Учёные выяснили, что ветер и солнце способны стать единственными источниками энергии для ведущих мировых держав
Энергетический кризис в Европе, смертельная зима в Техасе и едва не случившийся в начале этого года коллапс энергетической системы в Японии играют на руку скептикам, не верящим в возможности «зелёной» энергетики. Глотком свежего воздуха в атмосфере отчаяния стали новые расчёты, которые показали, что переход на солнце и ветер в качестве основных источников генерации электричества труден, но возможен.
Источник изображения: Sebastian Ganso / Pixabay
В статье в журнале Nature Communications эксперты из китайского Университета Цинхуа, Научного института Карнеги и Калифорнийского технологического института сообщили, что большая часть текущего спроса на электроэнергию в развитых промышленных странах может быть удовлетворена за счет определённого сочетания ветровой и солнечной энергии. Но есть оговорка: для полного удовлетворения потребностей стран в электроэнергии необходимы дополнительные усилия.
«Ветер и солнце могут удовлетворить более 80 % спроса во многих местах без безумного количества накопителей или избыточных генерирующих мощностей, что является критическим моментом, — сказал соавтор исследования Стив Дэвис (Steve Davis), профессор UCI по науке о земных системах. — Но в зависимости от страны, в течение года могут быть многодневные периоды, когда спрос придётся удовлетворять за счёт накопителей энергии и других неископаемых источников энергии».
Исследователи изучили почасовые данные о спросе на электроэнергию за 39 лет в 42 крупных странах мира, чтобы оценить достаточность ресурсов ветровой и солнечной энергии для удовлетворения их потребностей. Они обнаружили, что полный переход на устойчивые источники энергии может быть проще для крупных стран, расположенных в более низких широтах, где солнечных дней в году больше. В высоких широтах (например, Германии) с этим сложнее и могут быть периоды «тёмного штиля», когда ветер и солнце неделями не вырабатывают энергию. В октябре как раз был двухнедельный «тёмный штиль», что вынудило Германию расконсервировать угольные электростанции.
Но для таких случаев есть решение — это единая энергосистема. Объединённой Европе проще создать такую, когда южные страны союза — Испания, Италия и Греция — делятся солнечной генерацией, а северные — Норвегия, Дания и другие — ветряной.
В целом исследование показало, что системы с преобладанием ветряной генерации способны удовлетворить потребности крупных стран в электроэнергии на 72—91 %. Системы с преимущественно солнечной генерацией при условии наличия 12-часового накопителя энергии могут удовлетворять спрос на электричество от 83 до 94 % времени.
Для полного покрытия требований необходимо провести определённый объём работ, что может быть сложно, но полностью осуществимо. Например, создать избыточные мощности ВИЭ, превышающие обычный годовой спрос, создать накопители энергии и позаботиться о перетоке электричества на больших площадях от множества источников.
| Карта сайта: