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हम अक्षय ऊर्जा बनाने का एक बड़ा काम कर रहे हैं - लेकिन हमारे पास वास्तव में इसका उपयोग करने के लिए बुनियादी ढांचा नहीं है

2022

पिछले हफ्ते, कुछ दुर्लभ सकारात्मक पर्यावरण समाचार जनता की नज़र में पहुंचे: ऊर्जा सूचना प्रशासन के अनुसार, पिछले साल स्थापित सभी नए, बड़े पैमाने पर बिजली उत्पादन के लगभग आधे अक्षय ऊर्जा स्रोतों का उपयोग करते हैं। सरकारी एजेंसी की रिपोर्ट है कि 2017 में स्थापित की गई कुल 25 गीगावाट की क्षमता में से लगभग 12 गीगावाट स्वच्छ ऊर्जा से आईं-साथ ही छत के पैनल जैसे छोटे पैमाने के सौर का अतिरिक्त 3.5 गीगावाट।

यह रिपोर्ट एक और अच्छे ऊर्जा अद्यतन के साथ अग्रानुक्रम में इस प्रकार है: पिछले साल बंद किए गए लगभग सभी बिजली संयंत्रों ने जीवाश्म ईंधन को अपनी ऊर्जा के स्रोत के रूप में इस्तेमाल किया। और उन पौधों में से अधिकांश कोयले का इस्तेमाल करते थे, जिन्हें मोटे तौर पर सबसे अधिक कार्बन गहन ईंधन प्रकार के रूप में मान्यता प्राप्त थी। और खुशखबरी लुढ़कती रहती है। हमें इस प्रवृत्ति को जारी रखने की उम्मीद करनी चाहिए, क्योंकि एजेंसी की रिपोर्ट है कि बिजली कंपनियों की योजना 2018 में लगभग 10 गीगावाट कोयला बिजली बनाने की है।

बहुत सारी अच्छी स्वच्छ ऊर्जा हमारे रास्ते में आ रही है। लेकिन क्या हम इसके लिए तैयार हैं? जगह में सही बुनियादी ढांचे के बिना, कई विशेषज्ञ तर्क देते हैं, हम उन सभी ऊर्जा को कैप्चर और परिवहन करने में सक्षम नहीं हो सकते हैं जो ये नए प्रतिष्ठान प्रदान करने में सक्षम हैं।

मुद्दे की जड़ स्वच्छ ऊर्जा प्राप्त करने के तरीके से है। जीवाश्म ईंधन संयंत्रों के विपरीत, पवन और सौर ऊर्जा ऊर्जा के आंतरायिक स्रोत हैं। यदि हवा पर्याप्त रूप से नहीं बह रही है या बहुत अधिक बादल (या सूर्य ग्रहण) हैं, तो बिजली की आपूर्ति इसके लिए मांग को पूरा नहीं कर सकती है। विपरीत छोर पर, यदि तेज हवाएं या लगातार धूप हो, तो आपूर्ति इसे पकड़ने और उपयोग करने की क्षमता से अधिक हो सकती है।

एक मुद्दा जिसे शोधकर्ता हल करने की कोशिश कर रहे हैं, जिसे कर्लमेंट के रूप में जाना जाता है .. यह तब होता है जब अक्षय ऊर्जा की आपूर्ति इतनी महान होती है (शायद सुपर सनी दिनों की एक श्रृंखला से) कि आपूर्ति विद्युत लाइनों को पार करती है जो बिजली से चलती है अपने आउटलेट के लिए बिजली संयंत्र।

"हम अभी के लिए हमारे पास मौजूद ट्रांसमिशन इंफ्रास्ट्रक्चर के साथ कर सकते हैं, लेकिन मौजूदा बुनियादी ढांचे को बदलते ऊर्जा परिदृश्य को देखते हुए नहीं बनाया गया था, जो कि नेशनल रिन्यूएबल एनर्जी लेबोरेटरी से विंड क्यूरेलमेंट पर 2017 के एक अध्ययन के लेखकों में से एक है।

रिपोर्ट में, NREL के शोधकर्ताओं ने एक परिदृश्य तैयार किया जिसमें पवन ऊर्जा ने पश्चिमी संयुक्त राज्य अमेरिका में आवश्यक बिजली का 37 प्रतिशत प्रदान किया, और पवन ऊर्जा की खपत में वृद्धि की व्यवहार्यता का विश्लेषण किया। (2016 के सबसे हालिया अनुमान में राष्ट्रीय पवन ऊर्जा की खपत 5.5 प्रतिशत है।) "हम जोर्गेनसन के सिस्टम पर इस हवा के साथ किसी भी विश्वसनीयता संबंधी चिंताओं की पहचान नहीं करते हैं।" लेकिन विस्तारित संचरण क्षमता के बिना, हमने उच्च मात्रा में हवा की वक्रता देखी। "इसका मतलब है कि उत्पादित पवन ऊर्जा वास्तव में कहीं भी नहीं जा रही है इसका उपयोग किया जा सकता है। यह अनिवार्य रूप से" अक्षय ऊर्जा को बर्बाद कर दिया है क्योंकि उस ऊर्जा को जीवाश्म ईंधन से आना है।

टेक्सास में घुमावदार समस्याओं का समाधान करने का प्रयास करने के लिए, जिसने किसी भी राज्य की सबसे अधिक पवन ऊर्जा उत्पादन क्षमता स्थापित की है, सार्वजनिक उपयोगिता आयोग ने कुछ साल पहले $ 7 बिलियन की ट्रांसमिशन लाइनों की प्रणाली का निर्माण किया था। प्रतिस्पर्धी अक्षय ऊर्जा क्षेत्र (CREZ) के रूप में जाना जाता है, यह लगभग 1, 700 घरों की सेवा करने के लिए पर्याप्त बिजली ले जाने वाले राज्य के अधिक आबादी वाले पूर्वी और मध्य क्षेत्रों के लिए पश्चिम से 3, 600 मील तक फैला है।

टेक्सास में यूनिवर्सिटी ऑफ ऑस्टिन एनर्जी इंस्टीट्यूट में पोस्टडॉक्टोरल रिसर्च फेलो जोशुआ रोड्स कहते हैं, "अगर हम टेक्सास में उतनी ज्यादा [एनर्जी] पैदा नहीं करते, तो हम करते।" सिस्टम शुरू से ही एकदम सही था। ट्रांसमिशन इन्फ्रास्ट्रक्चर राज्य भर में नए पवन फार्मों द्वारा उत्पादित बिजली के साथ मुश्किल से रख सकता था। प्रोजेक्ट पूरा होने के बाद ट्रांसमिशन लाइनें पूरी क्षमता पर नहीं थीं। (हालांकि यह केवल देर से ही था। रात, जब हवा सबसे तेज चलती है और सबसे ज्यादा बिजली पैदा करती है।)

लेकिन रोड्स समस्या का एक संभावित समाधान नोट करते हैं। "उन गर्म गर्मी के दिनों के दौरान जब हवा नहीं चल रही होती है, सूरज की बहुत सारी जमीन होती है, " वे कहते हैं। "गर्मियों में उन ट्रांसमिशन लाइनों पर बहुत सारे कमरे हैं, जहां सौर में इसे खिलाने के लिए। उनके पास पूरक उत्पादन प्रोफाइल हैं, इसलिए हम इसे दिन में सौर बनाते हैं, और रात में हवा - वे वास्तव में एक ही समय में अक्सर उत्पादन नहीं करते हैं। "

यह दोहरे कामकाज CREZ बुनियादी ढांचे अविश्वसनीय रूप से उपयोगी साबित हो सकता है। सौर ऊर्जा उद्योग संघ के अनुसार, राज्य में सौर ऊर्जा तेजी से बढ़ रही है, अगले पांच वर्षों में लगभग 5, 000 मेगावाट बढ़ने का अनुमान है। राष्ट्रव्यापी, गतिशील इलेक्ट्रिक ग्रिड सिमुलेशन जैसी नई तकनीकों ने पूरे दिन आपूर्ति और मांग को समायोजित करके अक्षय ऊर्जा उपयोग की दरों को बढ़ाने में मदद की है।

लेकिन एक और बड़ी बात है कि बुनियादी ढांचा टुकड़ा गायब है: सस्ते भंडारण उपकरण। "असली बात यह है कि ट्रांसमिशन की एक ही राशि पर एक पूरी बहुत अधिक नवीकरणीय पीढ़ी की अनुमति होगी सस्ते बैटरी भंडारण होगा, " रोड्स कहते हैं। "तब आप पंक्तियों के साथ शक्ति भेज सकते हैं जब भी हवा और सौर इसे बना रहे हैं, और जब वे नहीं होते हैं, तो आप बैटरी का निर्वहन कर सकते हैं।"

बड़े पैमाने पर बैटरी भंडारण वहाँ बाहर नए भंडारण समाधान में से एक है। और, शोधकर्ताओं का तर्क है, अतीत के अन्य स्वच्छ ऊर्जा भंडारण समाधानों की तुलना में कहीं अधिक प्रशंसनीय समाधान है। उदाहरण के लिए, पंप किए गए हाइड्रो स्टोरेज 20 वीं शताब्दी के शुरुआती दिनों से हैं, लेकिन यह खुद को कार्यात्मक या किफायती साबित करने में विफल रहा है। इस प्रकार के भंडारण में, एक टरबाइन से अतिरिक्त बिजली का उपयोग करते हुए, पानी को कम ऊंचाई वाले जलाशय से पंप किया जाता है और एक उच्च ऊंचाई पर संग्रहीत किया जाता है। जब पानी टरबाइन के माध्यम से वापस नीचे बहता है, तो यह बिजली उत्पन्न करता है।

जॉर्ज मेसन यूनिवर्सिटी के सेंटर फॉर साइंस, टेक्नोलॉजी और इनोवेशन पॉलिसी के निदेशक डेविड हार्ट कहते हैं, "चुनौती यह है कि आपको एक खास तरह की भौगोलिक साइट चाहिए।" पनबिजली संयंत्र बनाने के लिए पर्यावरण संबंधी चिंताओं और लंबी अनुमति प्रक्रिया में जोड़ें, और नई सुविधाओं का निर्माण करना कठिन हो जाता है।

हार्ट कहते हैं कि बैटरियां भी अधिक लचीली होती हैं। एक के लिए, वे एक विश्वसनीय बैकअप स्रोत के रूप में कार्य कर सकते हैं। पावर आउटेज की स्थिति में, क्षतिपूर्ति करने के लिए बैटरी को जल्दी से चालू किया जा सकता है। पिछले महीने, ऑस्ट्रेलिया में, टेस्ला द्वारा निर्मित एक विशाल लिथियम-आयन बैटरी ने पावर प्लांट में अप्रत्याशित विफलता के बाद दूसरे के एक हिस्से में देश के ग्रिड को बिजली बहाल करने में मदद की। बैटरी भी अतिरिक्त ऊर्जा को स्टोर कर सकती हैं। यदि पीक विंड या सोलर प्रोडक्शन के दौरान अतिरिक्त शक्ति है, तो एक बैटरी भविष्य में उपयोग के लिए उस सभी ऊर्जा को स्टोर कर सकती है। इस तरह, एक बैटरी अनिवार्य रूप से बिजली के अंत उपयोगकर्ता के साथ-साथ एक बिजली संयंत्र के रूप में कार्य कर रही है।

लेकिन अभी, इस प्रकार की दोहरी कार्यक्षमता वर्तमान ऊर्जा ग्रिड सिस्टम को स्थापित करने के तरीके में फिट नहीं है, हार्ट कहते हैं। आप या तो एक (एक अंत उपयोगकर्ता या एक बिजली संयंत्र) में से एक हैं और एक बैटरी दोनों है।

अमेरिका में किसी भी राष्ट्रीय जलवायु और नवीकरणीय ऊर्जा नीति के अभाव में, अच्छी खबर यह है कि भंडारण प्रौद्योगिकी की कीमत गिर रही है, जिससे यह अधिक आर्थिक रूप से संभव समाधान बन गया है। ग्रिड-स्केल बैटरी उसी तकनीक का उपयोग करती है, जो बैटरी आपको इलेक्ट्रिक वाहन में मिलेगी, जो समान पैमाने की अर्थव्यवस्थाओं से लाभान्वित करती है। "आपके पास जितने अधिक इलेक्ट्रिक वाहन हैं, बैटरी की कीमत उतनी कम है, " हार्ट कहते हैं।

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