Amerika Serikat dapat menurunkan emisi karbon dari pembangkit listrik hingga 78 persen tanpa harus mengembangkan teknologi baru atau menggunakan baterai yang mahal, sebuah studi baru menunjukkan. Tapi ada tangkapan. Negara harus membangun jaringan transmisi nasional baru sehingga negara dapat berbagi energi.
Konten terkait
- Perancis Membuka Jalan Lebih Dari 600 Mil Dengan Panel Surya
- Menggunakan Kirigami, Seni Pemotong Kertas Jepang, untuk Membangun Panel Surya yang Lebih Baik
- Resesi, Bukan Fracking, Mengurangi Penurunan Emisi Karbon AS
“Gagasan kami adalah jika kami memiliki 'jalan raya antar negara untuk elektron' nasional, kami dapat menggerakkan tenaga sesuai kebutuhan, dan kami dapat menempatkan pembangkit listrik tenaga angin dan surya di tempat-tempat terbaik, ” kata rekan penulis studi Alexander MacDonald, yang baru-baru ini pensiun sebagai direktur Laboratorium Penelitian Sistem Bumi NOAA di Boulder, Colorado.
Beberapa tahun yang lalu, MacDonald ingin tahu tentang klaim bahwa tidak ada teknologi yang tersedia yang dapat mengurangi emisi karbon dioksida tanpa menggandakan atau melipattigakan biaya listrik. Ketika ia menyelidiki masalah ini, ia menemukan bahwa studi di balik klaim tidak memasukkan cuaca variabel negara itu dengan sangat baik.
Salah satu masalah besar dengan tenaga angin dan matahari adalah ketersediaannya tergantung pada cuaca. Solar hanya tersedia pada hari-hari yang cerah, tidak selama badai atau di malam hari. Turbin angin tidak berfungsi ketika angin tidak cukup bertiup — atau ketika bertiup terlalu banyak. Karena itu, beberapa penelitian berpendapat bahwa teknologi ini hanya dapat digunakan jika baterai berkapasitas besar tersedia untuk menyimpan energi dari sumber-sumber ini untuk digunakan saat tidak bekerja. Itu akan menaikkan biaya listrik jauh melampaui harga saat ini.
Tetapi “selalu ada tenaga angin dan matahari yang tersedia di suatu tempat, ” kata MacDonald. Jadi dia dan rekan-rekannya mulai merancang sistem pembangkit listrik rendah karbon yang lebih baik memasukkan — dan bahkan memanfaatkan — cuaca bangsa. Studi mereka muncul hari ini di Nature Climate Change .
Model komputer mereka menunjukkan bahwa dengan beralih ke sebagian besar sumber tenaga angin dan matahari - dengan sedikit bantuan dari gas alam, pembangkit listrik tenaga air dan nuklir ketika cuaca tidak bekerja sama - Amerika Serikat dapat mengurangi emisi karbon sebesar 33 hingga 78 persen dari tingkat 1990, tergantung pada biaya pasti dari energi terbarukan dan gas alam. (Semakin rendah biaya energi terbarukan dan semakin tinggi biaya gas alam, semakin banyak penghematan karbon.) Menambahkan batubara ke dalam campuran tidak membuat listrik lebih murah, tetapi menghasilkan peningkatan 37 persen dalam emisi karbon.
Kunci untuk masa depan ini adalah pengembangan sistem untuk mentransfer listrik di seluruh negeri, sehingga hari yang berangin di North Dakota dapat menyalakan hari yang berawan dan tenang di New York. Ini tidak hanya membutuhkan perjanjian baru antar negara bagian - Texas, misalnya, memiliki jaringan listrik sendiri yang terpisah - tetapi juga peningkatan ke saluran transmisi yang memindahkan elektron dari satu tempat ke tempat lain.
Di sebagian besar wilayah, energi bergerak melalui jalur arus bolak-balik tegangan tinggi, tetapi ada batasan seberapa jauh garis-garis ini dapat mengirimkan energi. Beralih ke arus searah tegangan tinggi akan membuat produsen energi mengirimkan lebih banyak listrik dalam jarak yang lebih jauh. Itu berarti turbin angin baru dan pembangkit energi surya dapat dibangun di tempat-tempat yang memiliki potensi paling besar untuk energi angin dan matahari, karena jarak dari mana energi dibutuhkan tidak menjadi masalah.
Membangun jaringan baru untuk mentransmisikan listrik akan menjadi pekerjaan besar. Tetapi model komputer menunjukkan bahwa itu bisa efektif biaya, karena dalam jangka panjang itu akan memungkinkan daya murah tersedia, catatan rekan penulis studi Christopher Clack, seorang ahli matematika di Cooperative Institute for Research in Environmental Sciences di Colorado University-Boulder .
“Dengan membangun fasilitas transmisi ini, kami mengurangi biaya untuk menghilangkan karbon daripada meningkatkannya, ” katanya.
Beberapa negara, seperti California dan New York, sudah berada di jalur menuju masa depan rendah karbon ini, dan Vermont baru saja menyetujui rencana untuk jalur arus searah tegangan tinggi dari Kanada, kata Mark Jacobson, seorang ilmuwan atmosfer di Universitas Stanford. Tahun lalu, ia memimpin sebuah penelitian yang diterbitkan dalam Prosiding National Academy of Sciences yang menunjukkan bagaimana Amerika Serikat dapat mencapai jaringan listrik energi yang terbarukan, dengan bantuan dari teknologi penyimpanan.
"Kita bisa menggunakan jalur transmisi yang ada, " kata Jacobson, dan hanya meningkatkan jalur yang melintasi mereka. "Kamu tidak membutuhkan banyak jalur baru seperti yang kamu pikirkan."
Peningkatan energi terbarukan akan bermanfaat selain emisi karbon yang lebih rendah, seperti pengurangan polusi udara dan biaya yang lebih rendah. "Ada sedikit kerugian untuk transisi, " katanya.
Selain itu, MacDonald mencatat, pindah ke pembangkit listrik rendah karbon dapat berfungsi sebagai katalis untuk emisi karbon yang lebih rendah di sektor-sektor seperti pemanasan rumah dan transportasi. "Tidak peduli apa, Anda harus melakukan listrik terlebih dahulu, " katanya, dan sisanya akan mengikuti.
