Enerji endüstrisindeki kritik eşikler hakkında çok konuşuyoruz. Örneğin, fosil yakıt çıkarımının sürekli olarak uzun vadeli bir düşüşe geçeceği konusu veya sonrasında teşvik ettikleri ekonomik faaliyetten daha pahalıya mal olan enerji sübvansiyonları için olası bir kritik eşik, belki de en önemlisi yenilenebilir enerjinin baskın güç kaynağımız olarak görülebileceği bir kritik eşik.
Kritik bir eşiğe ne zaman ulaşıldığını söylemek zor olabilir. Tüm bu örnekler için, ne zaman olacakları, neye benzeyecekleri veya daha önce olup olmadıkları hakkında tartışmalar var. Bununla birlikte, kritik bir eşiği belirlemenin bir yolu, konuşma fikrin kendisini tartışmayı bıraktığında ve fikrin etkileyeceği tüm farklı şeylerle uğraşmaya başladığında fark etmek olabilir.
Yenilenebilir enerji konusunda bulunduğumuz yer burası bence. Yenilenebilir enerji yeni bir konu değil. Bin yıllık yel değirmeni kullanımını bir kenara bıraksak bile, elektrik üreten ilk rüzgar türbini 1800’lerin sonlarında inşa edilmişken, fotovoltaik teknolojiyi ticarileştirme çabaları yarım yüzyılı aşkın süredir devam ediyor. Bu zamanın büyük bir bölümünde, sorular uygulanabilirlik ve fizibilite ile ilgiliydi. Teknolojinin işe yarayıp yaramayacağını ve onu inşa edip çalıştırmaya gücümüzün yetip yetmeyeceğini sorduk. Şimdi, geçişi yönetmek ve azami seviyeye çıkartmak açısından düşünüyoruz.
Kritik eşik: Acabadan nasıla
Bir süredir, birçok bağlamda, yenilenebilir enerjilerin kilowat saat başına alternatif kaynaklardan daha ucuz hale geldiğini ve Avrupa’nın enerji talebinin yaklaşık beşte birini karşıladığını biliyoruz. Yenilenebilir enerjinin benimsenme hızına dair iyimserliğin daha da büyük bir nedeni, yenilenebilir enerjilerin gücümüzün yüzde altmış, yetmiş, seksenini sağladığında değilse de ne olması gerektiğinden giderek daha fazla bahsetmemizdir.
Birçok alternatif kaynak, çıktıları açısından oldukça öngörülebilir olsa da, güneş ve rüzgar doğal olarak değişkendir. Güneş enerjisi için, doğal olarak güneşle birlikte günlük bir yükseliş ve düşüş yaşıyoruz, aynı zamanda mevsimsel bir güneş ışığı süresi ve yoğunluğu döngüsü, bulut örtüsü ve diğer hava koşulları üretimi sınırladığında çok daha hızlı bir değişim var. Elbette rüzgar daha dramatik bir şekilde dalgalanıyor. Güneş ve rüzgar üretiminden elde edilen çıktıdaki varyasyonları tahmin etmek, son yıllarda çarpıcı bir şekilde gelişti ve AI’nın uygulanmasıyla doğrulukta artmaya devam ediyor, ancak çıktının ne zaman ve ne kadar değişeceğini bilsek bile, yine de bu değişiklikleri yönetmek için yeterince hızlı bir zaman diliminde sistem yanıtı etkinleştirmemiz gerekiyor. Bu kaynaklar ihtiyacımızın yaklaşık %20‘sini karşıladığında, fosil yakıt tesisleri telafi etmek için azaltılabilir ancak bu yenilenebilir şebekenin büyük bir kısmı için mümkün olmayacaktır.
Belki de daha az bilinen, bunun diğer yönde ortaya çıkardığı zorluktur. Şebeke istikrarı açısından bakıldığında, aşırı arz, yetersiz arz kadar bir sorundur ve bir çözüm mevcut olmadığında, 2040‘a kadar Almanya’nın yenilenebilir üretiminin %16‘sının azaltılması söz konusudur. Bu, yılın diğer zamanlarında eksiklikleri yönetmek için ek kaynaklara ihtiyaç duyulurken, potansiyel arzın boşa gittiği yılda 2.300 saat anlamına gelecektir.
Tepeler ve vadiler arasında köprü kurmak
Tüm bunlar, yenilenebilir enerjiler enerji sistemlerimize hızla yükselirken, esnekliğe odaklanmamız gerektiği anlamına geliyor. Şebekemiz eş zamanlı üretim ve tüketim için tasarlanmıştır ve her watt arz her zaman bir watt talep ile mümkün olduğu kadar yakından eşleşir. Yenilenebilir bir dünyada, bu bizi hem yedek üretim kapasitesine hem de maliyetli şebeke yükseltmelerine ihtiyaç duymaya yönlendiriyor.
Esneklik, büyük ölçekli depolama altyapısı aracılığıyla arz ve talebin ayrışması anlamına gelecektir. Bir dizi taktik bunu mümkün kılacaktır. Kısa vadeli, gün içi dalgalanmalar için, entegre akü depolaması, aşırı güç üretimini çekmek ve gereken saatlerde geri beslemek için ideal bir yoldur. Bu tür bir esneklik ihtiyacı arttıkça elektrikli araç aküleri de önemli bir rol oynayacaktır. Ortalama bir EV Elektrikli Araç aküsü, ortalama bir evdeki birkaç günlük talep için yeterli gücü depolayabilir. Akıllı şarj, yenilenebilir arz bollaşana ve potansiyel olarak daha ucuz olana kadar bu talebi geciktirebilir. Gelecekte, araçtan başlayarak birçok şeye depolanan bu enerjinin ihtiyaç duyulduğunda şebekeye geri satıldığını da göreceğiz.
Daha uzun süreli depolama için olasılıklar arasında pompalı hidro, basınçlı hava aküleri ve yeşil hidrojen bulunur. Bu yaklaşımların tümü, zaman içinde kapasitede herhangi bir bozulma olmaksızın uzun vadeli enerji depolaması sunar ve bu da bu çözümleri haftalarca hatta aylarca sürebilecek üretim boşluklarını gidermek için ideal hale getirir.
Fosil yakıtlara olan ihtiyaç sektör birleşmesiyle son bulur
Kısacası, şu anda yenilenebilir enerjileri düşündüğümüzde aklımıza gelen, mevcut altyapının yapamayacağı şekilde performans gösteren akıllı, esnek, çok yönlü bir şebeke olasılığıdır. Ancak mesele sadece mevcut elektrik üretim kapasitemizi değiştirmekle ilgili değil: arz ve talebin bu ayrıştırılması, ironik bir şekilde, sektör bağlantısının önemli çalışmasına zemin hazırlamaya da yardımcı olacaktır.
Evlerimizdeki ışıklardan, elektrikli araçla işe gidip gelmemize kadar yenilenebilir enerjinin benimsenmesi, günlük yaşamlarımızın büyük bir kısmını karbondan arındıracak olsa da çoğu enerji ihtiyacı halen doğrudan fosil yakıt tedarikine dayanıyor. Emisyon azaltma çabalarımızı ısıtma, nakliye, çelik ve kimyasallar gibi ürünlerin imalatı gibi alanlara genişletmek için fosil yakıtlara olan ihtiyacımızı ortadan kaldırmamız gerekiyor.
Bunu, sektör birleştirme olarak bilinen bir süreçte, bu endüstrileri şebekeye bağlamanın yollarını bularak yapabiliriz. Örneğin taşımacılık sektörü, çevreyi kirletici özelliği olan yakıt deposu temeline dayanmaktadır. Akü teknolojisi, bir kargo gemisinin yüksek ağırlık, uzun menzilli gereksinimleri için gereken güç yoğunluğunu sağlayamaz. Bununla birlikte, doğrudan yakıt hücrelerinde kullanılan veya amonyağa dönüştürülen yeşil hidrojen karbon nötr nakliye için gerçekçi bir yol sunar.
Yenilenebilir enerjiler için kritik eşik belirlemek akademik bir egzersiz gibi gelebilir, ancak sektör bağlantısına baktığımızda, enerji sistemlerimizde bu kritik eşiğin bir sonucu olarak esnekliğin önemini kavramaya başlayabiliriz. Toplum için yenilenebilir enerjinin tam potansiyelini ortaya çıkarmanın anahtarı olacak ve bu süreçte yenilenebilir enerjinin değişkenliğini kolektif geleceğimiz için muazzam bir fırsata dönüştürecektir.