За ефективна 100% възобновяема енергия трябва да произвеждаме
Захранването изключително с възобновяеми енергии е мечтата на няколко държави. Мечта, ограничена от техническите трудности при съхраняването на електрическа енергия. Решението: произведете повече от достатъчно, казват специалистите Ричард Перес (Държавен университет в Ню Йорк в Олбани) и Беноа Турнадре (Mines ParisTech).
По целия свят ангажиментите процъфтяват в мащаба на градовете, регионите и страните да се насочат към икономики, които работят предимно с възобновяема енергия. Само за щата Ню Йорк четири конкурентни законопроекта са насочени към 50 и 100% възобновяеми енергийни източници до 2040 г., ако не и по-рано.
Само два източника на възобновяема енергия са достатъчно богати, за да постигнат тези много амбициозни цели: слънчева и вятърна. И двете обаче са периодични ресурси, управлявани от времето, редуването на деня и нощта, както и сезонните цикли. Ако искаме те да заменят изкопаемите ресурси, които се използват при необходимост, те следователно трябва да бъдат „контролируеми“ - тоест способни да доставят енергия според търсенето.
След като проведохме изследване по въпроса - особено в САЩ за Министерството на енергетиката - ние потвърждаваме, че контролируемата възобновяема енергия е възможна и на достъпна цена. Много вкоренена идея е да се помисли, че цялата енергия, генерирана от възобновяема енергия, трябва да бъде продадена, тъй като е произведена. Но идеята за „пилеене“ на слънчева или вятърна енергия никога не се споменава. Следователно не се разглежда възможността за проактивно увеличаване и намаляване на произведената електрическа енергия. Конкретно, идеята е да се инсталират възобновяеми източници в количества, надвишаващи търсенето: един ден хубаво време за слънчева енергия, ние ще преизпълним. Излишъкът, произведен при благоприятни условия, се съхранява или изхвърля в съответствие с оптималните разходи.
Според нас това е ключът към постигането на по-ниска цена на електрическа мрежа, захранвана главно от възобновяеми енергийни източници. В северната част на Съединените щати (представител на френските условия) наблюдаваме, че прекалено големият размер на слънчевата фотоволтаична и вятърна енергия с около 50% е най-евтиното решение за производство на енергия 24 часа в денонощието. 24, 365 дни в годината.
Въпросът за съхранението
Нашата идея се основава на следните разсъждения: съхранението на енергия днес е единственото разглеждано решение за постигане на обобщаването на възобновяемите енергии. Наистина е съществен елемент да се компенсира прекъсването на слънчевата и вятърната енергия - тоест спадът в тяхното производство, когато слънцето вече не ни осветява (през нощта) или малко (при облачно време). Например) или това вятърът е твърде слаб.
По-важното е, че това се отнася и за по-дълги периоди с липса на няколко дни и определени сезони, в които слънчевото греене остава слабо или атмосферните условия не са много ветровити. През зимата често можем да наблюдаваме спад на слънчевата продукция до няколко стотни от очакваното средно производство. Мрежовите оператори гарантират, че доставката на електроенергия се адаптира към увеличаване и намаляване на търсенето. В момента те разчитат на два основни типа съхранение. Водни резервоари, наречени помпени хранилища, и батерии, за кратки периоди.
Ако остане много висока, цената на съхранението намалява. Но дори и в най-оптимистичните прогнози, разчитането само на съхранение, за да се направи контролираната слънчева и вятърна енергия, ще остане прекалено скъпо, според нашето проучване, предвид обема на дефицитите, които трябва да се запълнят за дълги периоди на ниско производство.
Цената на вятърната енергия, и още повече слънчевата, също пада, до степен, че прекаляването с тях - или инсталирането им отвъд строго необходимото - става достъпно. Това остава вярно, когато излишното производство от слънчеви или вятърни генератори се изхвърля, вместо да се захранва в електрическата мрежа. Прекалено големият размер намалява недостига на производство, като позволява да се произвежда повече енергия в периоди на ниска слънчева и вятърна наличност. Най-важното е, че инсталирането повече от необходимото значително намалява нуждата от съхранение.