Возобновляемые источники энергии: теперь все дело в системах хранения энергии
Выбор голоса 📢
Опубликовано: 30 ноября 2020 г. / Обновлено: 21 августа 2024 г. – Автор: Konrad Wolfenstein
Исследования в области хранения энергии имеют огромное значение – значительный потенциал развития рынка – возможности для предприятий, работающих после внедрения технологий хранения энергии
Возобновляемые источники энергии: теперь все сводится к системам хранения энергии – Изображение: petrmalinak|Shutterstock.com
Рынок возобновляемой энергии растет. За последние десять лет глобальные инвестиции в возобновляемую энергетику почти удвоились. В то время как мы переживаем самый большой мировой бум, в Германии эти инвестиции сокращаются, за исключением фотоэлектрической энергетики. В 2019 году в Германию было инвестировано около 11 миллиардов евро. Основное внимание в этих инвестициях было уделено солнечной энергии.
Инвестиции в строительство электростанций, работающих на возобновляемых источниках энергии, в Германии – 2000–2019 годы – Изображение: Xpert.Digital
Инвестиции в фотоэлектрическую энергетику в Германии – 2000–2019 годы – Изображение: Xpert.Digital
Начиная с 2014 года, рынок фотоэлектрических систем в Германии снова демонстрирует восходящий рост.
В 2019 году глобальные инвестиции в технологии ветроэнергетики составили приблизительно 143 миллиарда долларов США. Инвестиции в технологии солнечной энергетики в последнее время оценивались в 141 миллиард долларов США.
Глобальные инвестиции в технологии ветроэнергетики – 2004–2019 гг. – Изображение: Xpert.Digital
Глобальные инвестиции в технологии солнечной энергетики – 2004–2019 гг. – Изображение: Xpert.Digital
Несмотря на то, что в Германии в настоящее время наблюдается снижение показателей использования возобновляемых источников энергии, не следует упускать из виду тот факт, что Германия является страной с наибольшей долей (52%) возобновляемых источников энергии по отношению к ископаемому топливу в мире.
Глобальный обзор: Доля возобновляемых источников энергии по сравнению с другими источниками энергии – Изображение: Xpert.Digital
По объему потребления и поставок возобновляемой энергии Германия занимает третье место с показателем 224 тераватт-часа, после Китая и США. Это опережает Индию и Бразилию, которые значительно превосходят её по численности населения и площади территории.
Потребление возобновляемой энергии в 15 странах мира в 2019 году – Изображение: Xpert.Digital
В ноябре 2020 года Германия производила 54% электроэнергии из возобновляемых источников. Среднегодовой показатель за период с декабря 2019 года по ноябрь 2020 года составил 52,46%.
Доля возобновляемых источников энергии в электроснабжении Германии – 2019-2020 гг. – Изображение: Xpert.Digital
Однако это не является постоянной тенденцией. Колебания составляют от 37% в ноябре 2019 года до пика в 61,7% в феврале 2020 года. Эта проблема в ближайшем будущем только усугубится с дальнейшим расширением использования возобновляемых источников энергии.
Национальную электроэнергетическую сеть также меняет свой облик с развитием возобновляемых источников энергии. Хотя до сих пор доминировали централизованные сети генерации электроэнергии, тенденция смещается в сторону децентрализованных генерирующих мощностей. Это относится и к генерации из возобновляемых источников, таких как фотоэлектрические системы, солнечные тепловые электростанции, ветряные турбины и биогазовые установки.
«Производство электроэнергии с помощью солнечных и ветровых электростанций делает систему энергоснабжения значительно более фрагментированной и зависимой от погодных условий, чем работа традиционных электростанций», — говорит профессор Клеменс Хоффманн, руководитель Института инженерии и электротехники им. Фраунгофера.
Подходит для:
Это приводит к значительно более сложной структуре, прежде всего в областях управления нагрузкой, регулирования напряжения в распределительной сети и поддержания стабильности сети. Меньшие по размеру децентрализованные электростанции, в отличие от средних и крупных электростанций, также напрямую подают электроэнергию на более низкие уровни напряжения, такие как сети низкого или среднего напряжения.
С увеличением доли возобновляемых источников энергии становится все более важным согласовывать колебания в производстве энергии с колебаниями в ее потреблении путем их балансировки с помощью систем хранения энергии.
Таким образом, возможность хранения электроэнергии с использованием систем накопления энергии или электростанций с накопителями энергии будет играть значительную роль в ближайшие годы.
В 2018 году мощность систем хранения энергии составляла около 17 гигаватт-часов. По оценке Bloomberg New Energy Finance (bnef.com), ожидается, что примерно через 20 лет эта мощность превысит 2800 ГВт·ч.
Глобальные мощности по хранению энергии – 2018 и 2040 годы – Изображение: Xpert.Digital
В Германии для стабилизации энергосистемы уже используются крупномасштабные системы хранения энергии на основе аккумуляторных батарей. В 2017 году их мощность составляла около 250 мегаватт-часов.
Мощность крупномасштабных систем хранения энергии на основе аккумуляторных батарей для стабилизации энергосистемы в Германии – Изображение: Xpert.Digital
Для сравнения, мощность бытовых систем хранения энергии в Германии в 2017 году составляла 545 мегаватт-часов.
Мощность бытовых систем хранения энергии в Германии – Изображение: Xpert.Digital
Для успешной реализации энергетического перехода исследования в области хранения энергии имеют первостепенное значение. Чем скорее станет возможным эффективное хранение энергии, тем быстрее удастся сбалансировать колебания в электросети и осуществить отказ от ископаемого топлива. В 2019 году правительство Германии выделило около девяти миллионов евро на финансирование электрохимических систем хранения энергии.
Подходит для:
Федеральное финансирование проектов по хранению энергии по секторам – 2018 и 2019 годы – Изображение: Xpert.Digital
Несмотря на то, что рынок солнечных модулей уже является высококонкурентным, и учитывая требования к емкости систем хранения энергии, быстро становится очевидным, что здесь все еще существует большой потенциал для развития рынка.
Ведущие производители систем хранения солнечной энергии в Германии по доле рынка – Изображение: Xpert.Digital
Здесь рассматриваются только системы хранения энергии, имеющие право на финансирование от KfW. Производители, чьи системы хранения энергии не имеют права на финансирование от KfW, не включены в список. В 2017 году рыночная доля SMA на рынке систем хранения солнечной энергии в Германии составляла приблизительно шесть процентов. Sonnenbatterie: Компания работает под названием Sonnen GmbH с ноября 2015 года.
Общее количество установленных фотоэлектрических систем хранения энергии в Германии – Изображение: Xpert.Digital
Согласно прогнозу, в 2018 году в Германии было установлено около 100 000 фотоэлектрических систем с накопителями солнечной энергии. Количество установленных систем значительно увеличивается с каждым годом – в 2013 году в Германии было насчитано всего 5000 таких систем.
Подходит для:
В интервью изданию Focus Online Оливер Кох, генеральный директор Sonnen GmbH, описывает объединение батарей и виртуальную электростанцию как чистую и децентрализованную энергетическую систему: «Домашние хозяйства заменяют электростанции, а электроэнергия производится децентрализованно». По словам г-на Коха, нулевой счет за электроэнергию возможен.
Г-н Кох рекомендует операторам электростанций, чьи субсидии EEG скоро закончатся, пересмотреть ситуацию и в будущем рассмотреть возможность использования производимой ими электроэнергии.
Мы уже предлагали этот вариант еще в сентябре: Что делать? Срок действия субсидий на старые фотоэлектрические системы истекает.
Муниципальная энергетическая компания Тюбингена демонстрирует, что существует и другой путь: начиная с 2021 года, она предлагает операторам солнечных установок, построенных после принятия Закона о возобновляемых источниках энергии (EEG), шесть центов за киловатт-час. Компания Lechwerke AG рекомендует в будущем проводить техническую доработку солнечных установок и самостоятельно потреблять солнечную энергию. Подходящее решение для хранения энергии должно еще больше повысить эффективность солнечной установки.
Однако дальнейшее развитие событий остается неясным. Проект поправок к Закону о возобновляемых источниках энергии (EEG) содержит важное изменение для установок, построенных после принятия EEG: планируется временное освобождение от требований для маломощных фотоэлектрических систем, которые подают всю вырабатываемую ими электроэнергию в сеть. Для систем мощностью до 100 кВт будет введен переходный режим, позволяющий им продолжать подавать электроэнергию в сеть до 2027 года. Однако вся электроэнергия должна подаваться в сеть; собственное потребление исключено.
Оставаться на связи
