Secondo una joint, gli Stati Uniti potrebbero fornire in modo affidabile la percentuale di 80 della propria domanda di elettricità solo da energia eolica e solare studio dai ricercatori dell'Università della California-Irvine (UCI), del California Institute of Technology e della Carnegie Institution for Science.
La capacità di produrre questa molta energia rinnovabile è incoraggiante, come la conversione dei combustibili fossili in energia elettrica è attualmente responsabile della percentuale di 38 delle emissioni di biossido di carbonio, una delle principali fonti di inquinamento, solo negli Stati Uniti.
Lo studio è pubblicato in Scienze energetiche e ambientali.
Sia il solare che il vento sono fonti di energia che dipendono dalle variazioni meteorologiche.
"Il sole tramonta e il vento non soffia sempre" Steven Davis, professore associato di Earth System Science presso l'UCI e co-autore dello studio, ha dichiarato in una nota. "Se vogliamo un sistema di alimentazione affidabile basato su queste risorse, come affrontiamo i loro cambiamenti quotidiani e stagionali?"
Dopo aver analizzato i dati meteorologici degli Stati Uniti su un arco di 36 (1980-2015) per determinare l'affidabilità dell'energia solare ed eolica, i ricercatori hanno scoperto che gli Stati Uniti potrebbero idealmente contare sull'energia solare ed eolica per la maggior parte del suo fabbisogno energetico, a condizione che vi siano importanti investimenti nelle capacità di trasmissione e stoccaggio.
"L'analisi presuppone che costruiremo molti pannelli solari e turbine eoliche per sfruttare tali risorse", ha affermato Davis. "Ma arrivare a 80 per cento richiederebbe anche aumenti sostanziali sia nella conservazione dell'energia o nella nostra capacità di spostare l'elettricità in tutto il paese attraverso le linee di trasmissione".
Questo tipo di espansione dello stoccaggio e della trasmissione di energia consisterebbe nella costruzione di una rete di trasmissione su scala continentale o di strutture che potrebbero accumulare fino a 12 ore di energia per l'intera nazione. Fare così sarebbe costoso. Ai prezzi odierni, le nuove linee di transizione potrebbero costare centinaia di miliardi di dollari, mentre lo stoccaggio delle batterie potrebbe costare oltre un trilione di dollari.
Di conseguenza, raggiungere il punteggio percentuale 80 può essere difficile, anche se non impossibile, da raggiungere nel breve termine. I prezzi in calo svolgeranno un ruolo sostanziale nel rendere questi sviluppi più fattibili.
"Aggiungi queste sfide all'inerzia tecnologica della nostra attuale flotta di centrali elettriche che consumano combustibili fossili, e puoi vedere che ottenere 80 per cento del nostro potere da queste fonti richiederà molto tempo e investimenti", ha detto Davis. "Ma i costi di molte delle tecnologie necessarie stanno diminuendo e in molte parti del paese c'è una notevole volontà politica e un sostegno popolare alle energie rinnovabili. Penso che accadrà. "
Tuttavia, è improbabile che vengano soddisfatte più di 80 per cento della domanda di elettricità con solo l'energia solare ed eolica.
"Il numero percentuale di 80 si riduce alla variabilità naturale del sole e del vento", ha affermato Davis. "Se vogliamo ottenere più del 80 della nostra energia da queste due fonti, la quantità richiesta di stoccaggio di energia o capacità di produzione di energia solare ed eolica aumenta drasticamente."
L'approvvigionamento di 100 per cento della domanda energetica del paese da energia solare ed eolica, ha affermato, richiederebbe il doppio dei pannelli solari e delle turbine eoliche o un accumulo di diverse settimane, rispetto alle ore 12 necessarie per soddisfare la percentuale di 80 della domanda .
Di conseguenza, l'energia eolica e solare dovrebbero essere integrati da altre fonti di energia per soddisfare la domanda. Una combinazione di altre tecnologie e pratiche potrebbe essere utilizzata per colmare il divario.
"Il nostro lavoro indica che saranno necessarie fonti di energia a basse emissioni di carbonio per integrare ciò che possiamo raccogliere dal vento e dal sole finché le capacità di stoccaggio e trasmissione non saranno all'altezza del lavoro" Ken Caldeira, co-autore e scienziato del clima presso il Dipartimento di Ecologia Globale di Carnegie Institution for Science, ha detto in una dichiarazione. "Le opzioni potrebbero includere la produzione di energia nucleare e idroelettrica, oltre a gestire la domanda".
Tuttavia, i risultati dello studio sono di buon auspicio per il futuro delle energie rinnovabili.
"Il fatto che potremmo ottenere 80 per cento del nostro potere da sole e sole è davvero incoraggiante", ha detto Davis in una dichiarazione. "Cinque anni fa, molte persone dubitavano che queste risorse potessero rappresentare più di 20 o 30 per cento."
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