Smettiamo di vedere l’elettricità come una semplice merce. Non è solo questione di produzione e consumo. Il comportamento umano deve essere preso in considerazione. Considera il tuo stile di guida. Considera i modi. Successivamente, considera i capricci del vento e del tempo.
Ora immagina di mescolare tutti questi insieme. Com’è l’equilibrio? Quando l’energia eolica produce effettivamente elettricità? Quando i conducenti ne hanno davvero bisogno?
Se ci pensi attentamente, potresti arrivare alla conclusione che no.
Hai ragione. Almeno in una certa misura. La risposta perfetta è tra molte variabili. È possibile, ma improbabile, che un giorno la risposta possa essere sì.
Problemi di cambiamento culturale
Il problema delle turbine eoliche non è più un problema di domanda e offerta. Si tratta piuttosto di cambiamenti sociali e culturali nelle abitudini e nei modi di pensare.
Passare dalle miglia per gallone ai kilowattora per miglio è molto più che mettere semplicemente una batteria al posto del serbatoio del carburante. Si tratta di cambiare le tue abitudini di guida. Questo è legato alle abitudini di viaggio. Anche il modo in cui pensiamo al lavoro e al pendolarismo sta cambiando.
Ma anche se queste tradizioni culturali dovessero cambiare, ci sarà comunque una carenza di energia eolica.
Naturalmente puoi anche produrre l’elettricità di cui hai bisogno. Ma solo se ci saranno abbastanza parchi eolici. Solo se ci fossero abbastanza modi per distribuire il potere. E se, e se, e se.
Il vento è un essere volubile. Nonostante le moderne tecniche di previsione, è stagionale. Dipende dal temporale. Sta cambiando e cambiando. Molto più del comportamento umano.
Portafoglio, non panacea
L’energia eolica per le automobili potrebbe diventare parte del mix di fonti energetiche alternative. Questa combinazione potrebbe un giorno sostituire le tradizionali centrali elettriche a carbone, gas naturale e petrolio.
Scopri perché l’energia eolica non alimenta il parco auto del paese. Ma può fungere da strumento in un insieme più ampio di strumenti energetici. Questo insieme di strumenti è in attesa di rendere gli Stati Uniti un paese più verde ed efficiente dal punto di vista energetico.
Il vento è imprevedibile
Molto prima che il termine “riscaldamento globale” diventasse un termine familiare, il professore del Massachusetts Institute of Technology Stephen Connors ha seguito l’intersezione tra energia alternativa e produzione di energia convenzionale. Le sue conclusioni sull’uso delle auto elettriche nel Paese sono contrastanti. Questo non ha nulla a che fare con la geografia. Era ora.
Le persone sono preoccupate per la provenienza degli elettroni. Dovrebbero chiedere quando l’auto ha bisogno di loro.
“Uno dei grossi problemi con le auto elettriche è che la gente vuole ricaricarle di notte”, ha detto Connors. Questa pratica si adatta perfettamente alle caratteristiche delle infrastrutture di rete tradizionali. La maggior parte dell’elettricità negli Stati Uniti proviene ancora da turbine a vapore che bruciano gas naturale, carbone e petrolio. A queste piante non piace stare inattive. Questo è inefficace. Quindi continuarono a girare tutta la notte. Ciò crea un enorme surplus di elettricità a basso costo quando la domanda è più bassa. A meno che tu non possieda un’auto elettrica e la carichi alle 2 di notte. Quindi, quel surplus è il tuo sconto.
L’energia eolica non si preoccupa del tuo programma o dell’orologio del tuo paese. Si preoccupa dei modelli meteorologici. Questi possono essere previsti solo fino a un certo punto. E raramente corrispondono al comportamento umano.
“C’è un enorme disallineamento tra il modo in cui vengono caricate le auto elettriche e la disponibilità di energia eolica”, ha affermato Connors.
Le stagioni non corrispondono
Non c’è sempre vento. Questo è ciclico. I venti più forti colpiscono durante i mesi invernali. Ma le nostre abitudini di ricarica non cambiano con le stagioni. A luglio ci colleghiamo allo stesso modo che a gennaio.
Ci sono variazioni giornaliere in queste tendenze stagionali. Questi variano in base alla regione. Il picco di vento di uno stato potrebbe essere la pausa di un altro. Queste tendenze dirette determinano la quantità effettiva di energia prodotta. Il vento può integrare la rete. Non possiamo essere l’unico fornitore di veicoli elettrici in tutto il Paese.
“Questa componente stagionale non soddisfa le esigenze attuali”, ha detto Connors.
L’energia eolica da sola può sostenere le auto elettriche?
Se si guardano i dati la risposta è no. L’infrastruttura della rete elettrica statunitense è costruita per l’elettricità di carico di base, ovvero energia stabile e prevedibile. Il vento è intermittente. La tecnologia di stoccaggio dell’energia è ancora in fase di sviluppo, ma le enormi quantità di energia necessarie per ricaricare milioni di auto di notte, quando il vento è calmo, creano una carenza.
Le reti elettriche hanno bisogno di qualcosa di più del semplice vento. Ha bisogno di un mix. Le centrali elettriche a gas naturale di punta possono aumentare la loro produzione di elettricità quando il vento si ferma. L’energia idroelettrica potrebbe colmare questa lacuna. Sebbene l’energia solare sia utile durante il giorno, non risolve il problema della ricarica notturna.
Il punto di Connors è semplice. Stiamo cercando di installare un perno quadrato (stagionale, a seconda del tempo) in un foro rotondo (24 ore su 24, 7 giorni su 7, richiede ricarica notturna).
Da dove viene l’energia?
Il luogo conta meno del momento. I parchi eolici del Texas potrebbero generare elettricità in eccesso a marzo. Ma se questa energia non può essere immagazzinata o trasportata quando e dove è necessaria, viene sprecata. La rete è un atto di equilibrio. Attualmente, l’equilibrio è sbilanciato troppo verso le fonti tradizionali che operano 24 ore su 24, 7 giorni su 7.
Il vento è parte della soluzione. Non è tutta la soluzione.
Di quanto vento abbiamo effettivamente bisogno?
La sostituzione completa della produzione elettrica tradizionale richiede soluzioni di stoccaggio che non esistono ancora su larga scala. Le batterie stanno migliorando. Esistono centrali idroelettriche con pompaggio, ma sono geograficamente limitate. In assenza di una grande capacità di stoccaggio, l’energia eolica rappresenta ancora una fonte energetica supplementare.
Lo squilibrio tra produzione e consumo di energia elettrica è un problema fondamentale. Le auto elettriche si ricaricano di notte. Il vento spesso soffia più forte in inverno. Le giornate estive sono tranquille. La griglia
Perché il solo vento non può muovere l’America?
Convertire la flotta nazionale in energia eolica pulita è più un ipotetico esercizio teorico che un piano logistico. Il primo ostacolo? L’intera flotta dovrebbe essere elettrica. Anche i leader del settore come Connors si chiedono se questo cambiamento sarà pienamente realizzato entro il 2050.
Ma supponiamo che accada. I numeri non mentono.
I dati attuali mostrano che gli americani utilizzano 400 milioni di litri di benzina nei loro viaggi giornalieri. Per raggiungere questa autonomia, i moderni veicoli elettrici richiedono circa 40 kilowattora (kWh) di energia. Questo si basa su una media conservativa di 15 miglia per gallone. Il terreno, l’aerodinamica e il peso vengono ignorati. La portata del problema è ancora chiara.
Per sostituire la quantità giornaliera di benzina, i produttori dovrebbero produrre 16 trilioni di kilowattora di elettricità al giorno. È un numero astronomico.
Guardalo per conducente. I veicoli consumano circa 500 galloni all’anno. A 40 kWh per gallone ciò equivale a 20.000 kWh all’anno. Questo copre 10.000 miglia di pendolarismo. Nel 2006 sulle strade americane circolavano 251 milioni di veicoli passeggeri. Aggiungilo e otterrai un’incredibile domanda totale.
Tuttavia, nel 2007, la produzione totale di elettricità negli Stati Uniti ha superato i 4 trilioni di megawattora. Un megawattora corrisponde a 1000 kilowattora, quindi la fornitura totale è elevata. Ma non è solo una questione di vento. Non tutto è rinnovabile.
La conclusione è inevitabile. Le turbine eoliche da sole non possono fornire elettricità ai veicoli elettrici del Paese. Per colmare questa lacuna, la rete elettrica deve includere energie rinnovabili.
Dove il vento si inserisce nel mix energetico
Quindi, se il vento non può farlo da solo, cosa fa realmente? Funziona come un’aggiunta al carico di base piuttosto che come una soluzione autonoma.
I parchi eolici funzionano meglio in aree con flusso d’aria stabile e veloce. Il Midwest e il Texas sono i posti migliori. Ma il vento è intermittente. Quando il vento cessa, anche l’auto smette di caricarsi.
Questo è il motivo per cui lo stoccaggio in rete e i sistemi ibridi rinnovabili sono importanti. L’energia eolica deve essere in equilibrio con l’energia solare, idrica o geotermica. Senza questa diversità, la rete elettrica diventa instabile durante i venti deboli.
La tecnologia delle auto elettriche è in costante sviluppo. La densità della batteria continua ad aumentare. L’infrastruttura di ricarica si sta espandendo. Tuttavia, la fonte di alimentazione è importante. Affidarsi esclusivamente all’energia eolica ignora la realtà della coerenza della produzione energetica.
Il futuro sostenibile dell’industria automobilistica non si raggiungerà attraverso soluzioni miracolose. Proviene da una rete energetica complessa e interconnessa. Il vento è un filo vitale in quella rete. Non è l’intero arazzo.
I cambiamenti stagionali sono importanti. Tuttavia, l’eolico è ancora una fonte di energia rinnovabile pulita e non è necessario attendere i permessi.
Esistono due tipi principali di turbine. L’asse orizzontale sembra un’elica gigante. Dominano gli annunci. Le turbine ad asse verticale sono diverse. Assomigliano a sculture moderne. O un gigantesco frullino per le uova bloccato in un campo.
Entrambi i modelli utilizzano profili alari modificati. Il vento soffiava contro di loro. Diventa forza motrice. La turbina gira. Produce elettricità.
Questa energia può integrare la rete elettrica più grande o essere catturata e immagazzinata.
C’è uno strano vantaggio in questa matematica. Non è lineare. Quando la produzione di elettricità è lineare, un giro del generatore produce un kilowattora. Ma l’energia eolica può raggiungere la terza potenza. Con sufficiente energia eolica, può produrre 3 kilowattora di energia in un giro. È una relazione cubica. Più velocità, esponenzialmente più potenza.
Nonostante questi vantaggi fisici, i parchi eolici non sono ancora sufficienti. Il numero delle banche è ancora relativamente piccolo.
Il ricercatore energetico del MIT Stephen Connors ritiene che l’energia eolica sia solo un altro pezzo del puzzle. Non si aspetta che possa gestire da solo il sollevamento di carichi pesanti. Questo piano include un pacchetto molto più ampio. Geotermico. Idro. Solare. Biomassa.
A questo elenco viene spesso aggiunta anche l’energia nucleare. Senza carbonio. Si adatta al profilo.
Questa combinazione energetica deve svilupparsi con gli altri. auto elettrica. E la tecnologia che lo supporta. Soprattutto le reti “intelligenti”. Quella rete devia l’elettricità in eccesso. Ottieni energia dove ne hai più bisogno. I calcoli della domanda in tempo reale guidano questi cambiamenti.
Ma quando raggiungeranno davvero le auto?
Connors guarda al 2050. Almeno è vero. Questo è il suo termine per un mondo ideale. Questa è la sua definizione di mondo ideale. Le norme del governo sono coerenti. La politica funziona. Allo stesso tempo, l’opinione pubblica cambia. Il viaggio verso la terra promessa si è svolto senza intoppi.
“Succede raramente”, ha detto.
Gli ibridi sono un buon caso di studio. La Toyota Prius è entrata nel mercato statunitense circa 10 anni fa. Questa è la prima opzione commercialmente valida. Ora, più di dieci anni dopo, stanno diventando un’opzione automobilistica comune.
La flotta automobilistica si ribalta lentamente. Ci vorranno dai 15 ai 20 anni prima che la Cina abbandoni completamente l’uso dei vecchi modelli. Sostituirlo con uno nuovo. I veicoli elettrici non sono ancora commercialmente validi né pienamente accettati.
Il 2050 è la data ideale. Non è probabile.
In questo momento, il vento sposterà più alberi che automobili. Ma questo potrebbe cambiare. In un lontano futuro.
Per ulteriori informazioni sulle energie rinnovabili, seguire i collegamenti nella pagina successiva.
Informazioni dettagliate
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Altri fantastici collegamenti
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Associazione americana per l’energia eolica
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Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti
-
Amministrazione statunitense per le informazioni sull’energia
Fonti
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Associazione americana per l’energia eolica. (23 giugno 2010) http://www.awea.org/
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Connors, Stephen. Professore al MIT. Intervista personale. Condotto il 19 novembre 2009.
-
Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti. (23 giugno 2010) http://www.energy.gov/
-
Amministrazione statunitense per le informazioni sull’energia. (23 giugno 2010) http://www.eia.doe.gov/
