Международната агенция по енергетика (МАЕ) изготви доклад, който е първи по рода си глобален преглед на усилията за интегриране на променливи възобновяеми енергийни източници в 50 енергийни системи, идентифицирайки най-добрите практики и ключови предизвикателства…
Тъй като слънчевата фотоволтаична и вятърната енергия нарастват с ускорени темпове по целия свят, правителствата трябва да действат, за да гарантират, че те са добре интегрирани в енергийните системи – или рискуват да загубят значителни ползи, подчертава анализът.
Публикуваното днес „Интегриране на слънчева и вятърна енергия: Глобален опит и възникващи предизвикателства“ изследва едно от най-големите препятствия пред политиците, докато преходът към чиста енергия набира скорост. Между 2018 г. и 2023 г. слънчевият фотоволтаичен и вятърният капацитет в световен мащаб се е увеличил повече от два пъти, а делът им в производството на електроенергия почти се е удвоил. Подхранван от подкрепящи правителствени политики и непрекъснато намаляване на разходите, капацитетът на тези възобновяеми източници се предвижда да продължи да се разширява бързо към 2030 г. Слънчевите фотоволтаици и вятърът са ключови технологии за декарбонизация – особено в електроенергийния сектор, където те представляват две трети от намаленията в емисиите на въглероден диоксид (CO2) по пътя към нетната нула до средата на века.
Въпреки това, за да се увеличат максимално предимствата на този допълнителен капацитет, тези променливи възобновяеми енергийни източници (VRE) трябва да бъдат добре интегрирани в енергийните системи, докато се разгръщат. Според доклада забавянето на прилагането на мерките за подпомагане на интеграцията може да доведе до това, че производството на електроенергия от слънчева фотоволтаична и вятърна енергия ще бъде с 15% по-малко през 2030 г. и ще намали с пет процентни пункта техния дял в глобалния микс от електроенергия.
„През последните години светът наблюдава забележително увеличение на слънчевия и вятърния капацитет, тъй като страните се стремят да укрепят енергийната си сигурност и да намалят емисиите. Но те няма да извлекат пълните ползи без по-големи усилия в подкрепа на интегрирането на тези технологии в енергийните системи“, изтъква директорът на МАЕ за енергийни пазари и сигурност Кейсуке Садамори. Докладът включва първата по рода си глобална инвентаризация на мерките за интеграция в 50 енергийни системи, които заедно представляват почти 90% от глобалното слънчево фотоволтаично и вятърно производство днес. Това включва актуализирани оценки на страните, използващи рамката на МАЕ за фазите* на интегриране на променлива възобновяема енергия, която първоначално беше разработена през 2017 г. и последно актуализирана през 2019 г.
Според анализа, при сценарий, при който страните изпълняват своите обявени енергийни и климатични цели, тези, които в момента имат ниски дялове на променлива възобновяема енергия в своите енергийни миксове, представляват две трети от растежа на производството до 2030 г. Те обикновено могат да увеличат разгръщането без въвеждащи широкообхватни промени в цялата система. Добре известни и изпитани мерки като повишаване на гъвкавостта на съществуващите активи и подобрено прогнозиране – прилагани постепенно при възникване на необходимост – обикновено са достатъчни.
По-трудните предизвикателства обикновено се материализират при по-високи нива на слънчева фотоволтаична енергия и проникване на вятъра. Въпреки това водещите системи – включително Дания, Ирландия, Южна Австралия и Испания – намират начини да се справят и с тези проблеми, разчиствайки пътя за други. Разработването на технологии за съхранение и нови енергийни мрежи, например, играе важна роля в управлението на вариациите в слънчевата фотоволтаична и вятърната мощност през деня и през сезоните.
Според доклада повечето технологични решения за преодоляване на възникващи препятствия – а именно по-висока нужда от стабилност и гъвкавост – са или зрели, или наближават зрелостта, и успешното им внедряване често се крие в подходяща политика и регулаторни действия, а не в нови технологични пробиви. Въпреки това, включването на по-високи нива на променливи възобновяеми енергийни източници в енергийните системи изисква преосмисляне на начините, по които те традиционно са били планирани и експлоатирани. Това ще наложи проактивни мерки в световен мащаб, тъй като навлизането на възобновяеми енергийни източници продължава бързо.
*Шестте фази на интегриране на променливи възобновяеми енергийни източници:
- VRE няма значително въздействие на системно ниво
Първият набор от VRE инсталации е разгърнат, но тяхното въздействие е до голяма степен незначително на системно ниво и типичните работни параметри на системата остават непроменени. Всички ефекти са много локализирани, например в точката на свързване на съоръжението към мрежата. - VRE има слабо до умерено въздействие върху системата
Тъй като се добавят повече VRE инсталации, промените между натоварването и нетното натоварване стават по-забележими с незначително до умерено въздействие върху системата, като например по-бързо и по-често нарастване на генераторите. Надстройките на оперативните практики като интегриране на прогнозиране в изпращане и по-добро използване на съществуващите системни ресурси обикновено са достатъчни за постигане на системна интеграция. - VRE определя модела на работа на електроенергийната система
VRE определя модела на работа на електроенергийната система и увеличава несигурността и променливостта на нетния товар. По-големите колебания в баланса търсене-предлагане предизвикват необходимостта от систематично увеличаване на гъвкавата работа на електроенергийната система, която често надхвърля това, което може лесно да бъде осигурено от съществуващите активи и оперативна практика. - VRE отговаря на почти цялото търсене на моменти
Изходът на VRE е достатъчен, за да задоволи голяма част от електроенергията през определени периоди, което може да повлияе на стабилността на енергийната система. Ключово оперативно предизвикателство е свързано с начина, по който енергийната система реагира, за да поддържа стабилност веднага след прекъсване на предлагането или търсенето, което може да включва усъвършенствани оперативни решения и промени в регулаторните подходи. - Значителни обеми излишък от VRE през годината
Нарастващите дялове на VRE означават, че без допълнителни мерки наличността на VRE ще надхвърли търсенето в продължение на много часове и ще бъде в общ излишък за периоди от ден или повече. Постигането на такива дялове в рамките на целите за декарбонизация по икономически и сигурен начин изисква повишени мерки за подпомагане на използването на VRE, като широко разгръщане на реакция на търсенето, съхранение на енергия и мрежи, както и по-широки решения за осигуряване на стабилност при ниски нива на конвенционално снабдяване. - Сигурно електроснабдяване почти изключително от VRE
Фаза 6 се прилага за региони, които искат да посрещнат изключително високи дялове от годишното търсене на електроенергия с VRE. Основните предизвикателства в тази фаза включват експлоатация на система, до голяма степен зависима от свързани с преобразуватели ресурси и задоволяване на търсенето по време на продължителни периоди на слаб вятър и слънце. Задоволяването на нуждите от гъвкавост може да включва дългосрочно съхранение на енергия или широка търговия с електроенергия с други региони.
