Reducerea emisiilor în tehnologiile de producere a energiei electrice și termice

Introducere

Emisiile globale în 2010 s-au apropiat de 30 de gigatone (Gt). Aproximativ 12 Gt (40%) sunt emise din sectorul de producere a energiei electrice prin arderea combustibililor fosili, cum ar fi cărbunele, petrolul și gazul natural, pentru a genera căldura necesară pentru a alimenta turbine cu abur. Arderea acestor combustibili are ca rezultat producerea de dioxid de carbon () - captarea termică primară, „gazul cu efect de seră” responsabil de încălzirea globală, pe lângă alte azoturi și oxizi de sulf, responsabili de diverse impacturi asupra mediului.

În ultimele două secole, omenirea a crescut concentrația în atmosferă de la 280 la mai mult de 380 de părți pe milion în volum și crește mai repede în fiecare zi. Pe măsură ce concentrația a crescut, la fel și temperatura medie a planetei. În ultimul secol, temperatura medie a suprafeței Pământului a crescut cu aproximativ 0,74 ° C. Dacă continuăm să emităm carbon fără control, temperaturile vor crește cu 3,4 ° C suplimentare până la sfârșitul acestui secol. Schimbările climatice de această magnitudine ar putea avea consecințe grave asupra vieții pe Pământ. Creșterea nivelului mării, secetele, inundațiile, furtunile intense, incendiile forestiere, deficitul de apă și bolile cardiorespiratorii ar fi câteva rezultate. Sistemele agricole ar fi subliniate - posibil să fie declinate în unele părți ale lumii. Există, de asemenea, riscul ca încălzirea continuă să împingă planeta peste praguri critice sau „puncte de basculare” - cum ar fi topirea pe scară largă a gheții polare, prăbușirea pădurii tropicale Amazon sau încălzirea și acidifierea oceanelor - asta va face schimbări climatice ireversibile. În ciuda creșterii dovezilor provocate de schimbările climatice, eforturile de limitare a emisiilor de carbon rămân insuficiente, ineficiente și, în majoritatea țărilor, inexistente. Având în vedere tendințele actuale și cele mai bune dovezi științifice disponibile, omenirea trebuie să reducă emisiile totale cu cel puțin 80% până în 2050. Cu toate acestea, în fiecare zi emisiile continuă să crească.

Sectorul energiei electrice este sursa majoră a emisiilor globale totale responsabile de aproximativ 40% la nivel mondial, urmată de transport, industrie și alte sectoare, așa cum se arată în figura 1. Drept urmare, ne vom concentra în acest articol asupra modului de a reduce cantitățile de emise din sectorul energiei electrice folosind ceea ce se numește Smart Electric Grid.

Grila electrică inteligentă față de grila electrică existentă

Rețeaua electrică a fost cândva descrisă drept „cea mai mare realizare inginerească a secolului XX”. Acest rang a fost foarte suspectat după celebrul declin al orașului New York și aproape nord-estul SUA și al unor părți din Canada în 14 august 2003, lăsând peste 50 de milioane de oameni fără electricitate și costând peste 6 miliarde de dolari. Astăzi, la începutul secolului 21, economia digitală, schimbările climatice globale și amenințările naturale / teroriste au concentrat toate atențiile asupra nevoii stringente a unei rețele electrice inteligente și mai fiabile.

Smart Grid (SG) poate fi privită ca o viziune, un concept, un cadru sau o umbrelă pentru un pas modernizat, evolutiv, de generație următoare a sistemului nostru de energie electrică. Este o integrare a componentelor, subsistemelor și serviciilor complementare sub controlul sistemelor de control și control extrem de inteligente pe întregul sistem de energie electrică. Este o combinație de tehnologii care permit - hardware, software sau practici - care fac colectiv mediul de infrastructură de energie electrică mai prietenos, mai sigur, sigur, mai fiabil, auto-vindecare, eficient și mai durabil. Numit și grilă inteligentă, sau viitoare grilă, conceptul unui SG este acela al unui „upgrade digital”. Inteligența SG se află în stratul de informații decizionale, în toate programele de calculator care rulează în relee, proiectări electronice inovatoare, sisteme de automatizare a stațiilor de stație și centre de control. Tehnologiile SG ar putea contribui la reducerea emisiilor de gaze cu efect de seră prin creșterea eficienței și conservării, facilitând integrarea energiei regenerabile și permitând vehicule electrice hibride plug-in.

Luați în considerare modul în care comunicațiile s-au schimbat în a doua jumătate a secolului XX până în prima decadă a XXI. Am progresat de la telefoane cu apel rotativ și apeluri costisitoare la distanță lungă la internet, e-mail, telefoane mobile, videoconferință și chat-uri video. Analizați acum cum s-a schimbat relația noastră cu rețeaua electrică în aceeași perioadă de timp. Până în prezent, revoluțiile pe care le-am văzut în comunicații au foarte puțini analogi în rețeaua electrică. În general, Smart Grid (SG) se referă la utilizarea informațiilor digitale și controlează tehnologia pentru a îmbunătăți fiabilitatea, securitatea și eficiența generală a rețelei electrice. Acest lucru se va realiza oferind stimulentelor consumatorilor și utilităților să lucreze împreună pentru a crea un sistem mai sensibil și mai puțin poluant.