मई 21, 2022

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अक्षय ऊर्जा के साथ टेक्सास ब्लैकआउट को रोका गया

बारह माह बाद प्रदेश के विद्युत ग्रिड में सुधार होने पर, अभी भी असुरक्षित है मौसम की वजह से बिजली कटौती।

टेक्सास ए एंड एम यूनिवर्सिटी में वायुमंडलीय विज्ञान के प्रोफेसर एंड्रयू डेसलर ने कहा, “अगर हमें इस साल 2021 में उरी की तरह एक और तूफान आया, तो ग्रिड फिर से नीचे चला जाएगा।” “यह अभी भी हमारे लिए एक बड़ा जोखिम है।”

अब एक हाल के एक अध्ययन दिखाता है कि सौर, पवन और जल ऊर्जा जैसे 100 प्रतिशत स्वच्छ और नवीकरणीय ऊर्जा पर स्विच करके पूरे देश में बिजली ब्लैकआउट से बचा जा सकता है – शायद तीव्र मौसम की घटनाओं के दौरान भी।

तकनीकी और आर्थिक रूप से, हमारे पास 95 प्रतिशत प्रौद्योगिकियां हैं जिनकी हमें आज हर चीज को बदलने की जरूरत है, ”स्टैनफोर्ड विश्वविद्यालय में पेपर के प्रमुख लेखक और सिविल और पर्यावरण इंजीनियरिंग के प्रोफेसर मार्क जैकबसन ने कहा। पवन, पानी और सौर पहले से ही देश की बिजली का लगभग पांचवां हिस्सा हैं, हालांकि कई क्षेत्रों में एक पूर्ण संक्रमण धीमा है।

अध्ययन से पता चला है कि नवीकरणीय ऊर्जा पर स्विच करने से ऊर्जा की आवश्यकता भी कम होगी, उपभोक्ता लागत कम होगी, लाखों नए रोजगार सृजित होंगे और लोगों के स्वास्थ्य में सुधार होगा।

वर्षों से, कुछ ने अक्षय ऊर्जा को बड़े पैमाने पर अपनाने की व्यवहार्यता के बारे में संदेह व्यक्त किया है, इसकी लागत के कारण। लेकिन डेसलर ने कहा कि जहां 10 साल पहले सौर ऊर्जा का एक महंगा स्रोत था, वहीं यह है आज के सबसे सस्ते में से एक.

“नवीकरणीय ऊर्जा के बारे में बहुत से लोगों की समझ बेहद पुरानी है,” डेसलर ने कहा, जो शोध में शामिल नहीं थे।

पवन ऊर्जा भी बहुत प्रभावी हो सकती है और कुछ दिनों में टेक्सास की आधी ऊर्जा प्रदान करती है – एक तथ्य जो उसने पॉडकास्टर को आश्चर्यचकित कर दिया जो रोगा जब वह गुरुवार को “द जो रोगन एक्सपीरियंस” के एपिसोड में एक अतिथि के रूप में दिखाई दिए।

“सौर और पवन सबसे सस्ते ऊर्जा स्रोत उपलब्ध हैं,” डेसलर ने कहा। “लोगों को यह समझ में नहीं आता है, और वे यह भी नहीं समझते हैं कि हम एक विश्वसनीय ग्रिड बनाना जानते हैं जो मुख्य रूप से नवीकरणीय है।”

हाल के अध्ययन में, जैकबसन और उनके सहयोगियों ने दिखाया कि संयुक्त राज्य भर में हर 30 सेकंड में ऊर्जा की मांगों को कैसे पूरा किया जाए, जिसमें 2050 और 2051 में एक हरियाली वाले, अधिक आबादी वाले देश में कोई ब्लैकआउट नहीं है।

सिमुलेशन में, उन्होंने कल्पना की कि सभी वाहन इलेक्ट्रिक थे या हाइड्रोजन ईंधन कोशिकाओं द्वारा संचालित थे। इलेक्ट्रिक हीट पंप, वॉटर हीटर, विंड टर्बाइन और सोलर पैनल को उनके जीवाश्म ईंधन विकल्पों से बदल दिया गया। टीम में नए भू-तापीय स्रोत भी शामिल थे लेकिन कोई नया जलविद्युत संयंत्र नहीं था।

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उन्होंने संयुक्त राज्य भर में ग्रिड स्थिरता का मॉडल तैयार किया, जिसमें मौसम-जलवायु-वायु प्रदूषण मॉडल के डेटा शामिल हैं, जिसमें जलवायु कारक और सांख्यिकीय रूप से विशिष्ट मौसम पैटर्न शामिल हैं जो किसी दिए गए क्षेत्र में होते हैं। ऊर्जा सूचना प्रशासन से ऊर्जा खपत डेटा का उपयोग करते हुए, टीम ने 2050-2051 के लिए ऊर्जा मांगों का अनुकरण किया। ऊर्जा आपूर्ति को हर 30 सेकंड में ऊर्जा की मांग के बराबर करना पड़ता है, अन्यथा मॉडल बंद हो जाता है.

टीम ने पाया कि केवल अक्षय संसाधनों में स्थानांतरित होने से वास्तविक ऊर्जा मांग में काफी कमी आई है, जो अधिक कुशल हैं। पूरे संयुक्त राज्य के लिए, कुल अंतिम उपयोग ऊर्जा मांग में लगभग 57 प्रतिशत की कमी आई है। प्रति व्यक्ति घरेलू वार्षिक ऊर्जा लागत “सामान्य रूप से व्यवसाय” परिदृश्य से लगभग 63 प्रतिशत कम थी।

जैकबसन की प्रयोगशाला में सह-लेखक और डॉक्टरेट उम्मीदवार अन्ना-कथरीना वॉन क्राउलैंड ने कहा, “जो कुछ भी हम वर्तमान में जीवाश्म ईंधन का उपयोग करते हैं, वह बिजली के माध्यम से चलने वाली तकनीक का उपयोग करके किया जाएगा।” “ऊर्जा की मात्रा जो गतिविधियों को करने के लिए आवश्यक है, मूल रूप से प्रकाश को चालू करने या औद्योगिक प्रक्रियाओं को बढ़ावा देने के लिए, जो वास्तव में कम हो जाएगी यदि आप अधिक कुशल ऊर्जा आपूर्ति का उपयोग करते हैं।”

चरम मौसम की घटना के दौरान, ग्रिड को ऑनलाइन रखने में मदद करने के लिए कम ऊर्जा की मांग महत्वपूर्ण है। टेक्सास में, एक पूर्ण हरित संक्रमण वार्षिक औसत अंत-उपयोग बिजली की मांग को 56 प्रतिशत तक कम कर देगा। यह पीक लोड को भी कम करता है, या एक बार में ग्रिड से सबसे अधिक ऊर्जा प्राप्त करता है। जैकबसन ने कहा कि कई घरों का अपना भंडारण भी होगा और उन्हें ग्रिड पर ज्यादा निर्भर रहने की जरूरत नहीं होगी।

टीम ने विभिन्न भौगोलिक क्षेत्रों से विद्युत ग्रिड को आपस में जोड़ते हुए भी पाया जो बिजली व्यवस्था को अधिक विश्वसनीय बनाते हैं और लागत को कम करते हैं। बड़े क्षेत्रों में हवा बहने, सूरज की चमक या पनबिजली कहीं और चलने की संभावना होती है, जो किसी भी आपूर्ति अंतराल को भरने में मदद करने में सक्षम हो सकती है।

“नवीकरणीय ऊर्जा की आंतरायिकता में गिरावट आती है क्योंकि आप बड़े और बड़े क्षेत्रों को देखते हैं,” डेसलर ने कहा। “अगर टेक्सास में हवा नहीं है, तो आयोवा में हवा हो सकती है। उस स्थिति में, वे अधिक उत्पादन कर सकते हैं और वे अपनी कुछ अतिरिक्त शक्ति हमें भेज सकते हैं।”

अध्ययन में कहा गया है कि टेक्सास में प्रति यूनिट ऊर्जा की लागत 27 प्रतिशत कम है जब मिडवेस्ट ग्रिड से अलग होने की तुलना में परस्पर जुड़ा हुआ है, जैसा कि वर्तमान में है।

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वॉन क्राउलैंड ने कहा, “पूरे बोर्ड में, हम पाते हैं कि यह कम खर्चीला, अधिक विश्वसनीय होगा, अगर हम इंटरकनेक्शन पर विस्तार करना चाहते हैं तो ऊर्जा का बेहतर उपयोग करें।” हालांकि वह आगे कहती हैंभले ही हर राज्य को अपने आप में अलग कर दिया गया हो, फिर भी हर राज्य में 100 प्रतिशत पवन जल और सौर ऊर्जा को लागू करना संभव होगा। ”

टेक्सास में सर्दियों के दौरान, जैकबसन ने कहा कि अधिक उचित रूप से बनाए रखा पवन टरबाइन भी ऊर्जा आपूर्ति को बनाए रखने में मदद करेंगे। फरवरी 2021 की ठंड के दौरान, कुछ जमे हुए पवन टर्बाइनों को डी-आइसिंग उपकरणों की कमी के कारण बंद कर दिया गया था। (कोयला, गैस और परमाणु स्रोत भी बंद उपकरण के सीधे जमने से और ऊर्जा में बहुत अधिक गिरावट में योगदान दिया।)

“उन दिनों जब ठंड होती है, आपके पास बहुत हवा होती है, जो वास्तव में अच्छी खबर है क्योंकि जब ठंड होती है, तो आपके पास हीटिंग की मांग होती है,” जैकबसन ने कहा। “आपको वास्तव में ठंड के दिनों में अधिक बिजली उत्पादन मिलता है।”

सर्दियों के दौरान, कम धूप भी सौर पैनलों को उतना उपयोगी नहीं बना सकती है। इस मामले में, पवन टरबाइन और सौर पैनल पूरक ऊर्जा स्रोत हैं। यदि दोनों एक बिंदु पर विफल हो जाते हैं, तो एक अन्य ऊर्जा स्रोत, जैसे कि भूतापीय या जलविद्युत, किक कर सकता है।

सौर या पवन ऊर्जा कम होने पर ऊर्जा की आपूर्ति के लिए बैटरियों का भी उपयोग किया जाता है, लेकिन टीम ने दिखाया कि लंबी अवधि की बैटरी ग्रिड स्थिरता के लिए आवश्यक या सहायक नहीं हैं। वर्तमान में बाजार में मौजूद कई 4 घंटे की बैटरियों को दीर्घकालिक भंडारण प्रदान करने के लिए जोड़ा जा सकता है, जैसे कि ब्लैकआउट के दौरान। यह खोज विशेष रूप से उपयोगी है क्योंकि अल्ट्रालॉन्ग ड्यूरेशन बैटरी तकनीक अभी भी बाजार में आने से अपेक्षाकृत दूर हो सकती है।

डेसलर ने कहा, “नवीकरणीय ऊर्जा को अविश्वसनीय मानना ​​गलत है क्योंकि आप स्वयं अक्षय ऊर्जा के बारे में नहीं सोचते हैं।” “आप उन्हें एक प्रणाली के हिस्से के रूप में सोचते हैं। एक स्थिर ग्रिड जिसमें बहुत सारे नवीकरणीय ऊर्जाएँ होती हैं, उनमें एक दृढ़ प्रेषणीय शक्ति भी होगी जो नवीकरणीय ऊर्जा के नीचे जाने पर उठाएगी। ”

टीम के सिमुलेशन ने कैलिफ़ोर्निया में ब्लैकआउट का भी सुझाव दिया, जैसे अगस्त 2020 में, कम कीमत पर भी टाला जा सकता है। गर्मियों के दौरान अधिक अपतटीय पवन टरबाइन स्थापित करने से ठंडी इमारतों सहित ऊर्जा प्रदान की जा सकती है। सभी स्वच्छ, नवीकरणीय ऊर्जा में परिवर्तन से कैलिफोर्निया में ऊर्जा की मांग में 60 प्रतिशत की कमी आ सकती है।

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ग्रिड स्थिरता में सुधार के अलावा, अध्ययन में पाया गया कि एक स्वच्छ, नवीकरणीय ग्रिड का संचालन, निर्माण से लेकर विनिर्माण से लेकर व्यवसायों में अप्रत्यक्ष रोजगार तक लगभग 5 मिलियन दीर्घकालिक, पूर्णकालिक रोजगार पैदा कर सकता है। सिस्टम स्वच्छ हवा का भी उत्पादन करेगा, जो प्रति वर्ष 53,000 लोगों द्वारा प्रदूषण से संबंधित मौतों को कम कर सकता है और 2050 में लाखों लोगों के लिए प्रदूषण से संबंधित बीमारियों को कम कर सकता है।

“यह एक अविश्वसनीय रूप से महत्वपूर्ण अध्ययन है,” कॉर्नेल विश्वविद्यालय के प्रोफेसर रॉबर्ट हॉवर्थ ने कहा और जो शोध में शामिल नहीं है। “जीवाश्म ईंधन उद्योगों का तर्क है कि नवीकरणीय ऊर्जा एक खतरनाक प्रयोग है, और ग्रिड की स्थिरता और विश्वसनीयता कम से कम जीवाश्म ईंधन पर निर्भर करती रहेगी। यहां, जैकबसन और उनके सहयोगी स्पष्ट रूप से दिखाते हैं कि ऐसा बिल्कुल नहीं है। ”

डेसलर इस बात से सहमत हैं कि उन्हें नहीं लगता कि इस अध्ययन के निष्कर्ष “बिल्कुल भी विवादास्पद” हैं।

“जाहिर है, यह सिर्फ इसलिए काम करेगा क्योंकि ग्रह पर बहुत अधिक अक्षय ऊर्जा उपलब्ध है। भौतिकी के दृष्टिकोण से, यहाँ कोई मौलिक बाधा नहीं है, ”उन्होंने कहा। “बाधा राजनीतिक है। आपको लोगों को एक साथ लाने और ऐसा करने का फैसला करने के लिए मिला है, और यही वास्तव में मुश्किल है। ”

फरवरी 2021 के ठंड के दौरान, टेक्सास के पूर्व गवर्नर रिक पेरी ने कहा कि टेक्सस ठंड में और बिजली के बिना “संघीय सरकार को अपने व्यवसाय से बाहर रखने के लिए” और भी अधिक समय व्यतीत करेंगे। डेमोक्रेट्स को विफल करें जो नए नियमों का प्रस्ताव करना चाहते हैं।

लगभग 15 राज्यों और क्षेत्रों और 180 से अधिक शहरों ने अक्षय बिजली की मात्रा बढ़ाने वाली नीतियां बनाई हैं, लेकिन जैकबसन को उम्मीद है कि इस तरह के निष्कर्ष नीति निर्माताओं को अधिक तेजी से संक्रमण के लिए कानूनों और नीतियों को पारित करने का विश्वास दिलाएंगे। जैकबसन के पिछले अध्ययन और उनकी गैर-लाभकारी संस्था के माध्यम से काम करते हैं समाधान परियोजना ने सूचित योजनाओं में मदद की है जैसे कि ग्रीन न्यू डील और राज्य विधायिका।

“हमें वास्तव में 80 प्रतिशत तेजी से संक्रमण की आवश्यकता है” [of clean energy] 2030 तक और उसके बाद जितनी जल्दी हो सके 100 प्रतिशत, ”जैकबसन ने कहा। “इस समस्या को हल करने के लिए वास्तव में बहुत से लोगों के बीच बड़े पैमाने पर प्रयास की आवश्यकता है। यह एक वैज्ञानिक अध्ययन नहीं है जो समस्या का समाधान करने वाला है।”