RystadEnergy: Електрическата мрежа на Европа се нуждае от бързи инвестиции, за да бъдат постигнати целите за декарбонизация

Амбициите на Европа за енергиен преход са изправени пред няколко предизвикателства, но основната пречка за интегрирането на нова възобновяема енергия в експлоатация е недостатъчният капацитет на мрежата, посочват от консултантската компания Rystad Energy.

Настоящата базова прогноза на анализаторите от Rystad предвижда, че Европа ще добави до 530 гигавата (GW) слънчева фотоволтаична енергия и наземна и офшорна вятърна енергия между 2022 г. и 2030 г., което е над 66 GW средно на година. При това делът на слънчевата и вятърната енергия, взети заедно като дял от общия инсталиран капацитет, надхвърли 10% през 2010 г. и повече от три пъти през 2021 г., достигайки 34%, според проучване на Rystad Energy.

Забавяне на този ръст не се очаква, тъй като европейските страни планират огромно добавяне на възобновяеми енергийни източници през следващите няколко години. Ако Европа иска да остане лидер в енергийния преход, ще трябва да се развие огромен мрежови капацитет, както за интегриране на нови производствени мощности в енергийните миксове на съответните страни, така и за осъществяване на по-добро свързване на европейските държави, така че електроенергията да може да бъде поемана оптимално.

Зашеметяващото количество нови слънчеви и вятърни мощности, които се очаква да бъдат включени в Европа през следващите години, означава, че взаимосвързаността на мрежите ще бъде тясното място, както за по-ефективното използване на енергийните източници, така и за цялостната  и по-бавна декарбонизация на енергийния сектор с повече изкопаеми горива, който ще трябва да се използва за компенсиране. В исторически план това беше много по-малък проблем, тъй като енергийната система на Европа бе доминирана от четири големи източника – въглища, газ, ядрена енергия и водноелектрическа енергия – всички с различна степен на диспечиране, но никой  от тях не се смята за неравномерен (променлив).

С темповете на развитие на възобновяемата енергия, които значително надвишават скоростта на модернизирането на мрежата и проектите за разширяване в някои части от Европа, политиците и енергийният сектор ще трябва внимателно да проучат дали плановете за развитие на дадена страна за нов производствен капацитет съответстват на нейните планове за развитие, както за вътрешния, така и за граничния преносен капацитет. Сроковете за нови проекти са много дълги и някои държави в Европа вече ограничават възобновяемата енергия, която може да се използва другаде – например Германия ограничи около 10,2 тераватчаса (TWh) вятърна енергия през 2017 г., най-високото ниво, от която и да е европейска държава дата. Средната годишно това е около 5% намаляване на променливата възобновяема енергия, което подчертава, колко  са проблем вече тесните места.

„Все по-свързаната електрическа мрежа на Европа е една от първите в световен мащаб, която поема значителни количества възобновяема и променлива енергия. Преместването на енергия на континента, така че да се сведе до минимум използването на въглеродни емисии, ще бъде възможно само ако мрежата бъде надградена. Това няма да е лесно, бързо или евтино, но ще намали емисиите на парникови газове и ще увеличи енергийната сигурност. Надпреварата започва, за да се види дали надграждането на мрежата ще може да достигне зашеметяващите нива на нови възобновяеми енергийни източници, които ще се появят  през следващото десетилетие“, казва Fabian Rønningen, старши анализатор на енергийните пазари в Rystad Energy.

От Rystad посочват и как съществуващата база капацитет и бъдещият капацитет ще бъдат разпределени неравномерно между европейските държави, като Северно море се очертава като друг европейски енергиен център със стотици GW капацитет, планиран да бъде включен през следващите десетилетия. За една бъдеща енергийна система, в която енергийните източници на Европа се използват оптимално, както политиците, така и индустрията ще трябва да мислят по различен начин за развитието на мрежата в сравнение със статуквото. По-голямата част от новия капацитет, който ще се появи онлайн в Европа през следващите десетилетия, ще бъде слънчева и вятърна енергия, като тези ресурси ще варират значително в различните части на континента. Южните части на Европа имат по-добри слънчеви условия от северните, докато вятърните ресурси са най-високи в северните и източните райони на континента, както и във всички крайбрежни и офшорни зони. Това означава, че бъдещата енергийна система на Европа може да има много по-висока степен на потоци на електроенергия между страните, отколкото виждаме днес, въпреки че Европа вече се счита за добре взаимосвързана.

Испания се очерта като един от европейските лидери, когато става въпрос както за слънчева, така и за вятърна енергия, и в момента има един от най-големите тръбопроводи за възобновяема енергия в Европа. Испания разполага с най-икономическия слънчев потенциал от големите европейски страни, поради голямата си земна маса и високото годишно слънчево излъчване, като същевременно е пионер в европейската вятърна индустрия. В същото време, поради сравнително слабото си свързване с останалата част от континентална Европа, Испания е отличен пример за това как вътрешните тесни места в европейската мрежа могат да пречат на енергийния преход на Европа.

Въпреки че се очаква развитието на мрежата в Испания да нарасне бързо през следващото десетилетие, в момента са планирани само три междусистемни връзки за високо напрежение към Франция, две от които не се очаква да бъдат пуснати в експлоатация преди 2027 г. Това е само един пример за потенциални затруднения, пред които Европа може да се изправи през следващото десетилетие, тъй като стотици GW слънчева и вятърна енергия ще бъдат пуснати в действие, докато развитието на поддържащата мрежова инфраструктура изостава, особено трансграничните междусистемни връзки. Политиците трябва да се уверят дали плановете за развитие на мрежата са в съответствие с амбициозните цели за възобновяема енергия, за да се гарантира, че преносният капацитет не ограничава енергийния преход.

Инсталираният капацитет от възобновяеми енергийни източници в Испания ще нарасне над два пъти през 2030 г. според настоящата базова прогноза на Rystad Energy. Докато инсталираният капацитет от невъзобновяеми енергийни източници ще спадне от 54 GW през 2022 г. на 34 GW до 2030 г., капацитетът от възобновяеми енергийни източници ще нарасне от 64 GW на 151 GW. Слънчевата енергия ще доведе до по-голямата част от ръста на възобновяемите енергийни източници, главно благодарение на развитието  им в централна Испания. Плановете за разширяване на трансформаторния капацитет са настроени, така че да се справят с тези амбициозни цели за растеж на инсталирания капацитет. Испанският оператор на преносна система (TSO), Red Electrica, е начертал подробни планове за подобрения и разширения на своята преносна мрежа. Към края на това десетилетие тези планове биха могли да доведат до увеличаване на капацитета на трансформаторите с повече от 220% в сравнение с нивата от 2022 г. Въпреки че такива надграждания на мрежата са планирани в цяла Испания, по-голямата част от капацитета явно ще бъде добавен в южна и централна Испания, особено в региони като Андалусия и Кастилия и Леон. Това са и регионите, където по-голямата част от планираните слънчеви и вятърни мощности ще бъдат пуснати в експлоатация през следващите няколко години.

Последният път, когато междусистемна връзка за високо напрежение между Испания и Франция влезе в експлоатация беше през 2015 г. През следващите години страните признаха взаимните ползи от по-нататъшното интегриране на своите електрически мрежи, като проектираха три други връзки за постоянен ток с високо напрежение през общата си граница. Един от проектите е 400-километрова връзка, която ще минава между подстанция Cubnezais (близо до Бордо, Франция) и подстанция Gatika (близо до Билбао, Испания), известна като проекта Бискайския залив. Междусистемната връзка основно ще бъде положена под водата в Атлантическия океан, а останалата част ще бъде заровена под земята и ще бъде първата подводна връзка между Испания и Франция. Проектът има общ преносен капацитет от 2 GW и ще повиши общия междусистемен капацитет между двете страни до 5 GW. В момента се очаква проектът да бъде завършен до 2027 г. Освен това страните инвестират в укрепване на съществуващи междусистемни връзки.

Що се отнася до използването на междусистемните връзки Франция-Испания, електроенергията постъпва главно в Испания. Испания е значителен нетен вносител на френско електричество всяка година от 2016 г. насам, с 12,4 TWh нетен годишен внос при пика си през 2017 г. Тази година ще покаже значителна промяна, като Испания е нетен износител за Франция всеки месец през 2022 г., с изключение на февруари, сред голям дефицит във френското ядрено производство. От 2016 г. до 2022 г. Испания беше голям нетен вносител на евтина френска ядрена енергия, докато през 2022 г. страната имаше гъвкавостта и постигна увеличение на производството на електроенергия основно от газ, за да подкрепи френските потребители на фона на енергийната криза. Това допълнително подчертава ползите от увеличената взаимосвързаност за двете страни. Освен това Испания в момента е един от най-големите производители на възобновяема енергия в Европа и има впечатляващ брой от проекти за възобновяема енергия, като значителна част от електроенергията, изнесена за Франция досега през 2022 г., е слънчева и вятърна.

За разлика от Испания, Франция не е планирала да увеличи в същата степен дела на възобновяемите енергийни източници в енергийния си микс. Ситуацията с ядрената енергия във Франция се очаква да се подобри през 2023 г., което ще бъде пък от полза и за Испания. С повече междусистемни връзки между Франция и Испания, двете могат да разчитат една на друга в периоди, когато производството им на електроенергия е ниско. Като се има предвид изобилието от енергия от възобновяеми източници, която ще се произвежда в Испания, Франция ще може да внася чиста, възобновяема енергия, когато слънцето грее и духа вятър. От друга страна, Испания ще може да внася стабилна енергия от ядрените реактори на Франция, за да попълни прекъсванията, когато времето е по-неблагоприятно. С други думи, разширяването на високоволтовите връзки между двете електрически мрежи ще бъде от полза както за двете страни, така и за по-широкия европейски регион.

Това повдига въпроса: достатъчен ли е капацитетът на междусистемните връзки, който се развива в Испания и Франция в сравнение с темпото на инсталациите за възобновяеми източници? Сроковете на проектите за междусистемни връзки са много дълги, както се вижда от проекта за Бискайския залив, който се очаква да отнеме 10 години началото на първоначалните консултации, започнали през 2017 г., до очаквания пуск през 2027 г. Като илюстрация, 5 GW преносен капацитет ще да може да размества приблизително 40 TWh на година, ако се използва при много високи коефициенти на използване – значително количество, но сравнително малко в сравнение с общото търсене на енергия в двете страни.

Търсенето на електроенергия и в двете страни се очаква да нарасне бързо след 2025 г., тъй като електрифицирането на техните икономики продължава. Освен това примерът Испания-Франция е само един от многото. Много от същите въпроси ще възникнат и в други части на Европа, особено след като Северно море се очертава като друг европейски енергиен център със стотици гигавати мощности, планирани да бъдат включени през следващите десетилетия. Следователно, както политиците, така и енергийният сектор трябва внимателно да проучат дали плановете за развитие на дадена страна за нов производствен капацитет съвпадат с нейните планове за развитие, както за вътрешен, така и за трансграничен преносен капацитет. Сроковете за нови проекти са много дълги и Европа просто не може да си позволи тесни места в мрежата, които да спрат нейните планове за енергиен преход.