Стоимость хранения энергии

Постоянные читатели, заходящие на площадку моего блога, вероятно обратили внимание на довольно часто встречающиеся материалы освещающие технологии хранения энергии. И это не случайно. Во всех СМИ прогресс развития возобновляемых источников освещается почти ежедневно. Основная причина интереса к ВИЭ, не только специалистов, но и всей мировой общественности, это сокращение сжигания ископаемого топлива и сохранение окружающей природной среды для нормальной жизнедеятельности человека.

Надеюсь уже всем ясно, чтобы обеспечить надежное электроснабжение потребителей от солнечной/ветровой электростанции необходимо устройство, позволяющее запасать энергию во время максимальной генерации (светит солнце, дует ветер) и отдавать энергию в сеть при отсутствии таковых природных явлений.

Подробно рассматривая ту или иную технологию хранения энергии, мы выбираем вариант наиболее подходящий для местных условий нашего проживания с экономически обоснованными затратами. Что касается затрат, то к сожалению, на сегодняшний день практически ни одна энергоснабжающая компания не скажет сколько стоит единица энергии, полученная из хранилища.  Именно этот вопрос сегодня интересует многих, в том числе и моих читателей.

Попытаемся ответить на этот вопрос познакомившись с разработкой ученых Массачусетского технологического института (MIT), опубликованного в научном журнале Joule под названием «Требования к системам накопления энергии и затраты на развитие возобновляемой энергии для декарбонизации энергосистемы» (Storage requirements and costs of shaping renewable energy toward grid decarbonization).

Авторы составили и рассчитали модель энергосистем, в которых 100% электроэнергии вырабатывают солнечная и ветровая энергетика, для четырех штатов США — Аризоны, Айовы, Массачусетса и Техаса. Их задачей было выяснить, какой должна быть стоимость систем накопления энергии (СНЭ), чтобы такая система в целом выполняла все требования по надежности энергоснабжения и была конкурентоспособной по цене. Временной горизонт исследования — 20 лет. Такой срок позволяет учесть различные сценарии развития спроса и профилей выработки ветровой и солнечной генерации.

Разработчики пришли к выводу, что стоимость технологий хранения энергии для выполнения указанных условий не должна превышать 20 долларов США за киловатт-час емкости СНЭ. Это соответствует почти 90% снижение нынешних расходов на материалы и производство накопителей.

Требование такой низкой стоимости накопителей в условиях модели объясняется тем, что редкие, но иногда существенные по объемам дефициты выработки солнечных и ветровых электростанций должны покрываться соответствующими мощностями хранилищ энергии. Попросту говоря, должно быть много всего (и накопителей и солнечных и ветровых электростанций), а значит, для достижения конкурентоспособности системы в целом, СНЭ должны быть настолько дешевыми.

Однако если 5% потребления электроэнергии покрывается за счет других технологий, ситуация меняется кардинальным образом. Здесь уже накопители энергии стоимостью около $150 позволяют в полной мере выполнить условие конкурентоспособности. Такая стоимость выглядит вполне достижимой.

Этот момент очень важен, поскольку система со 100% долей ветровой и солнечной энергетики — это искусственный, модельный вариант, который в больших экономиках вряд ли когда-нибудь будет реализован. А вот система с большой долей солнца и ветра — это вполне реальный сценарий будущего развития, и авторы показывают, что такая система может функционировать экономически эффективно при достаточно высокой стоимости систем хранения энергии.

Авторы не ставили перед собой задачу подробно описать, как будут обеспечиваться остальные 5%. Речь может идти о «дополнительной генерации» или управление спросом. Исследователи также приходят к очевидному выводу, что расширение сети для межрегиональных перетоков поможет смягчить колебания выработки возобновляемой энергии.

В другой известной модели энергетической системы, созданной Марком Джейкобсон и его коллегами, предполагается, что 100% глобального потребления энергии обеспечивается исключительно с помощью «воды, ветра и солнца». Система так и называется: WWS (water, wind, solar). Авторы не рассматривают опцию гидроэнергетики, это не входило в их задачи.

В ходе исследования также была предпринята попытка определить наиболее подходящие технологии хранения энергии, которые могли бы соответствовать вычетов стоимостном критерия (20 долларов США за киловатт-час). Авторы не приходят к однозначному выводу. Отмечается, что ГАЭС и системы на сжатом воздухе (CAES) имеют низкую стоимость вместимости, но возможности их внедрения ограничены географией, а плотность энергии значительно ниже, чем в электрохимических системах. Электрохимические накопители, с другой стороны, имеют гораздо более высокую стоимость емкости, которая усиливается деградацией с течением времени и необходимостью замены устройств. Потенциал снижения стоимости СНЭ высокий, однако остается неясным, будет ли в будущем достигнута установленная стоимость хранения энергии, ее конечная цель.

Использованы материалы источника

Спасибо за ваше внимание.smiley Если вам понравилось, пожалуйста, поделитесь с друзьями и в комментариях черкните пару слов своего мнения.