Може ли водата да реши предизвикателството при съхранение на ВЕИ енергия?

Сезонните помпени водноелектрически централи биха могли да осигурят достъпен начин за съхраняване на възобновяема енергия в дългосрочен план, запълвайки така необходимата пропаст в подкрепа на прехода към възобновяема енергия. Това е записано в ново проучване на международната изследователска организация Международният институт за приложен системен анализ IIASA.

Сезонното използване на ПАВЕЦ, вече е утвърдена, но все още рядко използвана технология, и може да бъде достъпно и устойчиво решение за съхраняване на енергия и вода в годишен мащаб, сочи проучването на института, публикувано в списанието Nature Communications.

В сравнение с други решения за съхранение на енергия, като природен газ, проучването показва, че ПАВЕЦ има значителен потенциал да осигури високо конкурентни разходи при съхранение на енергия.

„Енергийните сектори на повечето страни вече започнаха прехода към възобновяеми енергийни източници, като разчитат особено вятърна и слънчева енергия“, заяви авторът на изследването Джулиан Хънт. Тези източници са периодични и имат сезонни изменения, така че се нуждаят от алтернативи при съхранението, за да гарантират, че търсенето може да бъде удовлетворено по всяко време“.

В момента се предприемат краткосрочни решения за съхранение на енергия с батерии за решаване на проблеми с прекъсванията. Въпреки това, алтернативата за дългосрочно съхранение на енергия, която обикновено се счита за разрешаване на сезонните промени в производството на електроенергия, е водородът, който все още не е икономически конкурентен.

Сезонно ПАВЕЦ означава изпомпване на вода в дълбок язоври или резервоар, изграден успоредно на голяма река, по време на висок воден приток или ниско потребление на енергия. Когато водата е намаляла или потреблението на енергия се увеличава, съхранената вода се освобождава от резервоара за генериране на електричество.

Новото проучване е първото, което предостави глобален анализ с прецизни данни за потенциала и разходите при ПАВЕЦ технологията. В своя анализ изследователите са оценили теоретичния глобален потенциал за съхраняване на енергия и вода сезонно с ПАВЕЦ, като са се съсредоточили върху местата с най-висок потенциал и най-ниски разходи. Те също така са анализирали различни сценарии, при които съхранението на енергия и вода с ПАВЕЦ би могло да бъде приложима алтернатива.

Проучването включва данни за топографски карти, речна мрежа и хидрология, оценка на инфраструктурните разходи и оптимизиране на проектиранет, за да се идентифицират технически осъществимите места и потенциалните площадки за подобни обекти.

Новото проучване показва, че разходите за съхранение на вода с модерни ПАВЕЦ инсталации варират от 0,007 до 0,2 $/m3. Разходите за дългосрочно съхранение на енергия варират от 1,8 до 50 US $ / MWh, а краткосрочните разходи за съхранение на енергия варират от 370 до 600 US $ / KW инсталиран капацитет за производство на енергия, като се имат предвид разходите за язовири, тунели, турбини, генератори, изкопи и подготовка на земята. Така погледнато прогнозният потенциал за съхранение на енергия под 50 $ / MWh е 17,3 PWh (петаватчаса), което е приблизително 79% от световното потребление на електроенергия през 2017 г.

Изследователите откриха, че има значителен потенциал за SPHS по целия свят, по-специално в долната част на Хималаите, Андите, Алпите, Скалистите планини, северната част на Близкия изток, Етиопските планини, Бразилските планини, Централна Америка, Източна Азия, Папуа Нова Гвинея, Саянската, Яблоновият и Станов хребет в Русия, както и редица други места с по-малък потенциал.

„Притесненията относно периодичността и сезонността на вятъра и слънчевата енергия, заради които може да има прекъсвания, могат да бъдат валидни, но също така понякога са преувеличени “, казва изследователят на IIASA Edward Byers, съавтор на изследването.

„Това проучване показва, че има изключително висок потенциал ПАВЕЦ да се използва в голяма част от света, като предоставя лесно достъпно и устойчиво решение за подпомагане на прехода към устойчиви енергийни системи и преодоляване на реалните очевидни бариери пред високите дялове на ВЕИ."

Проучването също така разглежда някои от потенциалните опасения за околната среда, свързани с водноелектрическата енергия. Тъй като резервоарите за тези ВЕЦ са дълбоки и изградени успоредно, а не по течението на реката, въздействието върху околната среда и използването на земята също може да бъде от 10 до 50 пъти по-малко, спрямо традиционните ВЕЦ.

Според Хънт „с необходимостта от преход към по-устойчив свят с по-ниски емисии на CO2, възобновяемите енергийни източници и съхранението на енергия ще играят ключова роля в близкото бъдеще. Предвид огромния неизползван и евтин потенциал на ПАВЕЦ, този вид централи скоро ще играят важна роля за съхраняване на енергия и вода на годишна база."