В прошлом году компания опубликовала интерактивную карту («Атлас 100% возобновляемой энергии»), на которой изображены «оптимальные по стоимости» энергетические системы, в которых 100% электроэнергии производится на основе возобновляемых источников энергии. Модели таких энергосистем были созданы для 145 стран и регионов мира.
В текущем году Wärtsilä продолжила изыскания, и совместно с Технологическим университетом Лаппеенранта-Лахти (LUT) опубликовала доклад «Front-Loading Net Zero», в котором оценивается экономика перехода ряда стран и регионов к 100% возобновляемой энергосистеме.
Авторы составили модели для Германии, Индии и Калифорнии, трёх рынков «с совершенно разной социально-экономической динамикой, энергетическими системами и проблемами».
В отчете говорится, что углеродно-нейтральные системы могут обеспечивать более дешевую электроэнергию по сравнению с нынешними, основанными на ископаемом топливе. Стоимость электроэнергии может быть снижена до 50% к 2050 году, если страны и регионы будут внедрять 100% возобновляемые источники энергии быстрее, чем это запланировано в настоящее время.
В частности, Индия может вдвое сократить свои затраты на электроэнергию к 2050 году, в то время как Калифорния и Германия на 17% и 8% к 2040 году соответственно.
Угольная генерация, которая сегодня производит 70% электричества в Индии и 33% в Германии, может быть надежно заменена возобновляемыми источниками энергии и «гибкими» мощностями (батареи и газовые электростанции).
Посмотрим подробнее на Индию, самый сложный рынок с точки зрения, в частности, демографии, социально-экономических условий и нынешней структуры энергетики, в которой доминирует уголь.
Новое исследование показывает возможность создания энергосистемы с нулевым выбросами в Индии к 2050 году.
Согласно результатам моделирования, увеличение доли возобновляемых источников энергии в общей установленной мощности с 25% сегодня до 100% к 2050 году может сократить расходы на 48%, с 6000 индийских рупий (81 доллар США) за МВт*ч в 2020 году до 3120 индийских рупий / МВт*ч в 2050 году. Эти затраты включают приведённую стоимость производства электроэнергии (LCOE), стоимость хранения энергии, передачу электроэнергии и затраты, связанные с ограничением избыточной генерации из возобновляемых источников (curtailment costs):
Согласно исследованию, возобновляемые источники энергии в сочетании с гибкими технологиями (тепловые балансирующие электростанции и накопители энергии) могут повысить доступность электроэнергии, обеспечивая при этом надежность работы системы.
Ожидается, что к 2050 году потребление электроэнергии в Индии вырастет до 5921 ТВт*ч с 1345 ТВт*ч в 2020 году, а пиковая нагрузка достигнет 1023 ГВт. Чтобы обеспечивать эту увеличенную нагрузку установленная мощность индийской энергосистемы должна вырасти к середине столетия примерно в 10 раз по сравнению с нынешним уровнем — до 4000 ГВт.
Солнечная энергетика будет составлять 76% (3076 ГВт) этой общей установленной мощности, а ветроэнергетика вырастет до примерно 410 ГВт. Кроме того, в системе будут действовать ГЭС и газовые электростанции, работающие на углеродно-нейтральном газе.
Для достижения прогнозируемой доли солнечной энергетики в стране необходимо добавлять по 69 ГВт солнечных мощностей в год до 2035 года и 79 ГВт в год в период 2035-2050 гг., что намного превышает нынешние темпы.
Моделирование Wärtsilä показывает, что для создания оптимальной с точки зрения затрат возобновляемой системы необходимы обеспечивающие гибкость накопители энергии. Кроме того, также должны быть развернуты гибкие тепловые электростанции для управления внезапными скачками спроса на электроэнергию или провалами возобновляемой генерации.
Индии потребуется около 99 ТВт*ч емкости хранения и в общей сложности 187 ГВт высоко маневренных газовых установок к 2050 году, чтобы обеспечить эффективную балансировку энергосистемы. Емкость хранения включает не только батареи, но и хранилище газа, в основном в виде экологически устойчивых видов топлива (например, зеленого водорода и метана). Вместе эти технологии могут составить основу надежной и оптимальной с точки зрения затрат энергосистемы Индии.
«Увеличение объемов возобновляемой энергии может также принести большие новые доходы от производства водорода, создавая рынок технологий на сумму 39,8 миллиарда долларов», — говорят авторы исследования.
Авторы подчеркивают, что технологии, необходимые для создания систем со 100% возобновляемой энергией, уже доступны в широком масштабе по всему миру.
Президент и генеральный директор Wärtsilä Хокан Агневалл отмечает: «Наше моделирование показывает, что энергетические системы могут быть полностью декарбонизированы до 2050 года, и что ускорение перехода на возобновляемые источники энергии в сочетании с гибкостью поможет экономике процветать. У нас есть все технологии, необходимые для быстрого перехода к энергии с нулевым балансом выбросов».
Сушил Пурохит, президент Wärtsilä Energy и исполнительный вице-президент Wärtsilä, добавляет: «Не существует единого решения, подходящего для всех рынков, и в этом докладе освещаются различные пути и технологии, которые можно использовать. Однако конечная цель является общей для всех — декарбонизация производства энергии и максимальное использование наших природных источников энергии».
Ранее сообщалось, что в первом полугодии 2021 года отмечен рекордный объём инвестиций в ВИЭ
Читайте самые интересные истории ЭлектроВестей в Telegram и Viber
