6 سپتامبر 2021 توسط گری ورنر، دانشگاه ایالتی آریزونا
با پیشبرد قانون کنگره برای سرمایه گذاری 550 میلیارد دلار در بودجه جدید برای پروژه‌های زیربنایی ملی، اولویت‌های خاص در هر بخش صنعت نامشخص است. به عنوان مثال، چارچوب پیشنهادی 65 میلیارد دلار به منظور استفاده بیشتر از منابع انرژی تجدیدپذیر در شبکه برق آمریکا اختصاص می‌دهد، اما دقیقاً چگونگی این امر را مشخص نمی‌کند.
Ronald Calhoun، دانشیار مهندسی عمران و محیط زیست در دانشکده‌های مهندسی Ira A. Fulton در دانشگاه ایالتی آریزونا می‌گوید: «انرژی باد مطمئناً برای توسعه مناسب است. این فناوری بالغ و قابل اعتماد است. به علاوه، بسیار مقرون به صرفه است. در واقع، باد حتی بدون مشوق‌های مالی قابل رقابت در بازار است. بنابراین، دلایل خوبی برای توسعه بیشتر آن وجود دارد.»
به گفته اداره اطلاعات انرژی ایالات متحده، منابع تجدیدپذیر در حال حاضر 20 درصد از برق تولید شده در آمریکا را تشکیل می‌دهند. در آن بخش، باد مهم‌ترین منبع (8.4) و پس از آن نیروی آبی (7.3) و انرژی خورشیدی (2.3) است. علاوه بر این، انرژی باد به طور قابل ملاحظه‌ای بیش از سایر تجدیدپذیرها رشد می‌کند. با راه اندازی تاسیسات جدید، پیش بینی می‌شود امسال سهم آن از 10 درصد تجاوز کند.
کالهون، مدیر گروه سنجش از دور محیط زیست، که در دانشکده مهندسی مواد، حمل و نقل و انرژی، یکی از هفت مدرسه فولتون است و تیم او تحقیقات و توسعه فناوری جوی را برای پیشبرد سیستم‌های صنعت انرژی بادی انجام می‌دهد.
وی گفت: «این منطقه ایده آل است زیرا دارای باد عالی است و همچنین جمعیت زیادی ندارد. اما هر چیزی که در آن فضاهای دور افتاده بسازید باید به شبکه متصل شود. و ایجاد این مسیر به بازار یک مسئله بزرگ است.»
خطوط فشار قوی از شهرها، شهرستان‌ها و ایالت‌ها عبور می‌کنند، و هیچ مرجع فدرال واحدی وجود ندارد که مجوزهای لازم را برای ساختن خطوط جدید بدست آورد. علاوه بر این، هزینه بالایی نیز دارند. برای رفع این موانع، چارچوب زیرساختی که در حال حاضر در کنگره وجود دارد شامل ایجاد یک اداره توسعه شبکه جدید برای تامین مالی و تسهیل خطوط انتقال جدید است.
ایجاد این پایه و اساس برای ساختن سایت‌های جدید انرژی بادی بسیار مهم است. اما برای گسترش تعداد تاسیسات تجاری انرژی خورشیدی نیز اهمیت دارد، زیرا مزارع خورشیدی در مناطق جدا شده‌ای فعالیت می‌کنند. به عنوان مثال، پروژه خورشیدی Agua Caliente در خارج از یوما، آریزونا، و ایستگاه تولید Solana در نزدیکی Gila Bend، آریزونا، بیش از 4000 هکتار را در بیابان باز پوشش می‌دهد.
کالهون گفت: «سرمایه گذاری در شبکه فیزیکی احتمالاً یکی از مهم‌ترین کارهایی است که می‌توانیم برای حمایت از در حال رشد انرژی‌های تجدیدپذیر مانند باد و خورشیدی را انجام دهیم. چالش دیگر این است که مسئله تناوب را دریابیم. چگونه می‌توان با مواقعی که باد نمی‌وزد و خورشید نمی‌درخشد مقابله کنیم؟»
گیگاوات از طریق یک لوله
توجه زیادی به پیشرفت فناوری باتری به عنوان ابزاری برای متعادل کردن ماهیت نوسان برق تولید شده توسط سایت‌های باد و خورشید معطوف شده است. اما بسیاری از کارشناسان می‌گویند که باتری‌ها برای تشویق تولید انرژی تجدیدپذیر در مقیاس تجاری بسیار گران هستند.
کلاوس لاکنر، پروفسور مهندسی محیط زیست در این باره می‌گوید: «باتری‌ها برای چرخه‌های کوتاه بارگیری و تخلیه بسیار مناسب هستند. آن‌ها می‌توانند برای ذخیره انرژی شبکه از صبح تا عصر کار کنند. اما هزینه سرمایه آن‌ها بسیار زیاد است.»
در مقابل، لاکنر می‌گوید هزینه ذخیره و انتقال انرژی به شکل مایع ناچیز است. به تمام انرژی روی شیرهای پمپ بنزین در سراسر کشور فکر کنید. همچنین در نظر بگیرید که یک گالن بنزین نشان دهنده میزان مصرف روزانه یک خانواده معمولی آمریکایی است.
لاکنر می‌گوید: «نیرویی که ما می‌توانیم از طریق خطوط لوله عبور دهیم، چیزی را که می‌توانیم از طریق خطوط انتقال به دست آوریم کاهش می‌دهد. ما می‌توانیم گیگاوات را از طریق یک لوله حرکت دهیم.»
اما چگونه عملاً انرژی تولید شده از مزارع بادی و خورشیدی را به سوخت مایع تبدیل می‌کنیم؟ پاسخ می‌تواند فناوری جذب کربن از هوا باشد.
لاکنر مدیر مرکز انتشار کربن است، که به بررسی فناوری جذب دی اکسید کربن از جو می‌پردازد تا هم با اثرات نامطلوب تغییرات آب و هوا مقابله کند و هم به پیشبرد زیرساخت‌های انرژی پایدار کمک کند.
محور اصلی کار آن‌ها توسعه یک سیستم درخت مکانیکی است که CO2 را از هوا جمع آوری می‌کند. در حالی که هنوز در مرحله نمونه اولیه بود، کاربرد فناوری جدید شامل تمرکز دی اکسید کربن برای استفاده تجاری در نوشیدنی‌های گازدار، پر کردن کپسول‌های آتش نشانی و ایجاد یخ خشک است.
