L'énergie éolienne et solaire pourrait remplacer l'énergie au charbon au Texas

Le Texas peut être un modèle pour la nation sur la façon de remplacer efficacement le charbon par l'éolien et le solaire pour les besoins énergétiques de l'État tout en répondant aux objectifs environnementaux, selon une nouvelle recherche des ingénieurs de l'Université Rice.

Les nouveaux travaux dirigés par l'ingénieur en environnement Daniel Cohan et le spécialiste principal en informatique Richard Morse de la George R. Brown School of Engineering de Rice utilisent la modélisation d'optimisation pour identifier les combinaisons les moins coûteuses des projets éoliens et solaires proposés avec le potentiel de remplacer l'énergie au charbon. génération au Texas.

Comme l'indiquent les auteurs dans l'article, qui paraît dans la revueÉnergies renouvelables : éoliennes, hydrauliques et solaires, "Pour faire simple, il n'y a pas toujours de vent ni de soleil, mais il y a presque toujours du vent ou du soleil quelque part au Texas."

Cohan a déclaré que cela pourrait permettre à l'éolien et au solaire de remplacer presque toute la production de charbon, en particulier si les projets éoliens et solaires sont situés dans des endroits qui fournissent une production complémentaire. Le nouvel article s'appuie sur une étude de 2018 de son laboratoire.

"Ce document traite vraiment de la manière dont nous pouvons nous éloigner du charbon le plus rapidement possible", a déclaré Cohan, professeur agrégé de génie civil et environnemental. "Le Texas brûle toujours plus de charbon et émet plus de dioxyde de soufre et d'autres polluants que tout autre État. Même si une transition est inévitable, il est urgent d'abandonner le charbon le plus rapidement possible pour améliorer la qualité de l'air et la santé."

"Le nettoyage de l'énergie que nous utilisons pour alimenter la société est l'une des choses les plus importantes que nous devons faire", a déclaré Morse, qui a remporté le concours d'affiches Malcolm Verdict Memorial au Texas Energy Summit en 2020 pour son travail sur le projet. "Le professeur Cohan l'a annoncé comme un projet d'apprentissage des mathématiques, et c'est mon parcours, donc pouvoir aider à un projet d'intégration d'énergie propre était très intéressant pour moi."

Plusieurs grandes centrales au charbon du Texas ont fermé en 2018, et la plupart des centrales restantes ont fonctionné bien en dessous de leur capacité, y compris au milieu des pannes pendant le gel de février 2021. Les recherches de l'équipe ont révélé qu'un tiers seulement des projets éoliens et solaires déjà proposés au Conseil de la fiabilité électrique du Texas d'ici juin 2020 pourraient remplacer la quasi-totalité de la production de charbon de l'État. Depuis juin 2020, des dizaines de ces projets ont été construits et la file d'attente des projets solaires proposés a doublé.

La clé du succès pour l'éolien et le solaire sera une expansion des lignes de transmission reliant les parties les plus venteuses et les plus ensoleillées de l'État aux villes.

"Au Texas, c'est le plus gros goulot d'étranglement qui ralentit la croissance de l'éolien et du solaire", a déclaré Cohan. "Le projet de loi bipartite sur les infrastructures adopté l'année dernière est un bon début, mais il ne dispose pas de suffisamment de fonds pour la transmission. De plus, en ne se connectant pas à d'autres réseaux, le Texas a raté des opportunités de vendre ses surplus d'énergie éolienne et solaire à d'autres États. ."

Cohan a noté que le gaz naturel continuera d'être essentiel à la fiabilité électrique du Texas à court terme, d'autant plus qu'ERCOT s'efforce de se remettre du gel de 2021. Cependant, l'implantation complémentaire de parcs éoliens et solaires peut réduire le besoin de gaz naturel et de stockage et éliminer le besoin de charbon, a-t-il dit. L'étude montre que l'énergie éolienne de l'ouest du Texas a tendance à culminer pendant la nuit, tandis que le vent du sud du Texas culmine avec les brises de mer les après-midi et les soirées d'été. Avec l'énergie solaire diurne, ces sources complémentaires peuvent couvrir la plupart des heures de l'année, mais pas toutes.

"Même avec un emplacement complémentaire, il y aura encore des heures où le soleil ne brille pas et le vent ne souffle pas", a déclaré Cohan. "Historiquement, le principal défi a été les après-midi d'été lorsque les climatiseurs fonctionnaient à plein régime et les gelées occasionnelles. Les vents solaires et côtiers fonctionnent bien pendant les pics d'été, mais peuvent avoir des accalmies certains soirs lorsque nous aurons besoin d'autre chose pour démarrer. dans."

Il a déclaré que l'élimination du charbon du réseau texan n'était qu'une question de temps. "Je pense qu'aucune des compagnies d'électricité ne veut exploiter des centrales au charbon à long terme", a déclaré Cohan. "Ils sont plus sales et plus coûteux à exploiter que la construction de projets éoliens et solaires à partir de zéro, et la plupart des entreprises de services publics ont maintenant des plans pour atteindre zéro émission nette de carbone d'ici 2050, sinon avant.

"Peut-être à cause de cela, ils n'ont pas investi dans la modernisation de leurs centrales au charbon, dont beaucoup ont plus de 40 ans et ne sont pas très efficaces", a-t-il déclaré.

Les co-auteurs de l'article sont Sarah Salvatore, majeure en génie civil de premier cycle de Rice, et l'ancienne Joanna Slusarewicz, maintenant étudiante diplômée à l'Université Carnegie Mellon.

L'Energy Foundation a soutenu la recherche.

minerai.

"Peut-être à cause de cela, ils n'ont pas investi dans la modernisation de leurs centrales au charbon, dont beaucoup ont plus de 40 ans et ne sont pas très efficaces", a-t-il déclaré.

Les co-auteurs de l'article sont Sarah Salvatore, majeure en génie civil de premier cycle de Rice, et l'ancienne Joanna Slusarewicz, maintenant étudiante diplômée à l'Université Carnegie Mellon.

L'Energy Foundation a soutenu la recherche.