Vai siltumenerģija tiks pilnībā aizstāta?

ⅰMācības no strāvas padeves pārtraukumiem

Vai esat kādreiz piedzīvojuši elektrības padeves pārtraukumu? Pēkšņi viss kļūst tumšs, lifti apstājas, mobilie tālruņi izlādējas un gaisa kondicionieri izslēdzas. Šī bezpalīdzības sajūta liek saprast, ka elektrība ir mūsdienu sabiedrības "gaiss".

Faktiski visā pasaulē ir notikuši nopietni elektroenerģijas padeves pārtraukumi:

2003. gada Ziemeļamerikas aptumšošana vienas nakts laikā atstāja desmitiem miljonu lietotāju tumsā.

2021. gada Teksasas aukstuma vilnis izraisīja vēja enerģijas un dabasgāzes elektrostaciju masveida apturēšanu, un bez enerģijas uzglabāšanas kā rezerves sistēmas miljoniem cilvēku cieta no sasalšanas temperatūras un elektroenerģijas padeves pārtraukumiem.

Elektroenerģijas padeves pārtraukumi dažos Ķīnas reģionos: ogļu trūkums un atjaunojamās enerģijas svārstības ir noslogojušas elektrotīklu, izraisot enerģijas ierobežojumus.

Šie piemēri mums parāda, ka paļaušanās tikai uz siltumenerģiju ir riskanta, un arī paļaušanās tikai uz atjaunojamo enerģiju ir riskanta. Energosistēmai ir nepieciešama stabilāka “kombinēšanas stratēģija”.

ⅡVaras struktūras dažādās valstīs

Barošanas avoti visā pasaulē ievērojami atšķiras:

Ķīna: Ogļu enerģija joprojām ir galvenais enerģijas avots, taču pēdējos gados ir strauji pieaugusi fotoelektrisko un vēja enerģijas uzstādītā jauda, ​​un modelis “atjaunojamā enerģija + enerģijas uzglabāšana” pakāpeniski kļūst par tendenci.

Amerikas Savienotās Valstis: Līdzsvarota pieeja starp dabasgāzi un atjaunojamo enerģiju, vienlaikus ieņemot pasaules līderpozīcijas akumulatoru enerģijas uzkrāšanas tehnoloģiju jomā, Kalifornijā un citos reģionos uzbūvējot pasaulē lielākās enerģijas uzkrāšanas spēkstacijas.

Eiropa: Vācija un Spānija ir vēja un saules enerģijas pionieres, savukārt Francija tīkla stabilitātes nodrošināšanai paļaujas uz kodolenerģiju. Eiropa kopumā ir apņēmusies īstenot enerģētikas pāreju, un uzglabāšanas sistēmu attīstība paātrinās.

Japāna un Dienvidkoreja: Šīm valstīm, kas ir ļoti atkarīgas no importētās enerģijas, ir jālīdzsvaro piegādes drošība, vienlaikus aktīvi attīstot saules, ūdeņraža un uzglabāšanas tehnoloģiju kombinācijas.

Kopumā visi reģioni virzās uz “atjaunojamās enerģijas + uzglabāšanas” modeli, lai gan atšķirīgā tempā.

ⅲKāda ir pašreizējā situācija?

Jaunu enerģijas avotu attīstība plaukst, taču tā saskaras arī ar izaicinājumiem.

Fotoelektriskās un vēja enerģijas “kaprīzums”: fotoelektrisko enerģiju var ģenerēt tikai dienā, kad spīd saule, un tā naktī apstājas; vēja enerģija ir atkarīga no laikapstākļiem, un tā apstājas “bezvēja periodos”. Šī svārstība rada spiedienu uz elektrotīkla stabilu darbību.

Enerģijas uzkrāšanas akumulatoru parādīšanās: litija jonu akumulatori un plūsmas akumulatori darbojas kā milzīgas “ārējās enerģijas bankas”, uzkrājot lieko elektroenerģiju pārpalikuma periodos un atbrīvojot to maksimālā pieprasījuma laikā, lai palīdzētu līdzsvarot tīklu.

Politikas virzītājspēki: Ķīna ir skaidri noteikusi, ka jauniem fotoelektriskās un vēja enerģijas projektiem jābūt saistītiem ar enerģijas uzkrāšanas iekārtām. Tikmēr ASV un Eiropa izmanto fiskālās subsīdijas un tirgus mehānismus, lai stimulētu uzņēmumus būvēt enerģijas uzkrāšanas infrastruktūru.

Joprojām pastāv problēmas: enerģijas uzkrāšanas baterijas ir dārgas, to kalpošanas laiks ir ierobežots, un to pārstrāde un atkārtota izmantošana pēc to kalpošanas laika beigām joprojām ir neatrisinātas problēmas.

Citiem vārdiem sakot, enerģijas uzkrāšana pakāpeniski kļūst plaši izplatīta, taču paies laiks, līdz tā pilnībā aizstās tradicionālos enerģijas avotus.

ⅣKāpēc aizstāt ar oglēm kurināmo enerģiju?

Vides aizsardzība: Ogļu enerģija ir viens no galvenajiem oglekļa emisiju, gaisa piesārņojuma un siltumnīcas efekta veicinātājiem.

Enerģētiskā drošība: Ogļu un dabasgāzes cenu svārstības tieši ietekmē elektroenerģijas cenas un piegādi.

Ekonomiskā dzīvotspēja: Fotoelektriskā un vēja enerģija kļūst arvien pieejamāka, pat rentablāka nekā enerģija, ko kurina ar oglēm.

Oglekļa neitralitātes mērķi: Lai samazinātu emisijas, pakāpeniski jāpārtrauc ogļu enerģijas ražošana un galu galā tā pilnībā jāizslēdz.

ⅤVai tā var pilnībā aizstāt ar oglēm kurināmo enerģiju?

Atbilde ir: Galu galā, bet ne tik drīz.

Nākamo 10 gadu laikā ogļu enerģija joprojām būs tīkla “mugurkauls”.

2030.–2040. gads: enerģijas uzglabāšanai kļūstot lētākai un ūdeņraža enerģijai uzticamākai, ogļu enerģija pakāpeniski nonāks “uz normas”.

Ap 2050. gadu: paredzams, ka vadošo lomu ieņems atjaunojamā enerģija apvienojumā ar enerģijas uzglabāšanu, un ogļu enerģijas ražošana lielā mērā tiks pārtraukta.

Citiem vārdiem sakot, nākotnes energosistēma, visticamāk, būs šāda: galvenie avoti būs atjaunojamā enerģija un enerģijas uzkrāšana, ogļu enerģija ieņems otro vietu, bet kodolenerģija, hidroenerģija un ūdeņraža enerģija nodrošinās papildu atbalstu.

Enerģijas uzglabāšanas akumulatori arvien biežāk tiks komplektēti ar saules un vēja enerģiju, tāpat kā viedtālruņi nevar darboties bez akumulatoriem. Tomēr, lai atjaunojamā enerģija pilnībā aizstātu ogļu enerģiju, joprojām ir nepieciešami tehnoloģiski sasniegumi, politikas atbalsts un tīkla modernizācija. Nākotnē ogļu enerģija, iespējams, nepazudīs pēkšņi, bet gan pakāpeniski atkāpsies otrajā plānā, līdz kādu dienu jūs sapratīsiet, ka enerģētikas nozarē jau ir dominējusi tīrā enerģija.