Мечты человечества о бесконечной чистой энергии ветра или солнца омрачает нестабильность этих возобновляемых источников — они сильно зависят от погодных условий. Но, как установили ученые Стэнфордского университета, эти страхи напрасны. Они проанализировали стабильность энергосетей при различных сценариях, когда 100% электричества США дают ветер, вода и солнце, и пришли к выводу, что это не только возможно, но и благотворно скажется на экономике.

«Это первое исследование стабильности энергосети всех регионов США и отдельных штатов после электрификации всей энергетики и использования только чистой и возобновляемой энергии, — сказал автор работы профессор Марк Джейкобсон. — Это значит, никакого ископаемого топлива, улавливания углерода, прямого воздушного улавливания, биоинженерии, голубого водорода или атомной энергии».

Ветер, вода и солнце уже обеспечивают почти 20% потребностей США в электричестве, и 15 штатов и территорий и свыше 180 городов страны ввели законы, требующие перехода на возобновляемые источники энергии (ВИЭ). Однако критики такого преобразования указывают на нестабильность поступления электричества ветра и солнца и пугают масштабными и длительными перебоями с энергией.

Исследователи смоделировали различные погодные условия во всех регионах США, связанных единой энергосетью, а также в шести отдельных штатах — Аляске, Гавайях, Калифорнии, Техасе, Нью-Йорке и Флориде. В сценариях предусматривалось значительное увеличение количества морских и наземных ветрогенераторов, солнечных панелей на крышах и гелиоконцентраторов. Учтено появление новых геотермальных станций, но не ГЭС. Все вместе займет 0,84% земельных ресурсов США, а не 1,3% занятых сейчас индустрией ископаемого топлива, пишет EurekAlert.

Авторы подсчитали, что ежегодные затраты на электроэнергию на домохозяйство снизятся на 63%, чем при нынешнем сценарии. В некоторых штатах расходы упадут на 79%. Объем необходимых инвестиций составит от $9 до $11 трлн, которые окупятся за счет продажи энергии и ежегодной экономии всего за пять лет.

Соединение крупных географических регионов в сеть сделают энергоснабжение более надежным и дешевым, поскольку повысит шансы на доступность энергии ветра, солнца и воды и снизит потребность в дополнительных ветрогенераторах, солнечных панелях и аккумуляторах.

Важным открытием авторов доклада стало то, что для реализации этого плана не требуется наличие долговечных батарей. Стабильность сети может быть достигнута за счет существующих аккумуляторов, которые держат заряд в течение четырех часов и менее. Соединив их, можно добиться долгосрочного хранения энергии и быстрой подачи электричества в часы-пик.

Кроме того, строительство и обслуживание полностью чистых, возобновляемых электростанций и сетей создаст 4,7 млн долгосрочных рабочих мест в различных отраслях энергетики. А более чистый воздух предотвратит 53 200 смертей и миллионы заболеваний ежегодно, а также сэкономит около $700 млрд, которые, по прогнозам, будут израсходованы в 2050 на лечение болезней, связанных с низким качеством воздуха.