MIT: Декрбонизацията изисква ядрена енергетика
Ново изследване на Мсачузитския технологичен институт показва, че твърде висок дял в енергийната система на вятърни мощности и слънчеви електроцентрали ще доведе до ръст на разходите за енергийната система като цяло.
Изследването е завършено през септември 2019 г. Един от авторите Джон Райли описва получените резултати в статия за Utility Dive, публикувана на 2 декември. Той подчертава в основата си ролята на атомната енергетика в безвъглеродната енергетика на бъдещето.
Горна граница за ВЕИ
Авторите на изследването смятат, че дела на ВЕИ в енергетиката на САЩ расте и трябва да расте, но за този процес има и граници. Когато делът достигне 40 %, то разходите, налагани от възобновяемите източници като цяло ще станат съществени.
Повишаването на нивото до 40 % , според авторите съдържа поне две неблагоприятни последствия. Първо, на все повече и повече вятърни мощности ще се налага да бъдат изключвани от мрежата в периодите на най-голямо производство, поради излишък на генерираната електроенергия. Второто неблагоприятно обстоятелство е свързано с необходимостта от резервни мощности за покриване на нуждите в тези периоди, в които вятърните и слънчевите електроцентрали не могат да работят.
„Тъй като тези допълнителни резервни мощности през по-голямата си част от времето няма да работят, те ще носят разходи за системата като цяло“, смя авторите.
Като практически пример в изследването е анализирана ситуацията в Калифорния. Както е известно, този щат е сред лидерите по ВЕИ. През април 2019 г. в Калифорния се е наложило изключване от мрежата на част от възобновяемите мощности. Общо изключването на мощности е било за 190 Гвтч. Такова количество електроенергия би могло да се продаде за сума от порядъка на десетки милиони долари.
На 27 май 2019 г. в 13 часа (местно време) в Калифорния са били изключени 4,7 ГВт възобновяеми електроцентрали, повечето от които – слънчеви. Авторите определят това като рекорд и напомнят за сравнение, че мощността на ВЕЦ "Hoover Dum" е 2 ГВт.
Излишъкът от електроенергия би могъл да се съхрани, например с помощта на акумулатори, но това е много скъпо удоволствие. Литиево-йонният акумулатор с капацитет от 1 кВт×ч струва в САЩ днес от порядъка на 300 долара. Това е по-евтино отпреди, но все пак е доста скъпо за масово съхранение на товар на стойност от 12 цента.
„Възможно е никога да не се появи икономически смисъл от въвеждане във вечерното домакинство на енергията от обедното слънце. Но е трудно да си представим съхранението на енергията от мартенските ветрове за тихите нощи на август или енергия от юнското слънце за тъмните дни на януари“, иронизира в статията си Райли.
Помощ от атомната енергетика
Ако за ВЕИ имат граници, то какви са средствата, които могат да помогнат за постигане на целите за рязко съкращаване на изхвърлянето на парникови емисии ? Възможно е такива средства да се окажат технологиите за улавяне на въглерод, но над тях още се работи, за да могат да станат достатъчно поносими финансово, за масово използване.
Колкото и банално да звучи, но за добро средство се смята атомната енергетика – именно благодарение на способността й да работи в базов режим при натоварване от 24 часа на ден, седем дни в седмицата.
По стойност киловатчас от АЕЦ може да е губеща спрямо слънчевите или вятърните електроцентрали, но според авторите на изследването това не е важно. „Не е важно колко евтини могат да бъдат ВЕИ, ако няма да могат да генерират енергия тогава, когато има нужда от нея“.
Слабото място на възобновяемата енергетика е ниският коефициент на натоварване. Например слънчевата ферма може да отдава проектната си мощност само половин ден, а пиковото търсене възниква едва след няколко часа, когато мощността пада.
Аналогично стоят нещата и по отношение на вятърните електроцентрали – максималната им мощност се пада в нощните часове, когато потребителите спят, а в периодите, когато потребителите бодърстват, мощността на вятърните генератори е значително под проектните значения. Това означава, че за осигуряване на пълните потребности трябва да се формират „безполезен излишък“ от ВЕИ-централи.
Да се избегне това, като и да се намали паркът от излишните е възможно чрез базовите мощности на атомните електроцентрали. Освен това разходите за строителство на АЕЦ вече са се понижили значително. И все пак трябва да се направи банално припомняме, че изграждането на атомните централи е без проблем, когато строителите имат значителен практически опит.