首先,如果建筑物使用最新技术进行隔热,则用热泵代替燃油加热系统是最有意义的。因为没有适当绝缘的热泵效率明显降低。其次,每个核电厂必须用大约八倍的光伏输出量进行更换。为什么?一座核电站每年发电约8,000小时,而太阳能电池仅发电1,000个小时。这意味着在所有可用表面上都有大量的太阳能电池板。第三,我们需要尽可能多的太阳能存储容量-本地电池存储设施和抽水蓄能设施以及其他存储技术,尤其是(地热)储热设施,还需要将电能转换为化学能源的技术。这是因为一天仅几个小时的阳光足以充满存储空间。在其余时间中,存储的能量必须持续。

第四,我们必须建立季节性的储热设施,以便在冬天减少热泵的电力需求。第五,我们需要更好地匹配能源供求关系。夏季将有大量的太阳能和热能,但是在冬季,可再生能源尤其将成为未来的稀有商品(因此价格昂贵)。第六-这是个好消息:电动汽车不会使天平倾斜。根据所作的假设,与电热供应相比,在家里,工作中或购物时对电动汽车进行每日充电只会产生相对较低的用电高峰。但是,前提条件是具有足够容量的适当网络。

如果将来冬天在冬季实现更多的可再生能源,例如风能,地热能,更多的生物质能和更多的水力发电,那么覆盖差距将会缩小,但是,可能无法完全消除。因此,仅使热量和迁移率电气化并不能解决问题。“为了成功实现能源系统的可持续转换,我们需要短期和长期的(即季节性的)储能技术。这就是为什么我们不应该相互竞争能源部门,而要保留所有技术选择的原因开放。”马丁·鲁迪苏利(MartinRüdisüli)说。思南·特斯克(Sinan Teske)补充说:“我们必须向自然界学习如何处理太阳能,这不是一年四季都可用的。我们可以在夏天尽可能多地存储太阳能,而在冬天则限制我们的需求。

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