Главная / Аналитика / Альтернативная энергетика / Общие вопросы развития альтернативной энергетики

Утром 8 мая электроэнергию из сетей в Германии предлагали «даром»

Интересная подборка информации с ресурса geektimes.ru. В Германии, утром 8 мая, доля возобновляемых источников в общем объеме выработки электроэнергии составила около 87%. Энергии из возобновляемых источников было получено столько, что цены упали ниже нуля. На несколько часов цены ушли в минус, что означает выплаты потребителям энергии.

Утром 8 мая электроэнергию из сетей в Германии предлагали «даром»


8 мая, в воскресенье, Германия побила новый рекорд в генерации энергии из возобновляемых источников. Благодаря солнечной и одновременно ветреной погоде совокупное производство энергии солнечными, ветро, гидро и биоэнергостанциями составило около 55 ГВт. Всего же в стране в этот день было потреблено 63 ГВт энергии. Таким образом, доля возобновляемых источников составила около 87%. На несколько часов цены ушли в минус, что означает выплаты потребителям энергии.

В последнее время такая ситуация уже не является чем-то уникальным. По всей Европе подобные всплески производства энергии случаются все чаще. Если с 2010 по 2014 года цены уходили в минус всего несколько раз, то в прошлом году это случалось десятки раз. Проблема в том, что цены на рынке энергии в Европе формируются по типу аукциона. Производители запрашивают свою цену, а покупатели, что логично, предлагают собственные варианты. И если энергии слишком много, оптовые поставщики энергии начинают демпинговать, причем цены иногда уходят в минус, как это и случилось сейчас.

При этом производители «зеленой» энергии оказываются в плюсе даже при минусовых ценах — здесь следует учитывать субсидии на производство чистой энергии. Проблема еще в том, что, зачастую, излишки энергии девать просто некуда — «экспортные» линии могут оказаться слишком «узкими», а отправлять энергию куда-то нужно. Поэтому производители энергии рады избавиться от излишков даже с учетом доплаты.

р1 герм
Изображение: AGORA ENERGIEWENDE

Интересно, что в прошлом году доля возобновляемой энергии в Германии составила около 33%. В этом году, с введением новых ветроэлектростанций, доля «альтернативщиков» на энергетическом рынке увеличилась. К 2050 году Германия планирует довести долю энергии из возобновляемых источников до 100%. А той же Дании ветроэнергостанции поставляют в некоторых случаях уже больше энергии, чем потребляет вся страна. Поэтому излишки экспортируются в ту же Германию, Норвегию и Швецию. Коста-Рика также получает 99% энергии из возобновляемых источников.

Случившееся в воскресенье — это не только повод для радости. Есть и отрицательные моменты. К примеру, современная энергетическая инфраструктура многих стран слишком инертна, чтобы адекватно реагировать на скачки и падения в генерации энергии. И если газовые энергостанции можно быстро «потушить», то с АЭС и угольными энергостанциями так не поступишь.

Эта проблема более серьезна, чем кажется, поскольку быстро энергосистему страны не изменишь. Возможно, в будущем начнут развиваться аккумулирующие «подстанции», которые смогут сглаживать такие моменты, но пока эта сфера не слишком развита.

Потребляемый газ в Германии используется в основном НЕ для выработки электроэнергии, а для других целей: отопление, промышленность (как энергоноситель сжигаемый напрямую ради тепловой энергии и как сырье для химической промышленности), бытовые нужды, транспорт. На 2014 год газом производилось 10% электроэнергии Германии, и на это ушло всего 12 % всего газа. 41% — промышленность, 29% — домохозяйства, 14% — торговля, различные службы, 2% — подогрев воды и 0,3% — транспорт.

Доля газа в выработке электроэнергии за предыдущий месяц например всего около 5% — используется только как резервный и маневровый источник, когда нужно быстро закрыть провал генерации другими станциями (в случае крупной аварии или нестабильной выработки ВИЭ при быстро меняющейся погоде).

Ну 87% это естественно пик, о чем уже сказали. Средний за несколько месяцев показатель доли возобновляемой энергии чуть меньше 40% сейчас(37% по итогам апреля), к лету наверно чуть за 40% выйдет по мере роста генерации солнечной энергии.

Чем больше растет доля ВИЭ в балансе, тем меньше становится выработка на газовых станциях и потребление газа на них. Возможно когда эта доля перевалит за 50-70%, то придется снова немного нарастить, а может и другими мерами обойдутся.

Пока им удается решать в основном за счет распределенной сети (в одной части страны ветер и ветряки избыток энергию дают, а в другой в это время штиль — перебрасываем энергию в эту сторону, потом в другой солнце шпарит, а в соседней земле тучками небо затянуло и выработка солнечных резко упала — перекидываем на это направление из солнечных районов) и экспорта-импорта энергии в соседний страны. Пока на данном этапе развивать сети подобным образом выходит дешевле/выгоднее чем строить аккумулирующие или маневровые мощности.

Предполагаемых пиков в 300%-500%-1000% не будет. Набранная статистика по большим (масштаба страны) и комбинированным (хотя бы 2 разных источника: ветер+солнце например или еще лучше солнце+гидро) системам ВИЭ показывает что самые сильные максимумы в районе 2-2.5 кратной выработки относительно среднего уровня случаются. Для текущей доли ВИЭ приближающейся к 40% это дает иногда короткие всплески до 80-100% (как раз как описанный в новости случай — поставлен рекорд по выработке ВИЭ составивший 87% от уровня потребления, при средней их доле в 38%). То при 100% доле ВИЭ самые пики (несколько раз в год и обычно не больше нескольких часов за раз) будут на уровне 200-250%.
Правда при этом уровни в районе 150% потребления будут случаться уже довольно часто и при этом на более длительные промежутки времени. И будет очень интересно, что они будут с ней делать, особенно когда и в соседних странах сильно нарастят долю ВИЭ и много энергии на экспорт будет нереально отправить, т.к. у соседей в это время тоже скорее всего будет пик выработки.

В качестве подготовки к подобному положению пока прорабатывают 2 основных направления: 1 — аккумуляция (например Германия строит мощные HVDC линии в Норвегию, где излишки энергии можно запасать на гидроэлектростанциях, благо природные условия там для этого отличные в отличии от Германии). 2 — циклические энергоемкие производства, в которых главная статья расходов — электроэнергия. Типа производства водорода из воды или синтетического жидкого топлива из воды и углекислого газа.

За Германией интересно следить, т.к. среди крупных экономически и промышленно развитых стран они идут впереди всех по доле ВИЭ (и при этом удобных гидростанций в этой доле мало, что серьезно усложняет задачу) и первыми будут собирать все шишки и обкатывая на практике теоретические модели и стратегии.

Если отдельно за солнце и ветер говорить, то даже сильнее чем в 2-2,5 раза провалы случаются кратковременные. Но кроме этих 2х источников полностью зависящих от переменчивой погоды, на которые человек повлиять не может у них в балансе ВИЭ есть еще приличная доля биотоплива(в данном случае речь не о жидком заливаемом в машины типа спирта или биодизеля, а о биогазе и твердой биомассе сжигаемой для производства электроэнергии) и ГЭС, которые вполне подконтрольны человеку и неплохо управляются по запросу. Сейчас у них такой микс по ВИЭ:
11,5% ГЭС, 25% биотопливо, 49% ветер, 14,5% солнце.
Это усредненные уровни по выработке за несколько месяцев.

При падении выработки солнцем+ветром скажем в 5 раз (причем от среднего, а не от максимумов), ГЭС и биотопливо вполне можно на этот период "разогнать" раза в 2 от усредненного уровня (т.к. в отличии от погоды они управляются и имеют собственные запасы топлива/воды независящие от погоды). И получим (11.5+25)*2+(49+14.5)/5 = 85.7 % выработки в момент сильного провала. За счет аккумуляции и/или импорта энергии нужно будет покрыть только 15% мощности.
Правда вряд ли такая структура сохранится, доля ветра и особенно солнца будет расти быстрее, так что сглаживать будет сложнее.

Ну и еще подход помимо аккумуляции и экспорта/импорта который сейчас активно изучают это синтез всякого энергоемкого — в случае если он получит распространение, то он помогает не только с максимумами выработки бороться, но и с провалами тоже. Просто будет создаваться энергосистема в расчете со средней выработкой не на 100% среднего потребления, а больше до 130-150%. Все "лишнее", будет идти на производство водорода/метана/жидкого топлива. Причем не с целью его потом перерабатывать обратно в электричество (неэффективно, хотя и возможно), а использовать напрямую: заправлять водородные авто водородом, жидким топливом обычные ДВС, метан закачивать в газопроводы и использовать в промышленности, котельных и запасать в хранилищах на зиму, как сейчас делают с импортным метаном. А по мере снижения выработки их отключать/снижать производство.

В принципе в эту строну они уже сейчас идут. Германия последние годы уже производит электроэнергии в среднем больше чем ее потребляет. Пока все излишки уходят на экспорт (они нетто-экспортер энергии). Но когда(если) соседние страны тоже доведут долю ВИЭ до высокого уровня, нужно будет обеспечить полезное применение избытков энергии преимущественно внутри страны.

 

Обсуждение

 

Написать комментарий

 
SEDMAX

Опрос

Законодательное обеспечение повышения энергоэффективности





 

Все опросы Все опросы →

Опрос

Использование современных инструментов для организации энергосбережения





 

Все опросы Все опросы →