به گزارش فیز، دسترسی به برق پایدار برای تحقق اهداف توسعه پایدار سازمان ملل ضروری است اما بیش از ۷۰۰ میلیون نفر در سراسر جهان هنوز دسترسی مطمئن به برق ندارند. منابع انرژی تجدیدپذیر مانند نیروگاه‌های آبی، بادی و خورشیدی به‌طور فزاینده‌ای برای برآوردن تقاضای فزاینده جهانی برق و اهداف اقلیمی مورد توجه قرار می‌گیرند و برنامه‌ریزان انرژی و سرمایه‌گذاران برای کاهش انتشار دی‌اکسیدکربن از تولید برق در تکاپو تلاش هستند.

امروزه رایج‌ترین انرژی تجدیدپذیر در مقیاس بزرگ نیروگاه آبی است که ۴۰ درصد تولید را تشکیل می‌دهد و ۵۵ درصد از انرژی خورشیدی و بادی تامین می‌شود. مزیت بزرگ نیروگاه‌های آبی انعطاف‌پذیری آن است، توانایی روشن یا خاموش کردن سریع آن به این معنی است که می‌تواند مانند یک باتری بزرگ عمل کند و در صورت ناکافی بودن انرژی باد و خورشید، شبکه را متعادل کند. هنگامی که به‌صورت راهبردی کار می‌کند، می‌تواند به سیستم‌ها امکان دهد تا به منابع متناوب انرژی پاسخ بیشتری دهند.

با این حال، نتایج تحقیق کارشناسان دانشگاه منچستر انگلستان نشان داد که بهره‌برداری از نیروگاه‌های آبی فقط با این هدف می‌تواند تاثیر منفی بر سایر بخش‌ها مانند تولید مواد غذایی داشته باشد که به روش فعلی به استفاده از اکثر سدهای برق آبی متکی است؛ یعنی تولید یک منبع ثابت از بار پایه انرژی. نیروگاه‌های بار پایه، نیروگاه‌هایی هستند که به‌طور پیوسته حداقل توان الکتریکی مورد نیاز شبکه را تامین می‌کنند. این مقدار حداقل میزان تقاضای شبکه برق در ۲۴ ساعت است.

این امر نحوه تعبیه دستگاه‌های تولید برق را در سیستم‌های پیچیده انسانی-طبیعی برجسته می‌کند که در آن تغییرات آب، غذا و محیط را به درجات متفاوتی تحت تاثیر قرار می‌دهد.

نتایج این تحقیق نشان می‌دهد که چگونه متنوع کردن هوشمندانه منابع انرژی تجدیدپذیر و اتصال راهبردی آنها می‌تواند ایجاد سیستم‌های منابع کم انتشار را ممکن سازد و به مبارزه جهانی برای کاهش تغییرات آب‌وهوایی کمک کند.

در غنا، محققان از یک ابزار طراحی با کمک هوش مصنوعی استفاده کردند تا نشان دهند که چگونه مدیریت متعادل و راهبردهای سرمایه‌گذاری می‌توانند به واسنجیدن بخش‌ها و مکان‌های مناسب برای انرژی‌های آبی، انرژی زیستی، خورشیدی و بادی کمک کنند.

آنان دریافتند که راه‌حل، طراحی بهتری است که توسط تفکر راهبردی در مقیاس ملی و تجزیه و تحلیل دقیق چندبخشی ایجاد شده است.

اگر اجتناب از تداخل چند بخشی عملیات مجدد نیروگاه‌های آبی از همان ابتدا یک هدف باشد و با روش‌های طراحی پیشرفته در مقیاس سیستم کاهش یابد، می‌توان راه‌حل‌های عالی یافت که انتشار گازهای گلخانه‌ای را کاهش دهد همچنین تضمین کند که سایر بخش‌های اقتصادی، آب را در زمان و مکان مورد نیاز دریافت کنند.

پیمایش مبادلات برای کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای نیازمند سیاست‌گذاری و یکپارچگی عملیاتی قابل توجهی درون دولت‌ها، اغلب در چندین وزارتخانه است اما تعداد کمی از کشورها، توانایی شناسایی و مذاکره با چنین موضوعاتی را دارند. این ابزار طراحی به برنامه‌ریزان کمک می‌کند تا تاثیرات منفی بالقوه عملکرد نامناسب سیستم‌های انرژی را برای افزایش انرژی‌های تجدیدپذیر متناوب بر روی آب، غذا و اکوسیستم‌ها در نظر بگیرند. در عوض، به سرمایه‌گذاری در سیستم‌های قدرت کمک می‌کند تا عملکرد چندبخشی را متعادل کند و در عین حال انتشار دی‌اکسیدکربن را کاهش دهد.

دکتر امانوئل اوبوبی، دانشمند ارشد پژوهشی در شورای تحقیقات علمی و صنعتی غنا (CSIR) گفت: غنا در کنار کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای، اولویت‌های توسعه بسیاری دارد تا به تعهدات خود تحت توافقنامه پاریس عمل کند. این تحقیق نشان می‌دهد که چگونه اهداف مختلف زیست‌محیطی، اقتصادی و اجتماعی را می‌توان در مقیاس سیستم هنگام انتخاب سرمایه‌گذاری‌های زیرساختی متعادل کرد.

یافته‌های این تحقیق در مجله Nature Sustainability منتشر شده است.

انتهای پیام