يمتلك باحثو ستانفورد خطة توازن 2000 جيجاوات من الطاقة الشمسية و 2300 جيجاوات من طاقة الرياح مع 3300 جيجاوات من سعة البطارية وكمية كبيرة من الحمل المرن. سيوفر المستهلكون 64 ٪ من إجمالي فواتير الطاقة ، جزئياً من كهربة النقل والتدفئة.

الولايات المتحدة. ستحتاج إلى 1500 جيجاوات من الطاقة الشمسية على نطاق المرافق و 500 جيجاوات من الطاقة الشمسية على السطح للوصول إلى طاقة متجددة بنسبة 100٪ بحلول عام 2050 ، وفقًا لخطة طورها أستاذ الهندسة في ستانفورد مارك جاكوبسون وسبعة مؤلفين مشاركين. قدرة البطارية التي تبلغ 3300 جيجاوات ستوازن بين الطاقة الشمسية وطاقة الرياح - بمساعدة 512 جيجاوات من المتوسط ​​السنوي للحمل المرن.

تبنت العديد من الولايات هدفًا سياسيًا على غرار الكهرباء المتجددة بنسبة 100 ٪ بحلول عام 2050 ، ومع ذلك فإن خطة ستانفورد ستذهب إلى أبعد من ذلك عن طريق كهربة جميع وسائل النقل والتدفئة. يمكن أن يتضمن الحمل المرن للمساعدة في موازنة مصادر الطاقة المتجددة المتغيرة حالات استخدام لتخزين البرودة وتخزين الحرارة واستجابة الطلب وإنتاج الهيدروجين للاستخدام في الشاحنات التي تعمل بخلايا الوقود.

يقول المؤلفان "يجب أن نوقف" 80٪ من انبعاثات الوقود الأحفوري بحلول عام 2030 لتجنب الاحترار العالمي بمقدار 1.5 درجة مئوية ، مستشهدين بدراسة سابقة. تصل إلى 80٪ من نهاية الخطة الأمريكية سيتطلب الهدف الشمسي بحلول عام 2030 ، بدءًا من المستوى الحالي البالغ حوالي 75 gwdc ، معدل نمو سنوي مركب بنسبة 36 ٪ في التركيبات الشمسية ، استنادًا إلى نسبة DC-ac تبلغ 1.33. أن نسبة 36 ٪ أكثر عدوانية بشكل ملحوظ من النمو السنوي بنسبة 18 ٪ الذي تستهدفه رابطة صناعات الطاقة الشمسية.

الوصول إلى 80٪ من الطاقة القصوى لخطة ستانفورد التي تبلغ 3300 جيجاوات بحلول عام 2030 ، بدءًا من الولايات المتحدة الحالية يتطلب مستوى 1 جيجاوات معدل نمو سنوي مركب يزيد قليلاً عن 100٪. الذي يقارن مع مشاركة جمعية تخزين الطاقة نقلاً عن توم ليدن ، المدير الأول لمصادر الطاقة المتجددة في أمريكا الشمالية ، قائلاً: "على مدى السنوات الثلاث إلى الخمس القادمة ، ستشهد نموًا هائلاً" في التخزين ، حيث أن "بعض الاستشاريين سيكون هناك نمو 14 مرة على مدى السنوات الأربع أو الخمس المقبلة "، في حين أن الإطار الزمني لمدة 3 سنوات سيمثل معدل نمو سنوي في التركيبات بنسبة 100٪.

سيوفر المستهلكون 64٪ من تكاليف الطاقة السنوية في عام 2050 بموجب الخطة ، مقارنةً بسيناريو "العمل كالمعتاد" ، بسبب الطاقة الشمسية وطاقة الرياح منخفضة التكلفة ، بالإضافة إلى توفيرات من مضخات الحرارة الموفرة للطاقة والمركبات الكهربائية والوقود المركبات الخلوية. تكون المدخرات عند حساب الوفيات التي تم تجنبها والمرض الناجم عن تلوث الهواء ، والمنافع المناخية ، أكبر - بتكلفة أقل بنسبة 87٪ من حالة "العمل كالمعتاد".

تحدد الخطة العديد من العمليات الصناعية التي يمكن أن تعمل إلى حد كبير في أوقات توليد الطاقة المتجددة العالية ، وبالتالي توفير حمل مرن: "تسييل الهواء ؛ التعدين والمعادن مغرفة. ضخ المياه بمحركات متغيرة السرعة ؛ والإنتاج عن طريق التحليل الكهربائي للألمنيوم والكلور والقلويات وهيدروكسيد البوتاسيوم والمغنيسيوم وكلورات الصوديوم والنحاس. " حددت أبحاث أخرى وسيلة لتحلية المياه كحمل مرن أيضًا.

يقول المؤلفون إن خارطة الطريق ، التي تتكون من خطط لكل منطقة من مناطق العالم ، ستحتاج إلى "0.17٪ و 0.48٪ فقط من الأرض للمساحة والمساحة ، على التوالي".

لإجراء تحليلهم ، استخدم باحثو ستانفورد نموذج loadmatch ، والذي "يطابق العرض المتغير للطاقة مع الطلب المتغير والتخزين واستجابة الطلب ... كل 30 ثانية في كل منطقة من 2050 إلى 2052" ، كما هو موضح في هذه المجموعة المعقدة من الرسوم البيانية ، التي تشرحها الورقة:

قدمت النمذجة افتراضًا مبسطًا لـ "الإرسال المثالي" - أي عدم ازدحام الإرسال. ونقلت الصحيفة عن بحث سابق يظهر أنه إذا كان ازدحام الإرسال لمسافات طويلة يمثل مشكلة ، فإن "زيادة سعة الإرسال ستخفف الازدحام مع زيادة بسيطة في التكلفة".

نُشرت ورقة فريق ستانفورد ، "آثار خطط الطاقة للصفقة الخضراء الجديدة على استقرار الشبكة ، والتكاليف ، والوظائف ، والصحة ، والمناخ في 143 دولة" ، في مجلة one earth وهي متاحة أيضًا بتنسيق pdf.