Промишленост

Не е толкова лесно: Изчисляване на разходите за интегриране на възобновяемата енергия в мрежата

Не е толкова лесно: Изчисляване на разходите за интегриране на възобновяемата енергия в мрежата

Изгражда се Националната лаборатория за възобновяема енергия (NREL), Инструмент за интеграция на енергийни системи (ESIF). Това е система за научноизследователска и развойна дейност за интеграция на системи с мегават мащаб в NREL [Източник на изображението: Денис Шрьодер / NREL]

Изчисляването на разходите за интегриране на възобновяема електроенергия в мрежата не е лесен въпрос, тъй като има редица усложняващи фактори. Това обаче не е въпрос само на възобновяеми източници, тъй като почти всички генериращи технологии налагат разходи, когато се добавят към преносната система. Това важи особено за големите генератори, които изискват допълнителни резервни изисквания за предпазване от внезапна повреда. Наложените разходи се разпределят между всички генериращи технологии и това от своя страна означава, че технологиите, които създават проблема, се субсидират ефективно от по-малките производители. Обосновката, използвана тук, е, че по-големите генератори и увеличените резерви за непредвидени обстоятелства са от полза за цялата система

През последните години разходите за производство на технологии от възобновяеми енергийни източници, като слънчева и вятърна енергия, са спаднали до такава степен, че нивата на разходите за електроенергия (LCOE) и за двете технологии сега са под тези на конвенционалните изкопаеми горива и ядрената енергия в много части от света.

Вятърът и слънчевата енергия обаче са примери за възобновяеми технологии, които не могат да доставят енергия при поискване поради проблема с прекъсванията. Това означава, че основните разходи произтичат от разполагането на допълнителни енергийни системи, осигуряващи мощност в резерв.

Друго усложнение е, че вятърните и слънчевите централи са разположени в отдалечени райони, далеч от най-голямото търсене. Това означава, че ще бъде необходима нова мрежова инфраструктура, за да се интегрира ефективно възобновяемата енергия в глобалните енергийни системи. Потенциалните разходи за това се обсъждат горещо, до голяма степен в зависимост от конкретната енергийна система и методологията.

[Източник на изображението: Wikimedia Commons]

Публикация на две страници, изготвена от NREL коментари:

„Въпреки че редица проучвания оценяват разходите за интеграция, правилното им изчисляване е предизвикателство, тъй като е трудно да се разработи точно базов сценарий без генериране на променлива (VG), който правилно отчита енергийната стойност. Също така е трудно да се разпределят по подходящ начин разходите предвид сложните, нелинейни взаимодействия между ресурси и товари. "

Разходите за интеграция се състоят от мрежови разходи, разходи за балансиране и разходни ефекти върху конвенционалните електроцентрали („ефектът на използване“). Мрежовите разходи включват разходите за пренасяне на електроенергия от мястото, където се генерира до мястото, където е необходимо. Балансиращите разходи са тези, които компенсират разликите между прогнозната мощност и реалното производство. Разходите за взаимодействие между възобновяеми енергийни източници и други електроцентрали включват специфичните производствени разходи в тези централи поради намаляването на техните часове на пълно натоварване. Тези разходи възникват при добавяне на нова електроцентрала към енергийна система, но интеграционните разходи за вятърна и слънчева енергия са различни от тези на централите с „базово натоварване“.

Най-голямата дискусия около интеграцията включва разходите, свързани с взаимодействието между новата възобновяема енергия и съществуващата конвенционална енергия. Подобна дискусия включва изчисляването на „ефекта на използване“, при който някои инсталации се модернизират, докато използването на други се намалява. На свой ред, намаленото използване на тези инсталации увеличава специфичните им производствени разходи.

Доклад на Agora-energiewende препоръчва изчисляването на общите разходи за електроенергийната система, със и без вятърна и слънчева енергия, като средство за сравняване на редица различни източници на производство. Това също е нещо, което Националната лаборатория за възобновяема енергия в САЩ (NREL) признава.

Едно от разпределителните табла Red B Racetrack в Инструмента за интеграция на енергийни системи (ESIF) на NREL [Източник на изображението: Денис Шрьодер - NREL]

Сега има техники за анализ, които могат ефективно да симулират работата на електроенергийната система с синхронизирано във времето натоварване и данни за вятър и слънце. Някои от тези модели работят с почасови (или по-кратки) периоди от време в продължение на една година или повече. Това означава, че те са в състояние да прогнозират грешки от вятър, слънчева енергия и товар, както и да могат да изчисляват продукцията и потреблението. Това означава, че общите системни разходи могат да бъдат изчислени точно при редица различни условия, като разликите в разходите обикновено се доминират от икономиите на разходи за гориво, осигурени от възобновяемите енергийни източници.

Независимо от това, изчисляването на „интеграционни разходи“, занимаващи се с добавените разходи, възникнали в резултат от променливостта на вятъра и слънчевата енергия, остава трудно. Това се дължи на сложното взаимодействие между компонентите на енергийната система, което поражда въпроси относно това дали компонентите на разходите за интеграция могат да бъдат разплетени или не. Тази сложност произтича от проблема за установяване на условията за сравнение и взаимодействието между генериращите ресурси, особено като се има предвид, че разходите за вятърна и слънчева интеграция не могат да бъдат директно измерени.

Примери за често срещани грешки в изчисленията, направени по време на интеграционни проучвания, включват:

  • Двойно отчитане - Това обикновено е резултат от неотчитане на обединените ползи или включване на едно и също ниво на променливост в множество източници на генериране.
  • Опит за балансиране на генерирането на променливи в изолация от натоварване
  • Мащабиране на мощността на генераторите на променливи, за да представи очакваната мощност на по-голям флот, който има тенденция да надценява количеството на променливостта от вятъра и евентуално и от слънчевата енергия.

ВИЖТЕ СЪЩО: МРЕЖНА МОДЕРНИЗАЦИЯ ЗА ВЪЗОБНОВЯЕМА ЕНЕРГИЯ

Текущият интеграционен анализ за вятър и слънчева енергия използва същия софтуер за ограничаване на сигурността и софтуер за икономическо изпращане, използван за управление на настоящата енергийна система. Модели, участващи в числено прогнозиране на времето, облачно покритие и друга технология за моделиране на времето, се използват за генериране на данни за времеви редове от вятър и слънце, които могат да бъдат синхронизирани във времето с данни за натоварването. Моделирането се извършва в продължение на няколко години с 10-минутна резолюция или дори по-бързо и са включени прогнози за вятър и слънце. Базов случай, с изключение на променливото производство, може да бъде сравнен с няколко проучвания на случаи с проникване на променливи генерации с висока степен на проникване, за да се оцени въздействието на вятъра и слънчевата енергия върху горивата и експлоатационните разходи, изискванията за резерви и работата на конвенционалните технологии за производство. Това означава, че общите системни разходи със и без генериране на променливи вече могат да бъдат изчислени с разумно високо ниво на доверие.

Освен това, променливите технологии за възобновяема енергия осигуряват разнообразие, ценова стабилност, енергийна сигурност и множество ползи за околната среда. Всички тези фактори осигуряват ползи за всички потребители на електроенергийната система, което означава, че разходите за интеграция биха могли да бъдат широко разпределени.

Други мерки, които могат да бъдат въведени, включват подобрена координация между съседните системни оператори, увеличено географско разнообразие от вятърни и слънчеви инсталации, усилване на преноса и решения от страна на търсенето, като отговор на търсенето и ценообразуване по време на употреба. Разглеждайки такива мерки в преглед на литературата, направен през август 2015 г., Synapse установи, че вятърът и слънчевата енергия могат да бъдат интегрирани за около $ 5 (£ 3,41) на MWh.


Гледай видеото: Щрихи от утрото - Какво е бъдещето на зелената енергия в Черноморския регион? (Септември 2021).