Чистая сеть — это также самая дешевая сеть

Всеобъемлющий новый анализ пришел к выводу, что Массачусетс может удовлетворить пиковый спрос на электроэнергию в 2050 году с использованием энергетического баланса, полностью свободного от генерации на основе сжигания — и что этот чистый путь представляет наиболее экономичный вариант для плательщиков счетов штата. Это открытие опровергает общепринятое мнение в коммунальной отрасли, где газовые пиковые установки давно считаются необходимой страховкой против дней максимального спроса в году.

Отчет моделирует несколько сценариев для удовлетворения прогнозируемого пикового спроса штата, учитывая электрификацию отопления и транспорта, которая значительно увеличит потребление электроэнергии в предстоящие десятилетия. Во всех проанализированных сценариях комбинация возобновляемой энергии, батарейного накопления, долгосрочного накопления энергии, управления спросом и регионального импорта сетевой энергии оказалась дешевле, чем пути, включающие новую газовую генерацию или поддержание существующих электростанций сжигания.

Что заменит газовые пиковые установки

Энергетический баланс без сжигания, выявленный анализом, зависит от нескольких дополняющих друг друга технологий, работающих совместно. Солнечная и морская ветровая энергия обеспечивают основную часть генерации, а литий-ионные батареи справляются с кратковременными пиками, длящимися четыре-восемь часов. В период длительного низкого возобновляемого производства — многодневные зимние холода, которые представляют наиболее сложные моменты для сети — долгосрочные технологии накопления энергии, такие как железо-воздушные батареи и системы сжатого воздуха, заполняют разрыв.

Управление спросом играет решающую роль в выводах модели. Путем переноса гибкого потребления электроэнергии — такого как зарядка электромобилей, водяное отопление и промышленные процессы — на периоды, когда возобновляемое производство обильно, пиковый спрос, который сеть должна обслуживать в любой момент времени, существенно снижается. Умные термостаты, динамическое ценообразование и автоматизированные системы управления нагрузкой обеспечивают эту гибкость без необходимости жертвовать комфортом или производительностью потребителей.

  • Путь без сжигания экономит плательщикам счетов примерно $2,4 млрд по сравнению со следующей самой дешевой альтернативой к 2050 году
  • Морская ветровая и солнечная энергия обеспечивают примерно 80 процентов общей генерации энергии в модели
  • Емкость батарейного накопления в 15-20 гигаватт-часов необходима для управления суточными пиковыми циклами спроса
  • Долгосрочное накопление в 50+ часов предназначено для решения наиболее экстремальных многодневных событий низкого возобновляемого производства

Экономика изменилась

Наиболее поразительный вывод отчета заключается не просто в том, что сеть без сжигания технически осуществима — это десятилетиями доказывали сторонники чистой энергии — а в том, что она теперь является экономически оптимальным выбором. Снижение стоимости солнечных панелей, ветротурбин и особенно литий-ионных батарей за последнее десятилетие коренным образом изменило сравнительную экономику чистой генерации и генерации на ископаемом топливе.

Газовые пиковые установки, хотя и относительно дешевые в строительстве, дороги в эксплуатации, потому что работают только в часы максимального спроса. Их топливные затраты, затраты на соответствие углеродному регулированию и расходы на техническое обслуживание делают их все менее конкурентоспособными по сравнению с батареями, которые могут заряжаться дешевой возобновляемой электроэнергией и подаваться в период пиков с практически нулевыми маржинальными затратами.

Анализ также учитывает стоимость поддержания газовой инфраструктуры — трубопроводов, компрессорных станций и систем доставки — которая потребуется для поддержки пиковых установок, даже если они работают всего несколько сотен часов в год. Устранение этой инфраструктуры представляет значительное снижение затрат, которое часто упускается в более простых сравнениях отдельных генерирующих технологий.

Последствия за пределами Массачусетса

Хотя отчет относится конкретно к Массачусетсу, его выводы актуальны для планирования сетей на северо-востоке США и далее. Климат штата — с холодной зимой, которая создает спрос на отопление, умеренными солнечными ресурсами и отличным потенциалом морской ветровой энергии — репрезентативен для многих умеренных регионов, стоящих перед аналогичными задачами декарбонизации.

Если наиболее экономичный путь для удовлетворения пикового спроса в холодном климате штата со значительной электрификацией отопления не требует сжигания топлива, то это подразумевает, что более теплые регионы с лучшими солнечными ресурсами сталкиваются с еще более сильным экономическим обоснованием для устранения генерации на основе ископаемого топлива. Отчет эффективно устраняет один из последних технических и экономических аргументов в пользу поддержания газовой инфраструктуры как части долгосрочной стратегии развития сетей.

Коммунальные регуляторы и планировщики сетей в других штатах, вероятно, обратят на это внимание. Интегрированные планы ресурсов — документы, которые направляют инвестиционные решения коммунальных предприятий на многодесятилетних горизонтах — все чаще отражают снижение стоимости технологий чистой энергии. Анализ Массачусетса обеспечивает строгую поддержку моделирования для планировщиков, которые уже склоняются к путям чистой энергии, но сталкиваются с сопротивлением заинтересованных сторон, имеющих интересы в продолжающемся использовании природного газа.

Вызовы впереди

Реализация пути без сжигания требует постоянной политической поддержки, продолжающегося снижения стоимости технологий и значительных инвестиций в инфраструктуру. Сроки выдачи разрешений на морскую ветровую энергию, модернизацию передачи и объекты накопления энергии должны быть сокращены, чтобы соответствовать темпам развертывания, которые предполагает модель. Развитие кадров в области установки и технического обслуживания чистой энергии — это еще одно критическое условие для успеха.

Отчет признает, что его прогнозы зависят от траектории стоимости технологий, которая, хотя соответствует историческим тенденциям, не гарантирована. Замедление снижения стоимости батарей или задержки в коммерциализации долгосрочного накопления энергии могли бы изменить экономический расчет. Однако размер сбережений, выявленный анализом, обеспечивает существенный буфер против таких непредвиденных обстоятельств, предполагая, что путь чистой энергии остается лучшей ставкой даже при менее оптимистичных предположениях.

Эта статья основана на отчетах Utility Dive. Прочитайте исходную статью.