エネルギー移行：ヨーロッパの電力網の安定性のアンカーとしてのノルウェーの水力

貯蔵をポンピングする代わりに水力発電：ノルウェーがヨーロッパの電力網を安定させる方法

ヨーロッパのエネルギー移行は大きな課題に直面していますが、天然資源はその成功のために重要な役割を果たしている可能性があります。ノルウェーの水力発電です。 Fraunhofer Institute for Energy Management and Energy System Technologyは、この自然エネルギー源がどのようにヨーロッパのパワーグリッドの安定化に大きく貢献し、同時に費用のかかる新しいポンプメモリの必要性を劇的に減少させる方法を調べました。

ノルウェーのヨーロッパにおけるユニークなエネルギーポジション

ノルウェーは、ヨーロッパのエネルギー景観において並外れた地位を占めています。水力発電からの電力の約90％を抱えるスカンジナビアの国は、ヨーロッパ全体でユニークに位置しています。この印象的な数は、深いフィヨルド、急な山、尽きることのない水資源を備えた国のユニークな地理的位置に基づいています。全国に1,600を超える水力発電所が分布しており、385,000平方キロメートルでドイツよりわずかに大きいだけです。

ノルウェーの水力発電生産は、2024年に157.2テラワット時間で過去の記録的な価値を達成しました。この量はドイツの水力発電の生産を8回超えていますが、両国はスペースの点で匹敵します。これらの数字を特に注目に値するのは、ノルウェーがあなた自身のニーズをカバーするだけでなく、輸出のためにかなりの余剰を生み出すという事実です。この国はすでに約14テラワット時間の電力を輸出しているため、ヨーロッパで最大の電力輸出国です。

ノルウェーの水力発電システムは、1,000を超える貯水池に印象的な貯蔵容量を備えており、年間消費電力の最大70％を保管できます。これらの自然な店舗は、世界の他の地域が必死に検索する柔軟性を提供しますが、ノルウェーでは何十年もの間利用可能でした。

ヨーロッパのエネルギー移行の課題

2050年までに気候の中立性の目標を達成するためには、ヨーロッパの風力発電と太陽光発電の拡大率を、今日4〜5回増やす必要があります。ただし、この大きな変化には基本的な課題があります。風と太陽は、必要ではなく、天候に依存する電気を生成します。このボラティリティには、需要と供給の間の変動に迅速に反応できる柔軟なソリューションが必要です。

再生可能エネルギーの予測不可能性は現在、高価な問題につながります。ドイツでは、2017年にはネットワークの過負荷コストが約6億100万ユーロであるためオフにしなければならなかった風力タービンの減少に対する補償があります。この状況は、欧州エネルギーシステムにおける柔軟な記憶と補償メカニズムの緊急の必要性を示しています。

ヨーロッパの風力と太陽エネルギーの設置性能は、2050年までに3倍以上になり、1,800ギガワット以上に成長する可能性があります。ただし、この巨大な能力は、安定した信頼性の高いエネルギーシステムを確保するために、適切な柔軟性メカニズムによって補完する必要があります。

Hydroconnect：エネルギーの未来のための科学的基盤

ノルウェー科学技術大学とトレント大学が関与しているシンテフエネルギー研究は、ノルウェーの水力発電がヨーロッパの気候の中立にどのように貢献できるかを体系的に検討している国際研究プロジェクトのHydroconnectです。研究者は、2030年と2050年の間に15の異なるシナリオを分析し、850を超える水力発電システムと3,600を超える個別の貯水池を備えた包括的なデータベースを使用しました。

結果は印象的です。11ギガワットによるノルウェーの水力発電の拡張と、対応するインターコネクタの拡張は、太陽光発電、電気分解、バッテリーストレージの約70ギガワットの追加容量を減らすことができます。これらの数字は、膨大な体系的な付加価値、柔軟な水力発電植物、およびヨーロッパの隣接システムとの接続を示しています。

このプロジェクトでは、洗練されたモデリングツール、特にエネルギーシステムモデルの範囲シナリオ開発を使用して、さまざまな将来のシナリオを分析しました。技術的な側面だけでなく、温室効果ガスの排出、電力価格、ノルウェーの海域に対する環境への影響も体系的に評価されました。

ポンピングされた記憶：ヨーロッパの過小評価された可能性

多くの場合、注目は新しい技術に焦点を当てていますが、ヨーロッパでは、ポンピングされた貯蔵発電所の形で大きな未使用の可能性があります。ヨーロッパの研究では、EU 15か国のポンピングされた貯蔵発電所とノルウェーとスイスの可能性のある場所で、可能な場所で2,291ギガワット時間の印象的な可能性を特定しました。最大の可能性は、ノルウェー南部の1,242ギガワット時間であり、全体的な可能性の54％です。

この容量は、ヨーロッパの現在のポンプ貯蔵容量の7倍であり、マルタに1年間電力を供給するのに十分です。リチウムイオン電池で同じエネルギー貯蔵容量を達成するには、通常の電気自動車からの9500万バッテリーが必要です。

ポンピングされた貯蔵発電所は現在、経済的に見なされなかった後にカムバックを経験しています。ただし、これはエネルギー移行でますます重要になっているため、急速に変化します。技術はシンプルですが効果的です。余分な電力は、必要に応じてタービンを流れ、電力を生成するため、より高い貯蔵湖に水を送り込みます。

たとえば、オーストリアでは、エネルギーサプライヤーネットワークは、カリントアルプスのポンプ付き貯蔵発電所の近代化に2億ユーロ以上を投資しています。このシステムは現在、1.5ギガワットのタービン出力を持ち、数百の風力タービンの電力余剰を一時的に保存できます。

相互接続：ヨーロッパのパワーブリッジ

ノルウェーの水力発電の使用の鍵は、国家のパワーグリッドをつなぐ強力な潜水艦であるSO -Calcaled Interconectorsにあります。これらの「パワーブリッジ」は、国家ネットワークをより安全にするだけでなく、ヨーロッパの電力も安くします。

最も顕著な例は、2021年4月からドイツとノルウェーを直接接続しているNordLinkです。623キロメートルの潜水艦ケーブルは、最大1,400メガワットを送信でき、したがって360万人以上のドイツ世帯に電力を供給できます。約20億ユーロの投資コストは、ノルウェーとドイツのパートナーの間で同等の部分で共有されています。

機能的原理はエレガントです。ドイツ北海の海岸にフリースがあり、風力タービンが静止した場合、ノルウェーの水力発電植物が介入します。しかし、ドイツが風力発電を生成しすぎるとノルウェーに流れ、水力発電植物が一時的に閉鎖されるようにします。ノルウェーのフィヨルドは「仮想メモリ」として機能します。

ノルウェーはすでにいくつかの相互接続を介してヨーロッパの電源グリッドに接続されています。オランダとノーンドを介して（2008年以降）、デンマークといくつかの接続を介して、そして新しいケーブルを介してイギリスと共に。このネットワーキングにより、他の国の風力と太陽エネルギーの変動を補うために、柔軟なノルウェーの水力発電を最適に使用することができます。

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エネルギー遷移の中核としての柔軟性

水力発電は、再生可能エネルギーの最も柔軟な供給源です。エネルギーを短時間しか節約できないバッテリーストレージとは対照的に、水力発電所は、ミリ秒から季節までの幅広い時間に柔軟性を提供します。このプロパティにより、ネットワークの安定性に不可欠なビルディングブロックになります。

ノルウェーの水力発電は、数分以内にニーズの変動に反応する可能性があります。ヨーロッパで利用可能な風と太陽が少ない場合は、電気を大幅に輸出できます。この能力により、ノルウェーは気候に中立なネットワーク化された欧州エネルギー市場の中央プレーヤーになります。

水力発電の柔軟性は、純粋な発電をはるかに超えています。水力発電プラントは、周波数飼育、電圧飼育、ブラインドパフォーマンスの補償の制御電力など、さまざまなシステムサービスを提供できます。これらのサービスは、特に揮発性再生可能エネルギーの割合が増加するため、安定したネットワーク操作に不可欠です。

経済的および政治的側面

しかし、ノルウェーの水力発電の欧州電力市場への統合の増加も課題をもたらします。ノルウェーの人口は電気価格の上昇を経験していますが、大量の電力が輸出されています。この状況は政治的な緊張につながり、ノルウェー政府の破りにさえ貢献しました。

EU-Critical Center Partyおよび他の当事者は、水力発電所が海外で販売されているため、ノルウェーの世帯はより高い電気価格を支払わなければならないと批判しています。 EUの要件は、これらの準備金に対するノルウェーの管理を制限しています。ノルウェーの財務大臣は、政府の崩壊のためにEUエネルギー政策を非難しさえした。

これらの政治的課題にもかかわらず、統合の経済的利点はかなりのままです。 11ギガワットの水力発電と新しいインターコネクタによる拡張により、システムコストが削減され、電力価格に似ており、低風と太陽エネルギーの価格のピークが減少します。分析は、より多くの風力発電がノルウェーの電力輸出を増加させ、ヨーロッパのシステムを安定させるのに役立つことを示しています。

仮想電力ストレージと分散型ソリューション

大きな水力発電植物に加えて、仮想電力ストレージも重要です。これらのネットワーク数千の小さなストレージユニットは、大規模でインテリジェントなシステムになります。たとえば、ドイツでは、Sonnen Companyはすでに250メガワットの容量で25,000のバッテリーを仮想発電所に接続しています。

これらの分散型ソリューションは、大きな水力発電植物を完全に補完します。ノルウェーは水力発電で長期的な安定性を提供していますが、仮想発電所は地元の変動に迅速に反応し、流通ネットワークを緩和できます。中央ノルウェーの水力発電と分散型ストレージソリューションの組み合わせにより、堅牢で柔軟なエネルギーシステムが作成されます。

環境への影響と持続可能性

ヨーロッパの水力発電は、持続可能なエネルギーシステムの重要な役割を果たしています。低コストで大量の低炭素電気を提供し、気候の中立エネルギーシステムの開発のための社会的支出を制限します。 EU委員会は、ヨーロッパのグリーン取引に対する水力発電の重要性を明示的に確認し、再生可能エネルギーの柔軟で制御可能な源泉として不可欠であることに気付きました。

防水貯水池は、発電を超えた追加の利点を提供します。洪水保護、灌漑、給水、リラクゼーションのために水の利用可能性を確保します。この多機能性により、水力発電は気候変動の時代に特に価値のあるリソースになります。

Hydroconnectプロジェクトは、ノルウェーの貯水池と河川システムへの環境への影響も調査しました。学際的なプロジェクトは、気象、エネルギー分析、環境研究を組み合わせて、気象データ、発電、貯水池の氷の裂け目などの生態学的要因をリンクしています。

ヨーロッパの水力発電：47％の可能性はまだ使用されていません

ヨーロッパの水力発電の視点は有望です。まだ開発されていないヨーロッパの経済的水力発電の可能性は、技術的にアクセス可能な可能性の47％です。特にアルプス、スカンジナビア、ピレネー族では、まだかなりの未使用の可能性があります。

既存の水力発電植物の近代化は、発電を増やすと同時に環境汚染を最小限に抑える最も効率的な機会の1つと考えられています。速度制御された機械レートなどの新しいテクノロジーにより、水力発電植物はさらに柔軟で効率的になります。

ヨーロッパは、革新的な水力発電の概念の主要なものでもあります。 Alpheusなどのプロジェクトは、海水をエネルギー貯蔵庫として使用する円形の沖合ダムを開発します。将来、これらは数千のバッテリーに対応する追加のストレージ容量を作成する可能性があります。

ネットワークのデジタル化と自動化は、特に流通ネットワークレベルで、さらに柔軟性のために分散型の水力発電プラントを提供します。同時に、Hydroconnect Hydropowerベルトなどのインテリジェントフィッシュプロモーションエイズは、水力発電も生態学的要件を満たしていることを保証します。

気候の中立性にとって体系的な重要性

ノルウェーの水力発電所は、将来、ヨーロッパの気候の中立エネルギーシステムの中心的な要素であり続けます。 Hydroconnectプロジェクトの分析は、体系的な付加価値の柔軟な水力発電植物とヨーロッパの隣接システムとの接続を明確に示しています。

新しいポンピングされた貯蔵プラントの拡張により、実際に他のテクノロジーの複数のパフォーマンスの拡張が不要になります。この発見はエネルギー政策の基本です。新しい技術にのみ依存するのではなく、ヨーロッパは既存の自然貯蔵容量とネットワークをインテリジェントに使用する必要があります。

ノルウェーの水力発電、近代化されたポンプメモリ、インテリジェントなインターコネクタの組み合わせは、安定して手頃な価格のエネルギーシステムを作成します。このインフラストラクチャは、ヨーロッパで大成長している風力と太陽の容量を成功させるためのバックボーンを形成します。

ネットワーキングと既存の水力発電能力の近代化へのいくつかのターゲット投資により、ヨーロッパは、供給や手頃な価格の安全を危険にさらすことなく、気候の中立性に向けて重要な一歩を踏み出すことができます。ノルウェーの水力発電は、ヨーロッパがエネルギー移行を成功させるために緊急に必要とする自然の安定性アンカーであることが証明されています。

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