Tranziția energetică: hidroenergia norvegiană ca ancoră de stabilitate pentru rețeaua electrică europeană

Hidroenergia în loc de stocare prin pompare: Cum ar putea Norvegia să stabilizeze rețeaua electrică a Europei

Tranziția energetică din Europa se confruntă cu provocări semnificative, dar o resursă naturală ar putea juca un rol cheie în succesul acesteia: energia hidroelectrică norvegiană. Institutul Fraunhofer pentru Economie Energetică și Tehnologia Sistemelor Energetice, în cadrul proiectului de colaborare HydroConnect, a investigat modul în care această sursă naturală de energie poate contribui semnificativ la stabilizarea rețelelor electrice europene, reducând în același timp drastic nevoia de noi centrale electrice costisitoare cu acumulare prin pompare.

Poziția energetică unică a Norvegiei în Europa

Norvegia ocupă o poziție excepțională în peisajul energetic european. Cu aproximativ 90% din electricitatea sa generată din hidroenergie, țara scandinavă este poziționată într-un mod unic în Europa. Această cifră impresionantă se bazează pe locația geografică unică a țării, cu fiordurile sale adânci, munții abrupți și resursele sale de apă inepuizabile. Peste 1.600 de centrale hidroelectrice sunt distribuite în toată țara, care, cu o suprafață de 385.000 de kilometri pătrați, este doar puțin mai mare decât cea a Germaniei.

Producția norvegiană de hidroenergie a atins un record istoric de 157,2 terawați-oră în 2024. Această cantitate depășește producția germană de hidroenergie de opt ori, chiar dacă ambele țări au dimensiuni comparabile. Ceea ce face ca aceste cifre să fie deosebit de remarcabile este faptul că Norvegia nu numai că își satisface propriile nevoi, dar produce și surplusuri semnificative pentru export. Țara exportă deja aproximativ 14 terawați-oră de electricitate, ceea ce o face cel mai mare exportator de electricitate din Europa.

Sistemele hidroenergetice ale Norvegiei se mândresc cu o capacitate impresionantă de stocare în peste 1.000 de rezervoare, capabile să stocheze până la 70% din consumul anual de energie electrică. Aceste instalații naturale de stocare oferă o flexibilitate pe care restul lumii o caută cu disperare, în timp ce Norvegia o are de zeci de ani.

Provocările tranziției energetice europene

Pentru a atinge obiectivul neutralității climatice până în 2050, ratele de extindere a energiei eoliene și fotovoltaice în Europa trebuie să crească de patru până la cinci ori față de prezent. Cu toate acestea, această transformare masivă prezintă provocări fundamentale. Energia eoliană și solară produc electricitate în funcție de vreme, nu de cerere. Această volatilitate necesită soluții flexibile care să poată reacționa rapid la fluctuațiile dintre cerere și ofertă.

Imprevizibilitatea energiilor regenerabile duce în prezent la probleme costisitoare. În Germania, compensațiile pentru turbinele eoliene care au trebuit să fie închise din cauza supraîncărcării rețelei au costat consumatorii aproximativ 610 milioane de euro în 2017. Această situație subliniază nevoia urgentă de mecanisme flexibile de stocare și echilibrare în sistemul energetic european.

Capacitatea instalată de energie eoliană și solară în Europa s-ar putea mai mult decât tripla până în 2050, ajungând la peste 1.800 de gigawați. Cu toate acestea, această capacitate enormă trebuie completată de mecanisme de flexibilitate adecvate pentru a asigura un sistem energetic stabil și fiabil.

HydroConnect: Fundamente științifice pentru viitorul energetic

Proiectul internațional de cercetare HydroConnect, la care au participat Fraunhofer IEE, SINTEF Energy Research, Universitatea Norvegiană de Știință și Tehnologie și Universitatea din Trento, a investigat sistematic modul în care energia hidroelectrică norvegiană poate contribui la neutralitatea climatică europeană. Cercetătorii au analizat 15 scenarii diferite pentru anii 2030 și 2050, utilizând o bază de date cuprinzătoare cu peste 850 de sisteme hidroenergetice și peste 3.600 de rezervoare individuale.

Rezultatele sunt impresionante: Extinderea hidroenergiei norvegiene cu unsprezece gigawați și extinderea corespunzătoare a interconectorilor pot reduce investițiile necesare în Europa cu aproximativ 70 de gigawați de capacitate suplimentară pentru fotovoltaice, electrolizoare și stocare în baterii. Aceste cifre demonstrează valoarea adăugată sistemică enormă pe care o oferă centralele hidroelectrice flexibile și conexiunea lor la sistemele europene vecine.

Proiectul a utilizat instrumente sofisticate de modelare, în special modelul de sistem energetic SCOPE Scenario Development, pentru a analiza diverse scenarii viitoare. Acestea au inclus nu doar aspecte tehnice, ci și o evaluare sistematică a emisiilor de gaze cu efect de seră, a prețurilor la electricitate și a impactului asupra mediului asupra apelor norvegiene.

Centrale electrice cu acumulare prin pompare: potențialul subestimat al Europei

Deși atenția este adesea concentrată asupra noilor tehnologii, Europa posedă un potențial enorm neexploatat sub forma centralelor electrice cu acumulare prin pompare. Un studiu european a identificat un potențial impresionant de 2.291 gigawați-oră la posibile amplasamente de centrale cu acumulare prin pompare în țările UE-15, precum și în Norvegia și Elveția. Cel mai mare potențial se află în sudul Norvegiei, cu 1.242 gigawați-oră, reprezentând 54% din potențialul total.

Această capacitate este de șapte ori mai mare decât capacitatea actuală de stocare prin pompare din Europa și ar fi suficientă pentru a alimenta Malta cu energie electrică timp de un an întreg. Pentru a obține aceeași capacitate de stocare a energiei cu baterii litiu-ion, ar fi necesare 95 de milioane de baterii provenite de la mașini electrice obișnuite.

Centralele electrice cu acumulare prin pompare revin în forță după ce au fost considerate neeconomice o perioadă lungă de timp. Totuși, acest lucru se schimbă rapid, deoarece devin din ce în ce mai importante în tranziția energetică. Tehnologia este simplă, dar eficientă: surplusul de electricitate pompează apa în rezervoare de la altitudini mai mari; atunci când este nevoie, aceasta curge înapoi prin turbine, generând electricitate.

În Austria, de exemplu, furnizorul de energie Verbund investește peste 200 de milioane de euro în modernizarea centralelor sale electrice cu acumulare prin pompare din Alpii Carintieni. Centralele au acum o capacitate a turbinelor de 1,5 gigawați și pot stoca temporar surplusul de energie electrică provenit de la câteva sute de turbine eoliene.

Interconectori: podurile energetice ale Europei

Cheia valorificării energiei hidroelectrice din Norvegia constă în așa-numiții interconectori – cabluri submarine de înaltă performanță care leagă rețelele electrice naționale. Aceste „poduri energetice” nu numai că fac rețelele naționale mai sigure, dar și fac electricitatea mai ieftină în Europa.

Cel mai proeminent exemplu este NordLink, care conectează direct Germania și Norvegia din aprilie 2021. Cablul submarin, lung de 623 de kilometri, poate transmite până la 1.400 de megawați, suficient pentru a alimenta cu energie electrică peste 3,6 milioane de gospodării germane. Costurile de investiție de aproximativ două miliarde de euro sunt împărțite în mod egal între partenerii norvegian și german.

Principiul este elegant: când nu bate vântul pe coasta germană a Mării Nordului și turbinele eoliene sunt inactive, intervin hidrocentralele norvegiene. În schimb, dacă Germania produce prea multă energie eoliană, aceasta curge către Norvegia, permițând închiderea temporară a hidrocentralelor norvegiene. Fiordurile norvegiene acționează ca „depozitare virtuală” în acest proces.

Norvegia este deja conectată la rețeaua electrică europeană prin intermediul mai multor interconectori: cu Olanda prin NorNed (din 2008), cu Danemarca prin intermediul mai multor conexiuni și cu Regatul Unit printr-un nou cablu. Această interconectare face posibilă utilizarea optimă a energiei hidroelectrice flexibile a Norvegiei pentru a compensa fluctuațiile energiei eoliene și solare din alte țări.

Soluție fotovoltaică inovatoare pentru reducerea costurilor și economisirea timpului - Imagine: Xpert.Digital

Mai multe informații aici:

• Soluție fotovoltaică pentru reducerea efortului și a cheltuielilor

Flexibilitatea ca element central al tranziției energetice

Hidroenergia este cea mai flexibilă sursă de energie regenerabilă. Spre deosebire de stocarea în baterii, care poate stoca energie doar pentru perioade scurte de timp, centralele hidroelectrice oferă flexibilitate pe un spectru larg de timp, de la milisecunde la sezoane întregi. Această caracteristică le face o componentă indispensabilă pentru stabilitatea rețelei.

Hidroenergia norvegiană poate răspunde fluctuațiilor cererii în câteva minute. Poate exporta electricitate la scară largă atunci când vântul și soarele sunt rare în Europa și, invers, o poate importa atunci când există un surplus. Această capacitate face din Norvegia un jucător cheie pe o piață energetică europeană interconectată și neutră din punct de vedere climatic.

Flexibilitatea energiei hidroelectrice se extinde mult dincolo de simpla generare de electricitate. Centralele hidroelectrice pot oferi diverse servicii de sistem, inclusiv controlul frecvenței, controlul tensiunii și compensarea puterii reactive. Aceste servicii sunt esențiale pentru funcționarea stabilă a rețelei, în special având în vedere ponderea tot mai mare a energiilor regenerabile volatile.

Dimensiuni economice și politice

Integrarea tot mai mare a hidroenergiei norvegiene în piețele europene de energie electrică prezintă, de asemenea, provocări. Populația norvegiană se confruntă cu creșterea prețurilor la energie electrică, în timp ce cantități mari de energie electrică sunt exportate. Această situație a dus la tensiuni politice și chiar a contribuit la prăbușirea guvernului norvegian.

Partidul eurosceptic de centru și alte partide critică faptul că gospodăriile norvegiene trebuie să plătească prețuri mai mari la electricitate, deoarece rezervele hidroelectrice sunt vândute în străinătate. Reglementările UE restricționează controlul Norvegiei asupra acestor rezerve. Ministrul norvegian de finanțe a dat chiar vina pe politica energetică a UE pentru prăbușirea guvernului.

În ciuda acestor provocări politice, beneficiile economice ale integrării rămân considerabile. O extindere a hidroenergiei cu unsprezece gigawați și noi interconexiuni reduc costurile sistemului, egalizează prețurile la electricitate și atenuează creșterile bruște de prețuri în perioadele de producție scăzută de energie eoliană și solară. Analizele arată că creșterea energiei eoliene stimulează exporturile de energie electrică norvegiene și contribuie la stabilizarea sistemului european.

Stocare virtuală a energiei și soluții descentralizate

Pe lângă marile hidrocentrale, sistemele virtuale de stocare a energiei câștigă și ele importanță. Aceste sisteme conectează în rețea mii de unități mici de stocare într-un sistem inteligent și mare. În Germania, de exemplu, compania Sonnen a conectat deja 25.000 de baterii pentru a crea o centrală electrică virtuală cu o capacitate de 250 de megawați-oră.

Aceste soluții descentralizate completează perfect hidrocentralele mari. În timp ce energia hidroelectrică din Norvegia oferă stabilitate pe termen lung, centralele electrice virtuale pot reacționa rapid la fluctuațiile locale și pot reduce presiunea asupra rețelei de distribuție. Combinația dintre hidroenergia centralizată norvegiană și soluțiile descentralizate de stocare creează un sistem energetic robust și flexibil.

Impactul asupra mediului și sustenabilitatea

Energia hidroelectrică din Europa joacă un rol cheie într-un sistem energetic durabil. Aceasta furnizează cantități mari de energie electrică cu emisii reduse de carbon la costuri reduse și limitează cheltuielile societale pentru dezvoltarea unui sistem energetic neutru din punct de vedere climatic. Comisia Europeană a confirmat în mod explicit importanța energiei hidroelectrice pentru Pactul verde european și a recunoscut caracterul său indispensabil ca sursă flexibilă și dispecerabilă de energie regenerabilă.

Rezervoarele hidroelectrice oferă beneficii suplimentare dincolo de generarea de energie electrică: asigură disponibilitatea apei pentru controlul inundațiilor, irigații, alimentarea cu apă și recreere. Această multifuncționalitate face ca energia hidroelectrică să fie o resursă deosebit de valoroasă în perioadele de schimbări climatice.

Proiectul HydroConnect a investigat, de asemenea, impactul asupra mediului înconjurător asupra rezervoarelor și sistemelor fluviale norvegiene. Acest proiect interdisciplinar combină meteorologia, analiza energetică și cercetarea de mediu pentru a face legătura între datele meteorologice, producția de energie și factorii ecologici, cum ar fi fisurarea gheții în rezervoare.

Hidroenergia Europei: 47% din potențial este încă neexploatat

Perspectivele hidroenergiei europene sunt promițătoare. Potențialul economic hidroenergetic neexploatat din Europa reprezintă 47% din potențialul dezvoltabil din punct de vedere tehnic. În special în Alpi, Scandinavia și Pirinei, există încă oportunități considerabile neutilizate.

Modernizarea hidrocentralelor existente este considerată una dintre cele mai eficiente modalități de a crește producția de energie electrică, reducând în același timp impactul asupra mediului. Noile tehnologii, cum ar fi turbinele cu viteză variabilă, fac hidrocentralele și mai flexibile și mai eficiente.

Europa este, de asemenea, lider în conceptele inovatoare de hidroenergie. Proiecte precum ALPHEUS dezvoltă baraje circulare offshore care utilizează apa de mare ca mediu de stocare a energiei. Acestea ar putea crea în viitor o capacitate de stocare suplimentară echivalentă cu mii de baterii.

Digitalizarea și automatizarea rețelelor electrice vor oferi o flexibilitate și mai mare pentru centralele hidroelectrice descentralizate, în special la nivelul rețelei de distribuție. În același timp, instalațiile inteligente de trecere a peștilor, cum ar fi turbina cu șurub HydroConnect Archimedes, vor asigura că energia hidroelectrică îndeplinește și cerințele ecologice.

Importanța sistemică pentru neutralitatea climatică

Hidroenergia norvegiană va rămâne o componentă cheie a unui sistem energetic neutru din punct de vedere climatic în Europa. Analizele din cadrul proiectului HydroConnect demonstrează clar valoarea adăugată sistemică a hidrocentralelor flexibile și conectarea acestora la sistemele europene vecine.

Construcția câtorva centrale electrice noi cu acumulare prin pompare poate face, de fapt, inutilă extinderea unei capacități mult mai mari decât alte tehnologii. Această perspectivă este fundamentală pentru politica energetică: în loc să se bazeze exclusiv pe noile tehnologii, Europa ar trebui să utilizeze în mod optim și să conecteze inteligent capacitățile sale de stocare naturală existente.

Combinația dintre hidroenergia norvegiană, centralele electrice modernizate cu acumulare prin pompare și interconectoriile inteligente creează un sistem energetic atât stabil, cât și accesibil. Această infrastructură formează coloana vertebrală pentru integrarea cu succes a capacităților eoliene și solare în creștere rapidă din Europa.

Cu câteva investiții specifice în conectarea în rețea și modernizarea capacităților hidroenergetice existente, Europa poate face un pas decisiv către neutralitatea climatică fără a pune în pericol securitatea aprovizionării sau accesibilitatea energetică. Energia hidroelectrică norvegiană se dovedește a fi ancora naturală de stabilitate de care Europa are nevoie urgentă pentru o tranziție energetică reușită.

☑️ Construcții și consultanță pentru sisteme fotovoltaice în câmp deschis

☑️ Planificare parc solar ☑️ Implementări agro-fotovoltaice

☑️ Sisteme solare montate la sol cu ​​soluții cu dublă utilizare

Xpert.Solar este partenerul dumneavoastră ideal pentru planificarea, consultanța și construcția de sisteme fotovoltaice montate la sol și proiecte agro-fotovoltaice, datorită experienței și expertizei noastre îndelungate în sectorul energiei solare. Xpert.Solar are o echipă experimentată de profesioniști care oferă fermierilor și investitorilor soluții personalizate. De la analiza amplasamentului și consultanță financiară și juridică, până la implementarea și monitorizarea tehnică, Xpert.Solar oferă clienților săi suport profesional și fiabil pentru a asigura implementarea cu succes și sustenabilă a proiectelor.

Konrad Wolfenstein

Aș fi bucuros să vă servesc drept consilier personal.

Mă puteți contacta completând formularul de contact de mai jos sau pur și simplu sunându-mă la +49 89 89 674 804 (München) .

Aștept cu nerăbdare proiectul nostru comun.

Xpert.Digital este un hub pentru industrie, axat pe digitalizare, inginerie mecanică, logistică/intralogistică și fotovoltaică.

Cu soluția noastră de Dezvoltare Afaceri 360°, sprijinim companii renumite, de la achiziții noi până la post-vânzare.

Inteligența de piață, smarketing-ul, automatizarea marketingului, dezvoltarea de conținut, PR-ul, campaniile de e-mail, social media personalizate și cultivarea lead-urilor fac parte din instrumentele noastre digitale.

Puteți găsi mai multe informații la: www.xpert.digital - www.xpert.solar - www.xpert.plus