Изследване: В каква степен вятърът и слънцето ще могат за задоволят с електроенергия основните страни в света

Вятърната и слънчевата енергия могат да покрият повече от 80 процента от потреблението на много места без огромно съхранение или свръхпроизводство, което е изключително важно “. Това заявява Steve Davis, в публикация посветена на изследване на University of California – Irvine на тема „Геофизични ограничения на надеждността на слънчевата и вятърна енергетика в света“.

В изследването са анализирани способностите на ресурсите за слънчево и вятърно производство за удовлетворяване на търсенето на електроенергия в 42 страни в света, чрез промяна на хипотетичния мащаб и комбинация от възобновяеми енергийни източници, както и капацитетите за съхранение на енергия.

Освен всичко друго, като входни данни са използвани статистически данни за почасовото потребление на енергия за 39 години (1980–2018 г.) в тези страни.

Davis, който е съавтор на изследването и професор по наука за земните системи в Калифорнийския университет отбелязва и съответните зависимости. „Но в зависимост от страната може да има доста многодневни периоди през годината, в които някои от нуждите ще трябва да бъдат покривани чрез съхранение на енергия и други неизкопаеми енергийни източници, ако говорим за бъдеще с нулеви емисии“.

Според изследването, енергийни системи без съоръжения за съхранение, при които слънчевите и вятърни мощности за година произвеждат количество електроенергия, съответстващо на потреблението работят по-надеждно при голям дял на вятърната енергетика, което е общо-взето разбираемо (през нощта няма слънце). Оптималният дял на вятърната енергия е средно 65-85% (съответно слънчевата 15-35%), в зависимост от региона. Например в северните страни като Канада и Русия оптималното съотношение е 85% / 15% в полза на вятърната енергия.

Без системи за съхранение на енергия слънчевата и вятърната енергия могат напълно да покрият потреблението 72-91 процента от времето в изследваните страни. С добавянето на 12-часово съхранение на енергия, такава система ще може да задоволи нуждите от електроенергия в 83-94% от времето.

В същото време добавянето на съоръжения за съхранение на енергия позволява увеличаване на дела на слънчевото производство. Например, при наличието на 12-часови системи за съхранение на енергия, оптималният дял на слънчевата енергия средно във всичките 42 страни нараства до 49%.

Освен това авторите разглеждат и вариант за "излишък" от производство на ВЕИ, когато на базата на вятър и слънце се произвежда електричество един и половина пъти повече от електроенергията годишно, отколкото се консумира. В този случай, без акумулатори, слънцето и вятърът са в състояние да покрият 94% от потреблението, а с 12-часови системи за съхранение на енергия 98% от потреблението средно годишно и във всички страни.

Другият извод от проучването сочи, че големите държави, "разположени" в много часови зони, могат да интегрират променливите на възобновяеми източници на енергия много по-лесно от компактните държави. Последните са уязвими към неблагоприятни метеорологични явления, а за страни като Русия факторът на времето е относително незначителен. Авторите са изчислили, че всяко 10-кратно увеличение на площта води до повишаване на надеждността на слънчево-вятърната система без устройства за съхранение със 7,2%.

При всички (краткосрочни) системи за съхранение и дори при добро географско разположение може да има периоди, десетки или дори стотици часове годишно, когато слънчевото и вятърното производство не може да осигури потреблението.

Какво да се правя? Разработвайте възможности за дългосрочно съхранение на енергия, подобрете интеграцията на енергийните системи и, разбира се, използвайте традиционни методи за осигуряване на гъвкавост на системата, като например газови електроцентрали, но „за изгаряне на въглеродно неутрален биогаз“.

„В световен мащаб има определени геофизични ограничения върху способността ни да произвеждаме електричество с нулеви въглеродни емисии“, казва Davis „Всичко се свежда до разликата между трудното и невъзможното. Ще бъде трудно напълно да елиминираме изкопаемите горива от нашия микс за производство на електроенергия, но можем да постигнем тази цел, когато технологиите, икономиката и социално-политическата воля са в съответствие“, заключават авторите.