พลังงานความร้อนใต้พิภพ

รายงานระบุว่ามี CO₂ 1,718 Gt ซึ่งเทียบเท่ากับคาร์บอน 468.54 Gt.

[12] พลินีผู้อาวุโสเห็นเมฆก้อนใหญ่ชวนหวาดหวั่นพวยพุ่งขึ้นจากยอดภูเขาไฟวิสุเวียส. เมื่อรู้สึกว่ามีบางอย่างไม่ชอบมาพากล เขาเลือกที่จะไม่หนีเอาตัวรอด แต่ส่งกองเรือรบออกไปช่วยคนตามชายฝั่ง และออกเดินทางไปกับพวกเขา. เมื่อได้รับข้อความจากเพื่อนชื่อเรกตินาที่ขอความช่วยเหลือ การเดินทางครั้งนี้ก็ชัดเจนทันทีว่าเป็นภารกิจกู้ภัย. พลินีไปถึงเรกตินาที่บ้านของเขาซึ่งอยู่ห่างจากปอมเปอี 5 กม. และนายท้ายเรือแนะนำให้เขาถอยกลับ - แต่พลินีปฏิเสธ และเดินหน้าต่อเพื่อช่วยเพื่อนอีกคนคือปอมโปเนียนุส ที่สตาเบียเอ. ที่นี่เองที่ชายทั้งสองพยายามผ่อนคลาย กินมื้อเย็น อาบน้ำ และรอให้พ้นอันตรายตลอดคืน. แต่ระหว่างคืน เถ้าถ่านและหินพัมมิซเริ่มตกลงมาราวกับฝน แรงสั่นสะเทือนเขย่าฐานรากของพวกเขา และลาวาไหลกลืนบ้านที่อยู่ไกลออกไปก่อนจะเข้าใกล้บ้านอย่างรวดเร็ว. สถานการณ์แย่ลง และอันตรายเพิ่มขึ้นทั้งข้างในและข้างนอก. พอถึงเช้า พวกเขาตัดสินใจอพยพไปยังชายหาด - แต่น่าเศร้าที่ระหว่างหลบหนี พวกเขาถูกความร้อนที่สูงขึ้น เปลวไฟ และควันพิษที่ทำให้หายใจไม่ออกเล่นงาน.

[13] ชี้แจงว่าไม่มีเหตุการณ์เดียวที่ก่อให้เกิดหายนะ แต่เป็นภัยพิบัติหลายอย่างที่สะสมต่อเนื่องกัน และชาวปอมเปอีมีเวลาพยายามหลบหนี ขณะที่เถ้าร้อนและหินพัมมิซตกลงมาราวกับฝน ก่อนที่กระแสไพโรคลาสติกจะคร่าชีวิตชาวเมืองส่วนใหญ่. สิ่งนี้ย้ำข้อสรุปว่าพลินีผู้อาวุโสมีเวลาอาบน้ำและผ่อนคลาย ก่อนจะมีความพยายามอพยพ.

กราฟที่แสดงเป็นภาพจำลองแบบง่ายของการเปลี่ยนแปลงความต้องการพลังงานรายวันและปัญหาพลังงานหมุนเวียนที่มาไม่สม่ำเสมอ อ้างอิงจาก [43-56], โดยแสดงผ่านพารามิเตอร์หลัก 4 ข้อ:

• ความต้องการพลังงานมักเปลี่ยนไปตลอดวันตามกิจวัตรประจำวันของผู้คน การใช้ไฟฟ้ามักพุ่งสูงในช่วงเช้าและเย็น ตอนที่คนตื่นนอนหรือกลับจากทำงาน - เปิดไฟ โทรทัศน์ เครื่องครัว ฯลฯ - และมักทรงตัวหรือลดลงในช่วงกลางวัน เมื่อคนอยู่ที่ทำงาน เดินทาง หรืออยู่นอกบ้าน ตามคาด ความต้องการจะต่ำสุดในตอนกลางคืนเมื่อคนหลับ
  (รูปแบบความต้องการเฉพาะเจาะจงแตกต่างกันไปในงานเขียนต่าง ๆ; มีการดูหลายแหล่งข้อมูลแล้วนำมาย่อเพื่อใช้ในกราฟนี้)
• พลังงานแสงอาทิตย์ - การจ่ายไฟจากการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์จะสูงสุดในช่วงกลางวัน เมื่อแสงแดดแรงที่สุด และลดลงในช่วงเย็นเมื่อดวงอาทิตย์ตก รูปแบบที่คุ้นเคยนี้ไม่ตรงกับการใช้ไฟฟ้าของผู้คน จึงเกิดไฟฟ้าขาดในช่วงที่ความต้องการสูงสุด: แม้ดวงอาทิตย์จะขึ้นและการจ่ายไฟเพิ่มขึ้น ก็ยังไม่พอจะรับมือกับความต้องการที่พุ่งสูงในตอนเช้า ในอีก-ด้าน-หนึ่ง จะมีไฟฟ้าเหลือในช่วงกลางวันเมื่อดวงอาทิตย์อยู่สูงสุด แต่ความต้องการค่อนข้างต่ำ
• พลังงานลม - การจ่ายไฟจากการผลิตพลังงานลมมีความแปรปรวนและคาดเดายากโดยธรรมชาติ ลมไม่มีรูปแบบระยะสั้น (รายชั่วโมง) ที่สม่ำเสมอและคาดเดาได้เหมือนแสงแดด (แม้บางแหล่งจะบอกว่าลมมักแรงที่สุดในช่วงบ่าย) แต่เช่นเดียวกับพลังงานแสงอาทิตย์ พลังงานลมอาจทำให้มีไฟฟ้าเหลือในบางช่วงของวัน และจ่ายไม่พอในช่วงอื่นได้ อาจมีวันที่ลมนิ่งทั้งวันจนไฟฟ้าจากลมไม่พอต่อความต้องการ หรือวันที่ลมแรงไม่หยุดจนมีไฟฟ้าเหลืออย่างต่อเนื่อง สุดท้ายแล้ว หากใช้ลำพัง พลังงานลมคือแหล่งพลังงานที่ไม่น่าเชื่อถือ แม้รวมลมกับแสงอาทิตย์แล้ว ก็ยังมักจ่ายไฟไม่พอในช่วงที่ความต้องการพุ่งสูง โดยเฉพาะในวันที่เมฆมากและไม่มีลม
• พลังงานเสริม - พลังงานจากแหล่งอื่นสามารถนำมาใช้ชดเชยไฟฟ้าที่ขาดเป็นช่วง ๆ จากลมและแสงอาทิตย์ และช่วยให้การจ่ายไฟทันกับความต้องการได้ พลังงานจากแหล่งอย่างพลังน้ำ เชื้อเพลิงชีวภาพ และพลังงานความร้อนใต้พิภพแบบเพิ่มประสิทธิภาพ ปรับได้ตลอดวัน โดยเพิ่มพลังงานเมื่อจำเป็น หรือลดการผลิตเกินและไฟฟ้าส่วนเกินที่สูญเปล่าในช่วงนอกเวลาใช้ไฟสูงสุด วิธีนี้ช่วยให้ตอบสนองความต้องการได้อย่างสม่ำเสมอทุกช่วงเวลาของวัน ด้วยการใช้แหล่งพลังงานหลายแบบร่วมกัน การใช้แหล่งพลังงานหมุนเวียน (แทนเชื้อเพลิงฟอสซิล) เป็นแหล่งจ่ายเสริมที่ปรับได้ ช่วยตอบสนองความต้องการโดยไม่สร้างการปล่อยคาร์บอนเพิ่มโดยไม่จำเป็น

ไฟฟ้าตามโหลด vs ไฟฟ้าฐาน:

พลังงานความร้อนใต้พิภพแบบเพิ่มประสิทธิภาพเป็นตัวอย่างสำคัญของแหล่งพลังงานที่ปรับได้อย่างยืดหยุ่นและทันสถานการณ์ เพื่อตามการเปลี่ยนแปลงของความต้องการแบบเรียลไทม์จากความไม่สม่ำเสมอและรูปแบบการใช้พลังงานของมนุษย์ และเรียกว่าแหล่งจ่ายแบบ ‘ตามโหลด’ แหล่งพลังงานอื่น เช่น โรงไฟฟ้าเชื้อเพลิงฟอสซิลหรือโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ มักเรียกกันว่าแหล่งจ่ายไฟฟ้า ‘ฐาน’ ^A ซึ่งหมายความว่ามันจ่ายไฟได้ต่อเนื่องและเชื่อถือได้ เพื่อตอบสนองความต้องการพลังงานระดับ-พื้นฐานที่สุดของเรา; แต่ต่างจากพลังงานความร้อนใต้พิภพแบบเพิ่มประสิทธิภาพตรงที่มันปรับได้ไม่ง่าย และไม่สามารถเร่งหรือลดกำลังผลิตได้เร็วพอให้ทันความต้องการ โรงไฟฟ้าเพิ่มกำลังผลิตที่เรียกว่า ‘พีก-โหลด’ ถูกเชื่อมเข้ากับโครงข่ายไฟฟ้าเพื่อจ่ายไฟเพิ่มในช่วงที่ความต้องการสูงสุด แต่แม้แต่โรงไฟฟ้าพีก-โหลดก็ต้องใช้เวลาในการเปิดและปิด ทำให้เกิดความไม่มีประสิทธิภาพ การผลิตเกิน และความสูญเปล่า

กราฟของเราเป็นรูปแบบเรียบง่ายของเส้นโค้งเป็ด ^B ซึ่งเป็นกราฟที่ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวาง แสดงความต่างระหว่างความต้องการและการจ่ายจากพลังงานแสงอาทิตย์(/ลม) และภาระที่เกิดกับระบบโครงข่ายไฟฟ้าของเรา - กล่าวคือ กราฟนี้แสดงความต้องการสุทธิที่เหลือหลังจากนับส่วนที่พลังงานแสงอาทิตย์(/ลม) จ่ายให้แล้ว จึงรวมพารามิเตอร์เหล่านั้นไว้ในเส้นโค้งเดียว กราฟนี้ชี้ให้เห็นว่า แม้ลมและแสงอาทิตย์จะช่วยตอบสนองความต้องการพลังงานได้ แต่ก็ไม่สามารถ (ในตอนนี้) แทนที่ไฟฟ้าฐานได้ทั้งหมด เพราะไม่สามารถตอบสนองความต้องการได้ 100% ตลอดเวลา จึงอาจเพิ่มภาระให้โครงข่ายไฟฟ้า เพราะต้องปรับโรงไฟฟ้าฐานแบบดั้งเดิมที่เพิ่ม-ลดกำลังผลิตช้า ให้ทำงานเร็วและบ่อยขึ้นเพื่อชดเชย (หรืออย่างน้อย ก็ไม่อาจทำได้โดยไม่เกิดกำลังผลิตซ้ำซ้อน ความไม่มีประสิทธิภาพอย่างมาก และไฟฟ้าที่สูญเปล่า) ตัวอย่างเช่น เมื่อการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ลดลงในตอนเย็นพอดีกับที่ความต้องการไฟฟ้าพุ่งสูง บริษัทสาธารณูปโภคที่เดินเครื่องโรงไฟฟ้าฐานต้องเร่งเพิ่มการผลิตแทนพลังงานแสงอาทิตย์อย่างรวดเร็ว สิ่งนี้ไม่เพียงสร้างความกดดันต่อการเดินเครื่อง แต่โรงไฟฟ้าเหล่านี้คุ้มค่าทางเศรษฐกิจก็ต่อเมื่อเดินเครื่องตลอดเวลา - การเปิดและปิดมันตลอดวันทำให้ไม่คุ้มทุน

ทางแก้ปัญหานี้มุ่ง ‘ทำให้ท้องเป็ดแบนลง’ (และลดระดับที่โรงไฟฟ้าฐานต้องเพิ่มหรือลดกำลังผลิต) และรวมถึง:

• ปรับปรุงการเดินเครื่องไฟฟ้าฐานให้ปรับกำลังผลิตได้ยืดหยุ่นขึ้น
• ปรับพฤติกรรมการใช้พลังงานของเราให้สม่ำเสมอตลอดวันมากขึ้น
• ส่งต่อไฟฟ้าส่วนเกินไปใช้ในงานอื่น
• เพิ่มระบบกักเก็บพลังงานระดับโครงข่าย
• เปลี่ยนไปใช้แหล่งพลังงาน ‘ตามโหลด’ อื่นที่ยืดหยุ่นกว่า เช่น พลังงานความร้อนใต้พิภพแบบเพิ่มประสิทธิภาพ หรือพลังน้ำ

ดูเพิ่มเติม: สิบปีแห่งการวิเคราะห์กราฟเป็ด: การค้นพบของ NREL ในปี 2008 ช่วยให้วันนี้มีพลังงานแสงอาทิตย์ในโครงข่ายมากขึ้นได้อย่างไร | NLR (NREL) (เก็บถาวร)