Солнечные и ветряные электростанции быстро распространяются как в США, так и в Европе. В Америке на их долю приходится около 19 % вырабатываемой энергии, а к 2030г этот показатель может превысить 40 %. Эта экологически чистая энергия по "зеленым" планам должна заменить уголь. Многие ожидают, что она также заменит природный газ, - пишет Realclearwire.
Однако это ошибка: солнечная и ветряная энергия будут зависеть от газа ещё несколько десятилетий, если не вечно.
Сегодня солнечная и ветровая энергия относительно недороги, и цены, скорее всего, продолжат снижаться. Это так называемые возобновляемые источники энергии (ВИЭ), то есть электричество вырабатывается только тогда, когда светит солнце или дует ветер.
Солнечная энергия не вырабатывается ночью и в меньшем количестве производится зимой. При этом некоторые колебания непредсказуемы: облачность или ветреная погода могут длиться неделями. Этот "дефицит" не является проблемой, пока доля ветряной и солнечной энергии в общей выработке электроэнергии невелика. Но как восполнять нехватку, когда доля ВИЭ станет преобладающей?
В настоящее время электроэнергетические компании используют для обеспечения мощности в пики спроса и устранения ежедневных колебаний множество литий-ионных аккумуляторов малого срока действия (около 3 - 4 часов). Однако они устраняют дефицит только на несколько часов.
С дефицитом ВИЭ более продолжительного времени - другой расклад. Что будет происходить, когда дефицит будет длиться недели или месяцы? Исследования предрекают продолжительные периоды плохой погоды, приводящие в полностью декарбонизированной сети к ежегодному дефициту до 20 % от общего объёма производства.
Сейчас дефицит "зеленой" энергии возмещается за счет газовых электростанций, работающих в одноконтурном режиме для питания турбин электроэнергией. Эти электростанции менее эффективны, чем газотурбинные электростанции с комбинированным циклом (ГТЭС). Их энергия стоит дороже, поэтому они являются резервными и включаются только по мере необходимости.
По мере роста доли ВИЭ в общей энергосистеме будет увеличиваться влияние неблагоприятных погодных условий, а энергоснабжение станет более нестабильным. Энергосистеме с 40 % ВИЭ потребуется гораздо больше газовой подстраховки.
Существуют альтернативы газовым электростанциям. К ним относятся гидроэнергетика, водород и сжатый воздух.
Гидроэнергетика это дешёвая в эксплуатации и хорошо зарекомендовавшая себя технология, а её генераторы служат десятилетиями. Однако сегодня в США плотин разрушаются больше, чем строятся. В Америке нет спроса на строительство новых огромных плотин.
Комментарий: данный довод спорный, поскольку строительство солнечных и ветровых ферм, их эксплуатация и утилизация превысят при длительном горизонте планирования все расходы по одной только плотине с генератором энергии.
"Зелёный" водород отличается очень низкой эффективностью. Для выработки 40 кВт·ч электроэнергии, которую можно использовать в качестве запасной, требуется 100 кВт·ч "зелёной" электроэнергии. К тому же его производство и хранение обходятся очень дорого, а транспортировка не только дорога, но и опасна, поскольку может привести к серьёзным утечкам. Более того, водород не может стать дешевле ветра и солнечной энергии.
Эффективность использования сжатого воздуха в настоящее время составляет около 50 %. Для существенного улучшения потребуется охлаждать, а затем нагревать воздух, что дорого обходится при длительной эксплуатации установок. Электрохимические батареи, которые сейчас добавляются в сеть, не обеспечивают необходимого сочетания длительного срока службы, высокой масштабируемости и низкой стоимости.
Таким образом, остается газ.
Чтобы сделать абсолютно работоспособной сеть с использованием ВИЭ, необходимо в качестве страховки использовать природный газ.
Именно поэтому Минэнергетики США в процессе перехода к чистой энергии прогнозирует рост мощности пиковых электростанций, при очень малом снижении мощности парогазовых установок.
Что может измениться, так это функция газовой энергетики.
Сегодня газотурбинные электростанции используются в основном для выработки базовой электроэнергии, то есть источника энергии, который используется 100 % времени, а дополнительные мощности обеспечиваются пиковыми электростанциями.
По мере перехода к "зелёной" энергетике газотурбинные электростанции будут переключаться с выработки базовой электроэнергии на обеспечение страховки от перебоев в поставках, как это делают пиковые электростанции сегодня.
Комментарий: с одной стороны, автор статьи пишет правильные вещи. Вот только он совершенно не указывает, что для производства солнечных панелей и ветряков требуется значительное количество полимеров, пластика и других комплектующих, которые производятся за счет традиционных газа, нефти и других ископаемых элементов.
Поэтому затраты "карбона" на производство устройств для ВИЭ и их утилизацию значительно превосходят мнимую "экономию
0 comments