В зимние месяцы бывают моменты, когда ни солнце не светит, ни ветер не дует. На жаргоне немецких электриков такие экстремальные погодные условия называются «холодное темное затишье». Хотя периоды такого затишья встречаются довольно редко, тем не менее, по мере перехода на новые виды энергии они приобретают все большее значение, так как в это время необходимы гибко действующие резервные электростанции для обеспечения электроснабжения и предотвращения перебоев в подаче электроэнергии.
В недавнем исследовании, проведенном компанией «Aurora Energy Research», было установлено, что в Германии в 2050 году потребуется до 10 гигаватт резервных электростанций для преодоления периодов «холодного темного затишья». Этот расчет аналитики сделали на основе текущих целевых показателей правительства Германии по возобновляемым источникам энергии. Если траектория расширения использования возобновляемых источников энергии изменится в сторону повышения, и рост мощности солнечных и ветряных электростанций ускорится, то таких резервных электростанций понадобится еще больше.
«Эти резервные электростанции используются только тогда, когда спрос на электроэнергию очень высок, и в то же время выработка электроэнергии, скажем, на солнечных или ветряных электростанциях низка», — говорит Корнелия Стыч, эксперт по энергетике из компании Aurora и автор исследования. «Однако такие периоды «холодного темного затишья» настолько редки, что резервные электростанции работают только несколько часов в году». Поэтому для поддержки этих мощностей необходимы надлежащая рыночная структура и надежная нормативно-правовая база с экономическими стимулами для операторов.
На переходном этапе также может быть полезно сделать спрос на электроэнергию более гибким. По данным Aurora, гибким можно сделать почти 20 процентов спроса на электроэнергию. Например, процессы зарядки электромобилей или работа тепловых насосов и электролизных установок могут быть адаптированы к колебаниям в подачи электроэнергии в сеть. Энергоемкие процессы также можно отложить или приостановить в кратчайшие сроки. «Если мы полностью сможем использовать гибкие возможности потребления — от электрических автомобилей до тепловых насосов и спроса на промышленную электроэнергию — то нам нужно всего 5 гигаватт резервных электростанций», — говорит Стыч. «И наоборот, если мы будем полагаться только на генерацию, нам нужно будет держать под рукой 10 гигаватт, чтобы обеспечить энергоснабжение в экстремальных погодных условиях.»
Для своего исследования аналитики сравнили спрос на мощность гибко действующих электростанций в разные годы со средними погодными и экстремальными погодными условиями. Они обнаружили, что в течение большинства лет десять гигаватт резервной мощности вообще не использовались. В среднем за все годы они отработали менее десяти часов в год. «Чтобы покрыть расходы в такое короткое время эксплуатации, необходимы цены на электроэнергию в размере 10 000 евро и более за мегаватт-час», — говорит Лукас Бунзен, начальник отдела исследований по Центральной Европе в компании Aurora.
Эти цены кажутся нереальными. Но недавно зимний шторм в американском штате Техас вызвал стремительный рост спроса на электроэнергию, в то же время поставки газа для электростанций частично прекратились. Это привело к многодневным перебоям в электроснабжении, а в некоторых случаях и к астрономическим расходам на электроэнергию для потребителей, а также к банкротствам некоторых местных энергоснабжающих предприятий, не застраховавшихся от колебаний цен. «Как показали события в Техасе, такие цены действительно существуют во времена дефицита. Однако вероятность их возникновения практически невозможно рассчитать, тем более что даже небольшие изменения в нормативно-правовой базе или структуре рынка могут оказать существенное влияние на ценообразование. Это создает значительный инвестиционный риск для операторов генерирующих установок», — продолжает Бунзен.
Поэтому, по его словам, важно стратегическое руководство, чтобы операторы гибко действующих мощностей были уверены в том, что их установки будут работать согласно плану в течение всего срока службы, а также в том, что будут достигнуты соответствующие надбавки к цене за выработанную электроэнергию, связанные с дефицитом. «Это означает, что политики должны четко придерживаться структуры рынка — будь то рынок чистой энергии или рынок мощностей — и с этой целью, среди прочего, также прояснить вопрос о том, будет ли и каким образом резерв мощностей, введенный в 2014 году, сохраняться в ближайшие десятилетия», — говорит Бунзен.
Источник: https://www.pv-magazine.de/2021/03/17/aurora-deutschland-braucht-fuer-kalte-dunkelflauten-bis-zu-10-gigawatt-flexible-kraftwerksleistung-bis-2050/
Перевод выполнен с разрешения редакции журнала pv-magazine.
