स्टैनफोर्ड के नेतृत्व वाले शोध से पता चलता है कि कैसे जल प्रणालियाँ, अलवणीकरण संयंत्रों से लेकर अपशिष्ट जल उपचार सुविधाओं तक, नवीकरणीय ऊर्जा को अधिक किफायती और भरोसेमंद बनाने में मदद कर सकती हैं।अध्ययन,27 सितंबर को प्रकाशितप्रकृति जल, यह मापने के लिए एक रूपरेखा प्रस्तुत करता है कि पावर ग्रिड आपूर्ति और मांग को संतुलित करने में मदद के लिए जल प्रणालियाँ अपने ऊर्जा उपयोग को कैसे समायोजित कर सकती हैं।

"अगर हम शुद्ध शून्य तक पहुंचने जा रहे हैं, तो हमें मांग-पक्ष ऊर्जा समाधान की आवश्यकता है, और जल प्रणालियाँ बड़े पैमाने पर अप्रयुक्त संसाधन का प्रतिनिधित्व करती हैं," पर्यावरण इंजीनियरिंग पीएच.डी. अध्ययन के प्रमुख लेखक अक्षय राव ने कहा।स्टैनफोर्ड स्कूल ऑफ इंजीनियरिंग में छात्र।

"हमारा तरीका जल ऑपरेटरों और ऊर्जा प्रबंधकों को हमारे डीकार्बोनाइजेशन और जल विश्वसनीयता लक्ष्यों को एक साथ पूरा करने के लिए इन बुनियादी ढांचे प्रणालियों को समन्वयित करने के बारे में बेहतर निर्णय लेने में मदद करता है।"

चूँकि ग्रिड पर अधिक भरोसा होता हैनवीकरणीय ऊर्जापवन और सौर जैसे स्रोतों के कारण, ऊर्जा आपूर्ति और मांग को संतुलित करना अधिक चुनौतीपूर्ण हो जाता है।आमतौर पर, बैटरी जैसी ऊर्जा भंडारण प्रौद्योगिकियां इसमें मदद करती हैं, लेकिन बैटरी महंगी होती हैं।एक विकल्प जल परिवहन और उपचार प्रदाताओं जैसे बड़े-लोड वाले उपभोक्ताओं से मांग-पक्ष लचीलेपन को बढ़ावा देना है।

राव और उनके सह-लेखकों के अनुसार, जल प्रणालियाँ - जो देश की 5% बिजली का उपयोग करती हैं - वास्तविक समय की ऊर्जा जरूरतों के अनुरूप अपने संचालन को समायोजित करके बैटरी के समान लाभ प्रदान कर सकती हैं।

लचीलेपन के लिए एक रूपरेखा

इस क्षमता को साकार करने में मदद करने के लिए, शोधकर्ताओं ने एक रूपरेखा विकसित की जो इलेक्ट्रिक पावर ग्रिड ऑपरेटरों और जल प्रणाली ऑपरेटरों के दृष्टिकोण से जल प्रणालियों में ऊर्जा लचीलेपन के मूल्य का आकलन करती है।

फ्रेमवर्क इन मूल्यों की तुलना अन्य ग्रिड-स्केल ऊर्जा भंडारण समाधानों से करता है, जैसेलिथियम आयन बैटरीजो कम ऊर्जा मांग की अवधि के दौरान बिजली का भंडारण करता है और चरम मांग अवधि के दौरान इसे जारी करता है।ढांचा कई कारकों को भी ध्यान में रखता है, जैसे विश्वसनीयता जोखिम, अनुपालन जोखिम और महत्वपूर्ण बुनियादी ढांचे प्रणालियों का उपयोग करके ऊर्जा लचीलापन प्रदान करने से जुड़ी पूंजी उन्नयन लागत।

शोधकर्ताओं ने समुद्री जल अलवणीकरण संयंत्र, जल वितरण प्रणाली और पर अपनी विधि का परीक्षण कियाव्यर्थजल उपचार संयंत्र.उन्होंने कैलिफोर्निया, टेक्सास, फ्लोरिडा और न्यूयॉर्क में उपयोगिताओं से विभिन्न टैरिफ संरचनाओं और बिजली दरों के प्रभाव का भी पता लगाया।

उन्होंने पाया कि ये प्रणालियाँ चरम मांग के समय में अपने ऊर्जा उपयोग का 30% तक बदलाव कर सकती हैं, जिससे महत्वपूर्ण लागत बचत होगी और ग्रिड पर दबाव कम होगा।अलवणीकरण संयंत्रों ने बिजली की कीमतें अधिक होने पर कितना पानी पुनर्प्राप्त करते हैं या विशिष्ट संचालन को बंद करके इस प्रकार की ऊर्जा लचीलेपन की सबसे बड़ी क्षमता दिखाई है।

शोधकर्ताओं के अनुसार, यह ढांचा बिजली ग्रिड ऑपरेटरों को जल प्रणालियों की एक श्रृंखला में ऊर्जा लचीलेपन संसाधनों का मूल्यांकन करने, अन्य ऊर्जा लचीलेपन और ऊर्जा भंडारण विकल्पों के साथ उनकी तुलना करने और ऊर्जा को संशोधित करने या कीमत तय करने में मदद कर सकता है।यह दृष्टिकोण जल उपयोगिता ऑपरेटरों को तेजी से बदलते बिजली ग्रिड के युग में अपने संयंत्रों को कैसे डिजाइन और चलाने के बारे में अधिक सूचित वित्तीय निर्णय लेने में मदद कर सकता है।

अध्ययन इस बात पर भी प्रकाश डालता है कि इसका अधिकतम लाभ उठाने के लिए ऊर्जा मूल्य निर्धारण कितना महत्वपूर्ण हैFLEXIBILITY.दिन के अलग-अलग समय में ऊर्जा के लिए अलग-अलग दरों का भुगतान करने वाली जल प्रणालियों को सबसे बड़ा लाभ मिल सकता है।उपयोगिताओं द्वारा पेश किए गए ऊर्जा-बचत कार्यक्रमों के हिस्से के रूप में, ग्रिड पर दबाव पड़ने पर सुविधाएं ऊर्जा के उपयोग को कम करके अतिरिक्त पैसा कमाने में भी सक्षम हो सकती हैं।

राव ने कहा, "हमारा अध्ययन जल और ऊर्जा प्रबंधकों को बेहतर विकल्प चुनने का एक उपकरण देता है।""सही निवेश और नीतियों के साथ,जल प्रणालियाँनवीकरणीय ऊर्जा में परिवर्तन को आसान और अधिक किफायती बनाने में महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकता है।"

एसएलएसी राष्ट्रीय त्वरक प्रयोगशाला में फोटॉन विज्ञान निदेशालय में एसोसिएट प्रोफेसर मेगन माउटर इस पेपर के वरिष्ठ लेखक हैं।वह स्टैनफोर्ड वुड्स इंस्टीट्यूट फॉर द एनवायरनमेंट और प्रीकोर्ट इंस्टीट्यूट फॉर एनर्जी में एक वरिष्ठ फेलो और केमिकल इंजीनियरिंग की एसोसिएट प्रोफेसर भी हैं।