Проверка фактов Голубой квадрат Илона Маска: сколько солнечной энергии для питания США?

Во время блестящего запуска Илоном Маском аккумуляторов Tesla PowerWall и PowerPack генеральный директор Tesla показал карту США с небольшим квадратом в северо-западном углу Техаса, отмеченным синим цветом, и сказал, что солнечные панели над этой площадью поверхности будут достаточно, чтобы электричество в США стало безуглеродным.

Вот краткая проверка фактов по этому утверждению.

Как работает расчет
Мы сравниваем текущее потребление электроэнергии в США, чтобы увидеть, как оно соотносится с количеством электроэнергии, которое будет вырабатываться солнечными фотоэлектрическими панелями, покрывающими показанную площадь.
Я рассчитаю генерацию фотоэлектрических модулей, умножив площадь поверхности на эффективность фотоэлектрических систем улавливания солнечного света и на количество фотоэлектрических модулей, которые можно установить на единицу площади.

Предположения
Мы говорим конкретно о текущем потреблении электроэнергии в США. Не всю энергию, только электричество.
Графика не о том, чтобы построить там солнечную ферму для снабжения всего США: это было бы нелепо. Вместо этого графика предназначена для описания физической площади требуемых панелей. то есть это визуализация данных; не проектное предложение.

Входные данные для расчета
Потребление электроэнергии в США составляет в среднем около 425 ГВт.
EIA дает цифру 3 725 101 тысяча мегаватт-часов от общего объема продаж электроэнергии в 2013 году, т.е. 3725 ТВтч в год. Это эквивалентно 425 ГВт.

Показанная площадь составляет 10 000 км 2 на северо-западе Техаса.
Глядя на карту, представленную Илоном Маском, и сравнивая ее с масштабной картой США, я прихожу к оценке, что площадь квадрата на северо-западе Техаса составляет около 100 км вдоль стороны и, таким образом, имеет общую площадь 100км х 100км, т.е. 10000 км 2

Средняя доходность фотоэлектрических систем на северо-западе Техаса составляет около 21%.
Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии США (NREL) предоставляет онлайн-калькулятор выхода фотоэлектрической энергии, который называется PVWatts. Я просмотрел данные для местоположения TMY2 Amarillo, TX, которое кажется близким к рассматриваемой области. Система мощностью 1 кВт будет генерировать 1838 кВтч в год (на 10-градусном склоне, обращенном на юг), что эквивалентно 210 Вт; что дает отношение вырабатываемой мощности к мощности 21%.

Самый высокий КПД, который мы в настоящее время получаем от солнечных модулей, составляет около 24%.
Таблица 2 таблиц эффективности солнечных батарей Грина и др. (версия 45) дает лучший фотоэлектрический модуль с эффективностью 24%.И это соответствует установленной мощности 0,24 ГВт/км 2 , учитывая стандартную меру 1 полного солнца, равного 1 кВт/м 2 .

Расчет
10 000 км 2 x 0,24 ГВт/км 2 x 21% = 500 ГВт
Это больше, чем текущее потребление электроэнергии в США, составляющее 425 ГВт.

Резюме
Да, показанная площадь разумна, поскольку визуализация площади панелей, необходимой для выработки электроэнергии, равной общему потреблению электроэнергии в США, в среднем за несколько лет: эта площадь панелей будет генерировать около 500 ГВт, что выше текущего Среднегодовое потребление электроэнергии в США составляет 425 ГВт, с достаточным запасом для учета потерь на сопротивление. И имейте в виду, что утверждение было не о том, может ли спрос удовлетворить спрос каждую секунду, а о том, может ли быть удовлетворена общая сумма с течением времени. Весь смысл презентации, в которой происходит претензия, заключался в том, чтобы продать хранилище, которое должно устранить разрыв между генерацией и спросом.

10 комментариев на «Проверка фактов о голубом квадрате Илона Маска: сколько солнечной энергии для питания США?»

Томер Д. Тамаркин написал 18 июня 2015 г .:
Подробный анализ площади поверхности, необходимой для выработки всей электроэнергии, которая в настоящее время составляет американскую базовую выработку электроэнергии с помощью солнечной энергии, см. в моей статье «Зеленый мираж». Он доступен в Интернете по адресу: http://fuelrfuture.com/review-of-forbes-on-line-magazine-article-solar-energy-revolution-a-massive-opportunity/.

Footprint2Wings написал 2 июля 2015 года:
Кроме того, @EIA дает общее потребление электроэнергии в США в 2014 году как 4093 ТВтч http://www.eia.gov/tools/faqs/faq.cfm?id=427|t=3 или 467 ГВт Элон сказал, что синий квадрат был просто количество, которое в настоящее время обеспечивается за счет ископаемых, что составляет 67% в соответствии с EIA, или 313 ГВт. Это в 2,7 раза больше, чем 114 ГВт, обеспечиваемых синим квадратом.

Footprint2Wings написал 2 июля 2015 года:
Спасибо за эту проверку фактов. @DavidJCMackay говорит, что настоящие солнечные парки в США производят гораздо меньше — около 100 кВтч/год на м2 площади суши. Потому что не все откосы идеальны, а площадь вокруг панелей нужна для обслуживания и т.д.http://www.inference.eng.cam.ac.uk/sustainable/book/tex/RSsolar.pdf, поэтому площадь в 10 000 км2 будет составлять 114 ГВт, поэтому вам нужно четыре синих квадрата. И это только электричество. Ранее в видео Илон сказал: «Люди не понимают, какая площадь поверхности необходима для выработки достаточной энергии, чтобы ПОЛНОСТЬЮ ИЗБАВИТЬ США ОТ ИСПОЛЬЗУЕМОГО ТОПЛИВА», а затем он переключился на «генерацию электроэнергии». Это заблуждение. Он внушает людям, что этого достаточно, и, во-первых, это просто электричество, которое составляет 1/3 энергии, а во-вторых, это только 1/4 электричества, поэтому истинная площадь, необходимая США, составляет 12x. синий квадрат или площадь штата Огайо. Это правильно? Это кажется огромным. Проверьте эту математику. Кроме того, эффективность электродвигателя при переключении с двигателей внутреннего сгорания на электрические — так что мы, вероятно, смотрим на штат размером с Индиану.

Footprint2Wings написал 2 июля 2015 года:
@UCL_Energy Привет, я только что проверил ваш чек на синем квадрате @elonmusk, и он не работает: http://t.co/rSqxeOOZAZ мой комментарий ожидает модерации.

Footprint2Wings написал 3 июля 2015 года:
Кроме того, @EIA дает общее потребление электроэнергии в США в 2014 году как 4093 ТВтч http://www…. http://t.co/QPMeNqs13P

Footprint2Wings написал 3 июля 2015 года:
Спасибо за эту проверку фактов. @DavidJCMackay говорит, что настоящие солнечные парки в США производят много л… http://t.co/EV0vnj2FvH

Эндрю Смит написал 3 июля 2015 года:
Единое число для мощности на единицу площади для всех США не имеет особого смысла: существуют очень большие различия в 50 штатах, а в Аризоне и на Аляске разный климат. Илон Маск очень точно указал на географию, поэтому я использовал инсоляцию для этой области. И как я писал выше, панели такой площади будут генерировать электроэнергию в среднем 500 ГВт. Footprint2Wings прав в том, что если бы панели были разнесены дальше, то та же площадь генерировала бы меньше энергии. Но из презентации и данных мы видим, что то, что имел в виду Илон Маск, было солнечными панелями площади, показанной в синем квадрате.И он явно говорит, что говорит именно об электричестве. Да, конечно, если начать с другого прочтения того, что он сказал, то придут к другому ответу; но сделать это значит выбрать неправильное понимание того, что он сказал. Кстати, стоит иметь в виду, что электромобили примерно в четыре раза эффективнее двигателей внутреннего сгорания, поэтому электрификация наземного транспорта даст значительное чистое снижение потребления энергии. Если вас интересует, как США могут удовлетворять свои потребности в энергии за счет 100% возобновляемых источников энергии по доступной цене, безопасно и устойчиво, есть очень ценная работа Марка З. Джейкобсона (http://thesolutionsproject.org) и его коллег, а также Сэнди Макдональд и Крис Клак (http://www.esrl.noaa.gov/events/seminars/seas/2014/052714.html). Существующие солнечные фермы не предназначены для максимизации выработки на единицу площади земли. Нет никаких причин, по которым они должны были быть разработаны для этого, потому что это было бы не самым экономичным решением; и это верно и в отношении будущего: в Северной Америке, как и на любом другом континенте, есть абсолютно огромный избыток земли и моря, доступных для энергии — во много раз больше, чем необходимо для удовлетворения спроса на энергию. Доступность места всегда была отвлекающим маневром, и синий квадрат Илона Маска — прекрасная иллюстрация того, почему это так.

Дуайт Блэк написал 2 июля 2017 года:
Эндрю Я нахожу ваше исследование по солнечной энергии очень информативным, но в меньшем масштабе, таком как город площадью 3 квадратных мили, солнечная энергия будет работать для северного города такого размера.

Джефф Гастон написал 31 января 2017 года:
Пожалуйста, рассмотрите возможность строительства национальных солнечных ферм США по пути (и вместо) предложенной президентом Трампом пограничной стены. Присущая солнечным фермам безопасность может служить двойной цели: обеспечивать чистую энергию и обеспечивать безопасность границ. Эта идея могла бы объединить всю страну. Единственное возможное возражение — это расход.

Альберто Энрикес написал 2 сентября 2017 года:
Некоторые комментаторы, похоже, намеренно неправильно понимают, что это презентация, а НЕ предложение по строительству. Маск особо отмечает, что большая часть необходимого пространства уже доступна в виде крыш — адекватное пространство никогда не было проблемой — но, учитывая, что крыши разбросаны по всему континенту, существует экономия энергии, которая не упоминается здесь ни Маском, ни эти напыщенные критики. Общие потери электроэнергии от энергетических компаний к потребителям оцениваются в 8-15 процентов. Это огромно, и стоило бы продолжать, даже если бы это было единственным преимуществом.

оставьте ответ

Отказ от ответственности

Все взгляды, выраженные в сообщениях в блоге Энергетического института UCL, принадлежат отдельным авторам и не обязательно отражают мнения или убеждения Энергетического института UCL или Университетского колледжа Лондона. Мнения, выраженные в комментариях к этому блогу, не обязательно отражают точку зрения автора исходного сообщения.

Недавние Посты

• Выполнение Парижа: как Великобритания отвечает на свои климатические обязательства 19 апреля 2018 г.
• Сопоставление синергии и компромиссов между энергетикой и Целями в области устойчивого развития: как, почему и что будет дальше 20 ноября 2017 г.
• Исследование взаимодействия с заинтересованными сторонами: какие социальные проблемы влияют на использование ветровой энергии? 6 июля 2017 г.
• Создание глобальной устойчивой энергетической системы 14 ноября 2016 г.
• Взлеты и падения на 70-й сессии Комитета по защите морской среды Международной морской организации ООН 11 ноября 2016 г.
• Выбрасывайте сейчас, платите позже: судоходство и его выбросы парниковых газов 18 октября 2016 г.
• Низкоуглеродная промышленная стратегия? 19 июля 2016 г.
• RIP DECC – но мы будем скучать по тебе? 15 июля 2016 г.
• Как будет выглядеть лучшая лондонская транспортная система? Как мы доберемся отсюда? И что мог сделать с этим следующий мэр? 3 мая 2016 г.
• Встреча производителей нефти в Дохе, Катар: Техническое заключение 14 апреля 2016 г.
• Как повлияет встреча ОПЕК 17 апреля на рынок электроэнергии Великобритании? 13 апреля 2016 г.
• Гендерное равенство на рабочем месте – серия семинаров «Потребность в энергии на практике» 8 марта 2016 г.
• Афина ЛЕБЕДЬ в Бартлетте — Объединяя нас 8 марта 2016 г.
• Международный женский день, вдохновение из прошлого, настоящее и надежда на будущее 8 марта 2016 г.
• Меняющееся лицо архитектуры: разница в ценности 8 марта 2016 г.
• Два месяца после COP21, где мы сейчас? 21 января 2016 г.
• «Есть ли жизнь после докторской степени?» Первое мероприятие из серии семинаров «Потребность в энергии на практике» 20 января 2016 г.
• После Парижского соглашения COP – основания для оптимизма или пессимизма? 16 декабря 2015 г.
• Новаторское Парижское соглашение не оставляет места для отсрочки сокращения выбросов 15 декабря 2015 г.
• Парижское соглашение – повезло во второй раз? 14 декабря 2015 г.
• Судоходство под пристальным вниманием в Париже на COP 21 9 декабря 2015 г.
• Как глобальный альянс по солнечной энергии может помочь развивающимся странам 7 декабря 2015 г.
• Повышение уровня амбиций: реализация путей глубокой декарбонизации 4 декабря 2015 г.
• Париж — взгляд снаружи, 30 ноября 2015 г.
• Мысли директора UCL-Energy о мероприятии UCL-Energy/Посольство Франции/UKERC 27 октября 2015 г.

Объекты UCL

• Факультеты и кафедры
• Библиотека
• Музеи и коллекции
• UCL Театр Блумсбери

Локации UCL

• Карты и здания
• UCL и Лондон
• UCL Global