Відновлювані джерела енергії: тепер все залежить від систем накопичення енергії

Опубліковано: 30 листопада 2020 р. / Оновлено: 21 серпня 2024 р. – Автор: Konrad Wolfenstein

Дослідження в галузі накопичення енергії мають велике значення – значний потенціал розвитку ринку – можливості для установок після ЕЕГ

Відновлювані джерела енергії: тепер все зводиться до систем накопичення енергії – Зображення: petrmalinak|Shutterstock.com

Ринок відновлюваної енергетики зростає. Глобальні інвестиції у відновлювану енергетику майже подвоїлися за останні десять років. Хоча ми переживаємо найбільший бум у світі, ці інвестиції в Німеччині скорочуються, за винятком фотоелектричних систем. У 2019 році в Німеччину було інвестовано близько 11 мільярдів євро. Основна увага цих інвестицій була зосереджена на сонячній енергетиці.

Інвестиції в будівництво електростанцій відновлюваної енергетики в Німеччині – 2000–2019 рр. – Зображення: Xpert.Digital

Інвестиції у фотоелектричні системи в Німеччині – 2000–2019 рр. – Зображення: Xpert.Digital

З 2014 року ринок фотоелектричних систем у Німеччині знову розвивається вгору.

Глобальні інвестиції в технології вітроенергетики у 2019 році склали приблизно 143 мільярди доларів США. Інвестиції в технології сонячної енергетики останнім часом становили 141 мільярд доларів США.

Глобальні інвестиції у технології вітроенергетики – 2004–2019 рр. – Зображення: Xpert.Digital

Глобальні інвестиції в технології сонячної енергетики – 2004–2019 рр. – Зображення: Xpert.Digital

Навіть попри те, що показники відновлюваної енергії в Німеччині зараз знижуються, не слід забувати, що Німеччина є країною з найбільшою часткою (52%) відновлюваної енергії відносно викопного палива у світі.

Глобальний огляд: Частка відновлюваних джерел енергії порівняно з іншими джерелами енергії – Зображення: Xpert.Digital

За обсягами споживання та постачання відновлюваної енергії Німеччина посідає третє місце з 224 терават-годинами після Китаю та США. Це випереджає Індію та Бразилію, які значно більші за населенням та площею.

Споживання відновлюваної енергії у 15 провідних країнах у 2019 році – Зображення: Xpert.Digital

У листопаді 2020 року Німеччина виробила 54% своєї електроенергії з відновлюваних джерел енергії. Середньорічний показник з грудня 2019 року по листопад 2020 року становив 52,46%.

Частка відновлюваних джерел енергії в постачанні електроенергії в Німеччині – 2019-2020 – Зображення: Xpert.Digital

Однак, це не постійний показник. Коливання варіюються від 37% у листопаді 2019 року до піку в 61,7% у лютому 2020 року. Ця проблема лише загостриться найближчим часом із подальшим розширенням відновлюваних джерел енергії.

Загальнонаціональна електромережа також змінюється зі зростанням використання відновлюваних джерел енергії. Хоча досі домінували централізовані мережі виробництва електроенергії, тенденція зміщується в бік децентралізованих генеруючих установок. Це стосується виробництва електроенергії з відновлюваних джерел, таких як фотоелектричні системи, сонячні теплові електростанції, вітрові турбіни та біогазові установки.

«Виробництво електроенергії на сонячних та вітрових електростанціях робить систему електропостачання значно більш фрагментованою та залежною від погоди, ніж експлуатація звичайних електростанцій», — каже професор доктор Клеменс Гоффманн, керівник Fraunhofer IEE.

Пов'язано з цим:

• Штучний інтелект у сфері відновлюваних джерел енергії

Це призводить до значно складнішої структури, головним чином у сферах керування навантаженням, регулювання напруги в розподільчій мережі та підтримки стабільності мережі. Менші, децентралізовані електростанції, на відміну від середніх та великих електростанцій, також живлять електроенергію безпосередньо в мережі нижчої напруги, такі як мережі низької або середньої напруги.

Зі зростанням частки відновлюваних джерел енергії стає все важливішим узгоджувати коливання виробництва енергії з коливаннями споживання енергії, балансуючи їх за допомогою систем накопичення енергії.

Тому можливість зберігання електричної енергії за допомогою систем накопичення енергії або електростанцій, що накопичують енергію, відіграватиме значну роль у найближчі роки.

У 2018 році потужність систем накопичення енергії становила близько 17 гігават-годин. За оцінкою Bloomberg New Energy Finance (bnef.com), очікується, що ця потужність перевищить 2800 ГВт-год приблизно через 20 років.

Глобальна ємність накопичення енергії – 2018 та 2040 роки – Зображення: Xpert.Digital

Великомасштабні системи акумуляторного зберігання енергії вже використовуються в Німеччині для стабілізації мережі. У 2017 році їхня потужність становила близько 250 мегават-годин.

Потужність великомасштабних систем акумуляторного зберігання енергії для стабілізації мережі в Німеччині – Зображення: Xpert.Digital

Для порівняння, потужність домашніх акумуляторних систем зберігання енергії в Німеччині у 2017 році становила 545 мегават-годин.

Ємність домашніх акумуляторних систем зберігання енергії в Німеччині – Зображення: Xpert.Digital

Для успішної реалізації енергетичного переходу дослідження в галузі накопичення енергії мають першорядне значення. Чим швидше стане можливим ефективне накопичення енергії, тим швидше можна буде збалансувати коливання в електромережі та здійснити відхід від викопного палива. У 2019 році уряд Німеччини виділив приблизно дев'ять мільйонів євро на фінансування систем електрохімічного накопичення.

Пов'язано з цим:

• Хто стимулює інвестиції у відновлювані джерела енергії?

Федеральне фінансування накопичення енергії за секторами – 2018 та 2019 роки – Зображення: Xpert.Digital

Хоча ринок сонячних модулів вже є дуже конкурентним, і враховуючи вимоги до потужності систем накопичення енергії, швидко стає очевидним, що тут все ще існує великий потенціал розвитку ринку.

Провідні виробники систем накопичення сонячної енергії в Німеччині за часткою ринку – Зображення: Xpert.Digital

Тут розглядаються лише системи зберігання, які мають право на фінансування KfW. Виробники, чиї системи зберігання не мають права на фінансування KfW, не перелічені. У 2017 році частка SMA на ринку сонячних батарей у Німеччині становила приблизно шість відсотків. Sonnenbatterie: Компанія працює під назвою Sonnen GmbH з листопада 2015 року.

Загальна кількість встановлених фотоелектричних систем накопичення енергії в Німеччині – Зображення: Xpert.Digital

Згідно з прогнозом, у 2018 році в Німеччині було встановлено близько 100 000 фотоелектричних систем із накопиченням сонячної енергії. Кількість встановлених систем щороку значно зростає – у 2013 році в Німеччині було нараховано лише 5000 систем накопичення сонячної енергії.

Пов'язано з цим:

• Зберігання енергії – цікаві цифри, дані та факти можна знайти в кінці цієї статті у форматі PDF для завантаження

В інтерв'ю Focus Online Олівер Кох, генеральний директор Sonnen GmbH, описує мережу акумуляторів та віртуальної електростанції як чисту та децентралізовану енергетичну систему: «Домашньобудівлі замінюють електростанції, а електроенергія виробляється децентралізовано». За словами пана Коха, рахунок за електроенергію в нуль євро цілком можливий.

Пан Кох рекомендує операторам електростанцій, чиї субсидії за EEG незабаром закінчаться, переоцінити ситуацію та розглянути можливість використання електроенергії, яку вони виробляють самостійно, у майбутньому.

Ми вже пропонували цей варіант ще у вересні: Що робити? Термін дії субсидій на старі фотоелектричні системи закінчується.

Тюбінгенське комунальне підприємство демонструє, що є інший шлях: починаючи з 2021 року, воно пропонує операторам сонячних установок після EEG (Закон про відновлювані джерела енергії) шість центів за кіловат-годину. Lechwerke AG рекомендує вносити технічні корективи до сонячних установок та самостійно споживати сонячну енергію в майбутньому. Відповідне рішення для зберігання енергії має зробити сонячну установку ще ефективнішою.

Однак, майбутній напрямок залишається неясним. Проект поправки до Закону про відновлювані джерела енергії (EEG) містить важливу зміну для установок після EEG: планується тимчасове звільнення для малих фотоелектричних систем, які подають всю свою електроенергію в мережу. Для систем потужністю до 100 кВтпік буде запроваджено перехідний режим, який дозволить їм продовжувати подавати електроенергію в мережу до 2027 року. Однак, вся електроенергія повинна подаватися в мережу; власне споживання виключається.