Energia és környezetvédelem

Megújuló energia: Az alapterhelés tévedése

Megújuló energia: Az alapterhelés tévedése

A megújuló energiaforrásokból származó alapterhelés biztosítása a megújuló energia további növelése érdekében kihívást jelent, de megvalósítható. Így.

A megújuló energia általános kritikája az, hogy mivel szakaszos, fosszilis tüzelőanyagokon, például földgázon alapuló hagyományos energiatechnológiáktól tápellátást igényel. Egy érdekes kritikus, aki egy érdekes cikkhez írt egy cikket, azt kérdezte, hogyan tudná az Egyesült Királyság fedezni az alapterhelés iránti keresletet télen, mintegy 32 GW-os és a 47 GW-os csúcskeresletre hivatkozva, amikor a szél nem fúj és a nap nincs nem ragyog.

Először is, ez a feltételezés számos tévedésen alapul, amelyek közül az egyik az, hogy már tökéletesen megbízható energiarendszerrel rendelkezünk. Valójában nem, annak az egyszerű oknak az miatt, hogy ilyen nincs. Ezenkívül egyes megújuló energiákkal kapcsolatos technológiák, mint például a biogáz és a geotermikus energia, már valóban képesek szolgáltatni az alapterhelést.

Németország tapasztalatai

Malte Jansen energetikai szakértő, a német Fraunhofer Intézettel dolgozik. Jansen úr az idén júliusban az Energy & Climate Intelligence Unit (ECIU) nevű nonprofit szervezet által szervezett eseményen beszélt, amely támogatja az Egyesült Királyságban az energiaügyi és éghajlati kérdésekről folytatott tájékozott vitát. Jansen Németországban egy Kombikraftwerk nevű projektet vezet, amely egy 100% -ban megújuló energiával rendelkező hálózat megvalósítását modellezi. Ebben a német forgatókönyvben a legfontosabb megújuló energiatermelők a szél, a napenergia és a biomassza. Feltételezzük, hogy az energiatárolás legfontosabb formája a megújuló villamos energia metánné történő átalakítása, a szivattyús tároló erőművek, az akkumulátorok és az energia gázgá válása mellett. A decentralizált CHP-állomások és a biogázt (metánt) használó központosított gázerőművek átalakíthatják a biogázt villamos energiává, ezáltal tartalék erőművekként működnek olyan esetekben, amikor kevés a szél vagy a napsütés. A metán erőművek nagy terhelésű órákban, kevés szél- és napenergiával generálják a maximális 43 GW értéket.

Két különböző mechanizmust modelleztek a frekvencia stabilizálására. Ezek egyike a nagy generátor hirtelen meghibásodásából eredő rövid távú fő frekvenciaváltozásra vonatkozik. Ebben az esetben a hiányzó energiát a hő- és vízerőművek forgótömegeiből vesszük. E passzív stabilizációs mechanizmus után az elsődleges kiegyensúlyozó erő a tervezett erőművekből származik, amelyeket néhány másodpercen belül szállítanak. Ezek több energiát biztosítanak, ezáltal ismét stabilizálva a frekvenciát. Ha azonban a kiegyenlítő erő teljes ellátásának időtartama 30 másodperc marad, akkor az ilyen meghibásodás utáni frekvencia túl alacsony a magas megújuló energia-ellátáshoz, tekintettel arra, hogy a szél- és napenergia-erőművek nem képesek forgó tömeget biztosítani a hálózat számára. Ezért a modell sokkal gyorsabb reakcióidőket szimulál a rendszer számára, amely magában foglalja a nap- és szélenergiát, a gázzal való energiát és az elemeket, ezáltal megoldva a problémát.

Ilyen gyors lehívások ezekből a rendszerekből már lehetségesek, lehetővé téve ezáltal a megújuló energiák számára a forgó tömeg hiányának kompenzálását. A rendszer nagy tárolókapacitást igényel a teljes ellátáshoz, és a különféle decentralizált rendszereket hálózatba kell kapcsolni a frekvencia és a helyi feszültségingadozások kompenzálása érdekében.

A szimulációk mellett terepi teszteket is végeztek annak igazolására, hogy egy ilyen rendszer képes-e kontroll tartalékot szolgáltatni. A különféle megújuló energiarendszerek - szél, napenergia, biomassza, geotermikus, vízenergia, energiatároló és tartalék erőművek - kombinálva virtuális erőművet alkothatnak, amely nemcsak villamos energiát képes előállítani, hanem kiegyensúlyozó energiát is biztosít. A szélerőművek földrajzi egyensúlya jelentős előny, mivel ritkán fordul elő olyan helyzet, amikor „nincs szél sehol”. A különféle régiókban működő szélerőműveket ezért hálózatba kell kapcsolni. Ezenkívül a nagyobb régiók időjárás-előrejelzése pontosabb. A szél- és napenergia-rendszerek által termelt energia előrejelzésére használt előrejelzés folyamatosan javul, ami azt jelenti, hogy az ezekből a rendszerekből származó energia egyre kiszámíthatóbb, lehetővé téve számukra, hogy hozzájáruljanak a frekvencia stabilizálásához.

Jelenleg a fő probléma az, hogy a kiegyensúlyozó piac keretfeltételei megakadályozzák, hogy a megújuló energiaforrások szolgáltassák ezeket a szolgáltatásokat. Ez azt jelenti, hogy az energiarendszer már végrehajtott átalakításának magában kell foglalnia a kiegyenlítő piacot is, amely lehetőséget kínál a megújuló energiaforrások részvételére. Ez úgy érhető el, hogy rövidebb pályázati kiírásokat és átfutási időket biztosítanak. Ez lehetővé tenné a piacra való belépést is a megújuló gázok villamos energiává történő átalakításán alapuló megújuló energiaforrásokkal.

"Ha a kereslet meghaladja a kínálatot, a nem alapvető kereslet csökken és a biztonsági mentési rendszerek aktiválódnak" - magyarázza Richard Black igazgató az ECIU weboldalán. „Ha a kínálat meghaladja a keresletet, a tartalék energiát olyan dolgokra használják fel, mint a hidrogén előállítása későbbi felhasználásra vagy fűtésre, vagy exportálják. Az adott helyzetre vonatkozó pontos megoldást nagyrészt a piac dolgozza ki: a szél- és napenergia előnyt élvez, amikor termelnek, mert alapvetően ingyenes villamos energiát termelnek, és más kínálati vagy keresleti intézkedések az ártól függően jönnek be. Az intelligens technológia olajozza a döntéshozó kerekeket. ”

"De a szél nem fúj, és a Nap nem süt mindig"

"Persze", mondja Richard Black, "de a csúcsigény sem állandóan van, ezért hívják" csúcs "keresletnek."

A működés érdekében a rácsnak rugalmasnak kell lennie. Más szavakkal, módosítani kell annak érdekében, hogy alkalmazkodni tudjon a bejövő új megújuló energia rendszerekhez. Az ECIU másik előadója, az Exeter Egyetem professzora, Catherine Mitchell szerint az energiafelhasználás hatékonyabbá tételével csökkenteni kell az általános keresletet. Ezután a csúcsterhelést a nap más időpontjaira kell helyezni, energiatárolással. Végül rövid távú rugalmasságra van szükség a véletlenszerű ingadozások felfogásához.

A biogáz felhasználása villamos energia előállítására

Egy másik megoldás a biogáz elégetése. Ezt a gazdaságok anaerob emésztésével és az élelmiszer-hulladék feldolgozásával lehet előállítani, ami sok országban komoly problémát jelent, jelenleg nagy részét hulladéklerakókba helyezik. A gázt föld alatt lehet tárolni. Sajnos az AD-szektor az Egyesült Királyságban sokkal kevésbé fejlett, mint jelenleg Németország, de alaposabban megvizsgálva valóban óriási potenciállal rendelkezik.

Az Anaerob Emésztési és Bioresources Szövetség (ADBA) szerint az anaerob bontási (AD) üzemekből származó biogáz az Egyesült Királyság hazai gáz- vagy villamosenergia-igényének akár 30 százalékát is képes kielégíteni, vagy meghaladja a 80 terrawattórát (TWh). 2014-ben a Parlamenti Tudományos és Technológiai Iroda (POST), a biogáz az Egyesült Királyság őshonos gázellátásának 7 százalékát képviselte, amelyet AD-üzemek és hulladéklerakók biztosítanak. A számok azt mutatják, hogy Skócia AD-ágazata 200 százalékkal növekedhet az elkövetkező két évben, míg az Egyesült Királyság mezőgazdasági szektorában előállított biogáz a biogázból származó villamos energia 40 százalékos növekedését eredményezte. Az Egyesült Királyság biogazdasági tanácsadói, az NNFCC AD portáljuk szerint 1 tonna élelmiszer-pazarlás körülbelül 300 kWh energiát képes előállítani. A Megújuló Energia Szövetség (REA) úgy véli, hogy ha az Egyesült Királyság összes háztartási élelmiszer-pazarlása elegendő áramot képes előállítani 350 000 háztartás számára.

Egy másik lehetőség az emberi ürülékből származó biogáz. Az ENSZ nemrégiben tett közzé egy jelentést, amely szerint globálisan az emberi hulladékból származó biogáz 138 millió háztartás áramellátását biztosíthatja.

Összekötők

Arra is van lehetőség, hogy megújuló energiát importáljon külföldről rendszerösszekötőkön, HVDC tenger alatti kábeleken keresztül, olyan helyekről, mint Dánia, Németország és Norvégia. Az Egyesült Királyság már rendelkezik ilyen rendszerösszekötőkkel, amelyek Írországból, Franciaországból és Hollandiából indulnak, és az Egyesült Királyság és Norvégia közötti összeköttetés fejlesztésére irányuló lépéseket az idén májusban megkötött megállapodás kezdeményezte. Ezenkívül az EU gyorsan halad az egész Európára kiterjedő energiaunió kialakításának terveivel. Ha ez sikerrel jár, Európa egésze még tovább halad a megújuló villamos energia száz százalékos célja felé, elhallgattatva a kritikusokat.

Következtetés

Számos olyan jelentés létezik, amely valóban részletesen elmagyarázza, hogy a világ országai hogyan tudják teljes egészében vagy szinte teljes egészében a megújuló energiát működtetni 2050-ig. Például az év elején a Greenpeace megbízta a Demand Energy Equality-t, hogy vizsgálja meg ezt a kérdést: az Egyesült Királyságra vonatkozik, és megállapította, hogy az ország elérheti a megújuló energiák 90 százalékát, beleértve a szél-, nap- és árapályból származó villamos energia több mint 80 százalékát.

Tehát az alapterhelés egyáltalán nem kérdés, tekintve az ennek elérésére irányuló politikai akaratot. A valódi probléma tehát minden olyan érdek, amely egy elavult és piszkos, fosszilis energiával működő energiarendszerbe akar kapaszkodni, annak ellenére, hogy ez a korszerűtlen cselekvési mód gyorsan veszélyezteti magát a Földet és mindent, ami rajta él.


Nézd meg a videót: Megújuló energia Kiskunhalas, 2016. 05. 27. (Január 2022).