Przejście energii: norweska energia wodna jako kotwica stabilności europejskiej sieci energetycznej

Wodoodporność zamiast przechowywania: Jak Norwegia może ustabilizować europejską sieć energetyczną

Przejście energii w Europie stoi przed poważnymi wyzwaniami, ale zasoby naturalne może odgrywać kluczową rolę w jego sukcesie: norweska wodna wodna. Fraunhofer Institute for Energy Management and Energy System Technology zbadał projekt kompozytowy Hydroconnect, w jaki sposób to naturalne źródło energii może znacząco przyczynić się do stabilizacji europejskich sieci energetycznych, a jednocześnie drastycznie zmniejsza potrzebę kosztownej nowej pamięci.

Unikalna pozycja energii w Norwegii w Europie

Norwegia zajmuje niezwykłą pozycję w europejskim krajobrazie energetycznym. Z około 90 procent energii elektrycznej z energii wodnej, kraj skandynawski jest wyjątkowo ustawiony w całej Europie. Ta imponująca liczba opiera się na unikalnej geograficznej lokalizacji kraju z głębokimi fiordami, stromymi górami i niewyczerpanymi zasobami wodnymi. W całym kraju rozłożone jest ponad 1600 roślin wodnych, które na 385 000 kilometrów kwadratowych jest tylko nieznacznie większe niż Niemcy.

Norweska produkcja energii wodnej osiągnęła historyczną wartość rekordu w 2024 r. Z 157,2 godzinami. Kwota ta przekracza produkcję niemieckiej energii wodnej o osiem razy, chociaż oba kraje są porównywalne pod względem przestrzeni. To, co sprawia, że ​​te liczby są szczególnie godne uwagi, jest fakt, że Norwegia nie tylko obejmuje twoje własne potrzeby, ale także wytwarza znaczne nadwyżki eksportu. Kraj ten eksportuje już około 14 terwakcyjnych godzin energii elektrycznej i dlatego jest największym eksporterem energii elektrycznej w Europie.

Norweskie systemy energii wodnej mają imponującą pojemność w ponad 1000 zbiorników wodnych, które mogą przechowywać do 70 procent rocznego zużycia energii. Te naturalne sklepy oferują elastyczność, którą reszta świata desperacko przeszukuje, podczas gdy jest dostępny w Norwegii od dziesięcioleci.

Wyzwania europejskiego przejścia energetycznego

Aby osiągnąć cel neutralności klimatu do 2050 r., Wskaźniki ekspansji energii wiatrowej i fotowoltaiki w Europie muszą zostać zwiększone o cztery do pięciu razy. Jednak ta ogromna zmiana ma fundamentalne wyzwania. Wiatr i słońce wytwarzają energię elektryczną w zależności od pogody, a nie w razie potrzeby. Ta zmienność wymaga elastycznych roztworów, które mogą szybko reagować na fluktuacje między podażem a popytem.

Nieprzewidywalność energii odnawialnych prowadzi obecnie do kosztownych problemów. W Niemczech odszkodowanie za spadające turbiny wiatrowe, które musiały zostać wyłączone z powodu przeciążenia sieci, kosztowało około 610 milionów euro w 2017 r. Sytuacja ilustruje pilną potrzebę elastycznej pamięci i mechanizmów kompensacyjnych w europejskim systemie energetycznym.

Zainstalowana wydajność energii wiatrowej i słonecznej w Europie mogłaby ponad trzykrotnie do 2050 r. I wzrosnąć do ponad 1800 gigawatów. Jednak ta ogromna pojemność musi być uzupełniona odpowiednimi mechanizmami elastyczności, aby zapewnić stabilny i niezawodny system energetyczny.

Hydroconnect: Scientific Fundations for the Energy Future

Międzynarodowy projekt badawczy Hydroconnect, w którym Sintef Energy Research, które zaangażowane są norweskie Uniwersytet Nauki i Technologii oraz University of Trento, systematycznie badał, w jaki sposób norweska energia wodna może przyczynić się do europejskiej neutralności klimatu. Naukowcy przeanalizowali 15 różnych scenariuszy w latach 2030 i 2050, przy użyciu kompleksowej bazy danych z ponad 850 systemami energii wodnej i ponad 3600 indywidualnymi zbiornikami.

Wyniki są imponujące: rozszerzenie norweskiej energii wodnej o jedenaście gigawatów i odpowiadające rozszerzenie międzyokonnerek można zmniejszyć o około 70 gigawatów dodatkowej pojemności fotowoltaiki, elektrolizy i magazynowania akumulatora. Liczby te pokazują ogromną systemową wartość dodaną, elastyczne rośliny energii wodnej i ich połączenie z europejskimi sąsiednimi systemami.

W projekcie wykorzystano wyrafinowane narzędzia do modelowania, w szczególności opracowanie scenariuszy zakresu modelu systemu energetycznego do analizy różnych przyszłych scenariuszy. Uwzględniono nie tylko aspekty techniczne, ale także systematycznie oceniono aspekty techniczne, ale także emisje gazów cieplarnianych, ceny energii elektrycznej i wpływ na środowisko na wody norweskie.

Pompowana pamięć: niedoceniany potencjał Europy

Podczas gdy uwaga często koncentruje się na nowych technologiach, w Europie istnieje ogromny nieużywany potencjał w postaci pompowanych elektrowni magazynowych. Europejskie badanie zidentyfikowało imponujący potencjał 2291 godzin gigawatów w możliwych lokalizacjach dla pompowanych elektrowni magazynowej w 15 krajach UE, a także w Norwegii i Szwajcarii. Największym potencjałem to 1242 godziny gigawatów na południu Norwegii, co stanowi 54 procent ogólnego potencjału.

Pojemność ta jest siedem razy wyższa niż obecna pojemność pompy w Europie i byłaby wystarczająca do dostarczenia Malty energii elektrycznej przez cały rok. Aby osiągnąć tę samą pojemność magazynowania energii za pomocą akumulatorów litowo-jonowych, wymagane byłoby 95 milionów akumulatorów zwykłych samochodów elektrycznych.

Pompowane elektrownie magazynowe są obecnie powracające po tym, jak nie zostały rozważane ekonomicznie. Jednak zmienia się to szybko, ponieważ stają się coraz ważniejsze w przejściu energii. Technologia jest prosta, ale skuteczna: nadmiar energii elektrycznej pompuje wodę do jezior o wyższych magazynach, jeśli to konieczne, przepływa z powrotem przez turbiny i wytwarza energię elektryczną.

Na przykład w Austrii sieć dostawców energii inwestuje ponad 200 milionów euro w modernizację zasilania pompowanymi w Alpach Karyntowych. Systemy mają teraz moc turbiny 1,5 gigawatów i mogą tymczasowo przechowywać nadwyżki energii elektrycznej kilkuset turbin wiatrowych.

Interconnectors: The Power Bridges of Europe

Kluczem do użycia norweskiej energii wodnej jest wzajemne połączenia SO - potężne okręty podwodne, które łączą krajowe sieci energetyczne. Te „mosty energetyczne” sprawiają, że sieci krajowe są bezpieczniejsze, ale także tańsze w energii elektrycznej w Europie.

Najważniejszym przykładem jest NordLink, który połączył Niemcy i Norwegię bezpośrednio od kwietnia 2021 r. Kabel okrętów podwodnych 623 -Kilometru może przekazywać do 1400 megawatów, a tym samym dostarczyć ponad 3,6 miliona niemieckich gospodarstw domowych z energią elektryczną. Koszty inwestycyjne wynoszące około dwóch miliardów euro są dzielone w równych częściach między partnerami norweskimi i niemiecką.

Zasada funkcjonalna jest elegancka: gdy na niemieckim wybrzeżu Morza Północnego i turbiny wiatrowej stoją nieruchomo, norweskie rośliny wodne wchodzą. Jednak jeśli Niemcy wytwarzają zbyt dużą moc wiatru, przepływa do Norwegii, tak aby rośliny wodne można tymczasowo zamknąć. Norweskie fiordy działają jako „pamięć wirtualna”.

Norwegia została już połączona z europejską siecią energetyczną za pośrednictwem kilku połączeń: z Holandią przez Norned (od 2008 r.), Z Danią za pośrednictwem kilku połączeń i z Wielką Brytanią za pośrednictwem nowego kabla. Ta sieć umożliwia optymalne wykorzystanie elastycznej norweskiej energii wodnej w celu zrekompensowania wahań energii wiatrowej i słonecznej w innych krajach.

Nowatorskie rozwiązanie fotowoltaiczne w celu zmniejszenia kosztów i oszczędności: xpert.digital

Więcej na ten temat tutaj:

• Rozwiązanie PV w celu zmniejszenia wysiłków i wydatków

Elastyczność jako rdzeń przejścia energii

Wodoodporność jest najbardziej elastycznym źródłem energii odnawialnej. W przeciwieństwie do magazynowania akumulatora, który może oszczędzać energię tylko przez krótki czas, rośliny energii wodnej oferują elastyczność w szerokim czasie od milisekund do całych sezonów. Ta właściwość sprawia, że ​​jest to niezbędny element składowy dla stabilności sieci.

Norweska energia wodna może reagować na fluktuacje potrzeb w ciągu kilku minut. Może w dużej mierze eksportować energię elektryczną, jeśli w Europie jest dostępny niewiele wiatru i słońca, i odwrotnie, gdy jest nadposterowanie. Ta umiejętność sprawia, że ​​Norwegia jest centralnym graczem w klimacie neutralnym, sieciowym europejskim rynkiem energii.

Elastyczność energii wodnej wykracza daleko poza czystą wytwarzanie energii. Rośliny wodne mogą świadczyć różne usługi systemowe, w tym siłę kontrolną dla hodowli częstotliwości, hodowli napięcia i rekompensaty za ślepą wydajność. Usługi te są niezbędne do stabilnego działania sieciowego, szczególnie wraz ze wzrostem części niestabilnych energii odnawialnej.

Wymiary gospodarcze i polityczne

Jednak rosnąca integracja norweskiej energii wodnej z europejskim rynkami energii elektrycznej również stanowi wyzwania. Populacja norweska doświadcza rosnących cen energii elektrycznej, podczas gdy duże ilości energii elektrycznej są eksportowane. Ta sytuacja doprowadziła do napięć politycznych, a nawet przyczyniła się do zerwania rządu norweskiego.

Partia centrum krytycznego i inne partie krytykują, że norweskie gospodarstwa domowe muszą płacić wyższe ceny energii elektrycznej, ponieważ rezerwy energii wodnej są sprzedawane za granicą. Wymagania UE ograniczają kontrolę Norwegii nad tymi rezerwami. Norweski minister finansów obwinił nawet politykę energetyczną UE za upadek rządu.

Pomimo tych wyzwań politycznych korzyści ekonomiczne integracji pozostają znaczne. Ekspansja o jedenastu gigawatów energii wodnej i nowych połączeń zmniejsza koszty systemu, przypomina ceny energii elektrycznej i tłumią szczyty ceny w niskiej energii wiatru i energii słonecznej. Analizy pokazują, że większa energia wiatrowa zwiększa eksport norweskiego energii elektrycznej i pomaga ustabilizować system europejski.

Wirtualne magazynowanie energii i zdecentralizowane rozwiązania

Oprócz dużych roślin wodnych, wirtualne magazynowanie energii również przynosi znaczenie. Sieci tysiące małych jednostek pamięci masowej w duży, inteligentny system. Na przykład w Niemczech Sonnen Company podłączyła już 25 000 akumulatorów do wirtualnej elektrowni o pojemności 250 megawatów.

Te zdecentralizowane roztwory doskonale uzupełniają duże rośliny wodne. Podczas gdy Norwegia oferuje długoterminową stabilność z energią wodną, ​​wirtualne elektrownie mogą szybko reagować na lokalne fluktuacje i złagodzić sieć dystrybucji. Połączenie środkowej norweskiej energii wodnej i zdecentralizowanych roztworów magazynowych tworzy solidny i elastyczny system energetyczny.

Skutki środowiskowe i zrównoważony rozwój

Wodoodusznik w Europie odgrywa kluczową rolę w zrównoważonym systemie energetycznym. Zapewnia duże ilości niskokęglowej energii elektrycznej przy niskich kosztach i ogranicza wydatki społeczne na opracowanie neutralnego systemu energii klimatu. Komisja UE wyraźnie potwierdziła znaczenie energii wodnej dla europejskiej zielonej umowy i zdała sobie sprawę, że jest ona niezbędna jako elastyczne, kontrolowane źródło energii odnawialnej.

Wodoodporne zbiorniki oferują dodatkowe zalety wykraczające poza wytwarzanie energii elektrycznej: zapewniają dostępność wody do ochrony powodziowej, nawadniania, zaopatrzenia w wodę i relaksacji. Ta wielofunkcyjność sprawia, że ​​energia wodna jest szczególnie cennym zasobem w czasach zmian klimatu.

Projekt Hydroconnect zbadał również wpływ na środowisko na norweskie zbiorniki i systemy rzeczne. Projekt interdyscyplinarny łączy meteorologię, analizę energii i badania środowiskowe w celu połączenia danych pogodowych, wytwarzania energii elektrycznej i czynników ekologicznych, takich jak tworzenie łez lodowych w zbiornikach.

Europejska energia wodna: 47 -procentowy potencjał wciąż nieużywany

Perspektywy europejskiej energii wodnej są obiecujące. Ekonomiczny potencjał energii wodnej w Europie, który jeszcze nie został opracowany, stanowi 47 procent potencjalnie technicznie dostępnego potencjału. Zwłaszcza w Alpach, Skandynawii i Pireneesach nadal istnieją znaczne niewykorzystane możliwości.

Modernizacja istniejących roślin energii wodnej jest uważana za jedną z najbardziej wydajnych możliwości zwiększenia produkcji energii elektrycznej, a jednocześnie minimalizowanie zanieczyszczenia środowiska. Nowe technologie, takie jak prędkości maszynowe z prędkością, sprawiają, że rośliny wodne są jeszcze bardziej elastyczne i wydajne.

Europa jest również wiodącym innowacyjnymi koncepcjami energii wodnej. Projekty takie jak Alpheus rozwijają okrągłe zapory morskie, które wykorzystują wodę morską jako sklepy energetyczne. W przyszłości mogą one stworzyć dodatkowe możliwości magazynowania, które odpowiadają tysiącom baterii.

Digitalizacja i automatyzacja sieci zapewni zdecentralizowane rośliny wodne dla jeszcze większej elastyczności, szczególnie na poziomie sieci dystrybucji. Jednocześnie inteligentne pomoce promocji ryb, takie jak Hydroconnect Eydropower Belt, zapewni, że energia wodna spełni również wymagania ekologiczne.

Znaczenie systemowe dla neutralności klimatu

Norweska energia wodna będzie nadal głównym elementem systemu energetycznego neutralnego klimatu w Europie. Analizy projektu Hydroconnect wyraźnie pokazują systemową wartość dodaną elastyczne rośliny wodne i ich połączenie z europejskimi sąsiednimi systemami.

Rozszerzenie mniej nowych pompowanych zakładów magazynowych może faktycznie sprawić, że rozszerzenie wielu działań innych technologii jest niepotrzebne. To odkrycie ma fundamentalne znaczenie dla polityki energetycznej: zamiast polegać tylko na nowych technologiach, Europa powinna optymalnie wykorzystać istniejące zdolności magazynowania naturalnego i inteligentnie sieć.

Połączenie norweskiej energii wodnej, zmodernizowanej pamięci i inteligentnych połączeń tworzy system energetyczny, który jest zarówno stabilny, jak i niedrogi. Ta infrastruktura stanowi kręgosłup dla udanej integracji masowo rosnącej zdolności wiatru i słonecznego w Europie.

Dzięki kilku ukierunkowanym inwestycjom w tworzenie sieci i modernizację istniejących zdolności energii wodnej, Europa może zrobić kluczowy krok w kierunku neutralności klimatu bez narażania bezpieczeństwa podaży lub przystępności cenowej. Norweska energia wodna okazuje się być naturalną kotwicą stabilności, której Europa pilnie potrzebuje do udanego przejścia energii.

☑️Budowa i doradztwo w zakresie fotowoltaicznych systemów open-space

☑️Planowanie parku fotowoltaicznego ☑️Wdrożenie rolno-fotowoltaiczne

☑️ Solarne systemy zewnętrzne z rozwiązaniami podwójnego zastosowania

Dzięki naszemu wieloletniemu doświadczeniu i specjalistycznej wiedzy w branży energii słonecznej Xpert.Solar jest idealnym partnerem w zakresie planowania, doradztwa i realizacji budowy naziemnych systemów fotowoltaicznych oraz projektów fotowoltaicznych w rolnictwie. Xpert.Solar posiada doświadczony zespół profesjonalistów, który oferuje rolnikom i inwestorom rozwiązania szyte na miarę. Od analizy lokalizacji, przez doradztwo finansowe i prawne, aż po wdrożenie techniczne i monitorowanie, Xpert.Solar wspiera swoich klientów profesjonalnie i niezawodnie, aby zapewnić pomyślną i trwałą realizację.

Konrada Wolfensteina

Chętnie będę Twoim osobistym doradcą.

Możesz się ze mną skontaktować wypełniając poniższy formularz kontaktowy lub po prostu dzwoniąc pod numer +49 89 89 674 804 (Monachium) .

Nie mogę się doczekać naszego wspólnego projektu.

Xpert.Digital to centrum przemysłu skupiające się na cyfryzacji, inżynierii mechanicznej, logistyce/intralogistyce i fotowoltaice.

Dzięki naszemu rozwiązaniu do rozwoju biznesu 360° wspieramy znane firmy od rozpoczęcia nowej działalności po sprzedaż posprzedażną.

Wywiad rynkowy, smarketing, automatyzacja marketingu, tworzenie treści, PR, kampanie pocztowe, spersonalizowane media społecznościowe i pielęgnacja leadów to część naszych narzędzi cyfrowych.

Więcej informacji znajdziesz na: www.xpert.digital - www.xpert.solar - www.xpert.plus