Газовые электростанции в полностью декарбонизированной энергосистеме

Согласно новому исследованию компании Aurora Energy, проведенному для Великобритании, для достижения нулевого баланса выбросов (net zero) стране потребуются большие мощности гибких газовых электростанций, оснащенных системами улавливания и хранения углерода (CCS) или работающие на водороде.

Газовые электростанции в полностью декарбонизированной энергосистеме

Это объясняется тем, что системы накопления энергии (СНЭ) на основе аккумуляторов плохо подходят для долгосрочного (сезонного) хранения энергии по экономическим и технологическим причинам, а другие комбинации энергетических ресурсов, например, сочетание ВИЭ с атомной энергетикой и СНЭ также являются более дорогими.

Ожидается, что пиковый спрос в Великобритании вырастет с нынешних 50 ГВт до 80 ГВт к 2050 году, поскольку будут электрифицированы такие сектора экономики, как транспорт и теплоснабжение.

Большая часть этого потребления будет удовлетворена за счет возобновляемых источников энергии: по оценке Aurora, в период с 2021 по 2050 год в электроэнергетическую систему будет добавлено более 100 ГВт ветровых и солнечных мощностей. Но переменная выработка этих технологий означает, что на них нельзя положиться в обеспечении надежности энергоснабжения.

По расчетам Aurora, оптимальным решением для обеспечения системной надёжности будут являться гибкие газовые мощности: «в перспективе до 2050 года газовые установки по-прежнему останутся единственным возможным вариантом».

Например, согласно оценке компании, для покрытия теоретически возможного разрыва между генерацией и потреблением электроэнергии, потребуются 2-х часовые СНЭ общей мощностью почти 2000 ГВт и стоимостью (CAPEX) 747 млрд фунтов стерлингов, а также 4-х часовые СНЭ общей мощностью почти 1000 ГВт и стоимостью 546 млрд фунтов. В то же время эту задачу могут выполнить «низкоуглеродные» газовые электростанции общей мощностью 45 ГВт и стоимостью 38 млрд фунтов. В последнем варианте речь идет о 20 ГВт электростанций, работающих на природном газе и оснащенных CCS и 25 ГВт водородных пиковых электростанциях. «Улавливание углерода и водородные технологии, таким образом, представляют собой технически жизнеспособный путь для газовых активов для обеспечения энергетической безопасности, и при этом дают возможность резко сократить выбросы в соответствии с целями достижения нулевых выбросов», — отмечают авторы.

Отметим, что указанные мощности (45 ГВт) превышают нынешнюю установленную мощность газовой энергетики Великобритании (30 ГВт).

Выводы доклада нельзя назвать такими уж новыми. Все исследователи согласны с тем, что для надежного функционирования системы с доминирующей долей ВИЭ потребуются большие объёмы гибких, в том числе газовых, мощностей. В частности, европейская ассоциация электроэнергетики Eurelectric ранее отмечала, что электроэнергетика Европы может быть полностью декарбонизирована уже к 2045 году. При этом на долю ископаемого топлива будет приходится примерно 5% производимой электроэнергии, хотя мощности газовых электростанций будут составлять весомые 15% от общей установленной мощности. Также напомним немецкое исследование, в котором описано, как энергосистема с большой долей ВИЭ будет функционировать в течение длительных периодов пасмурной и безветренной погоды. В данной работе также предусмотрены гигантские газовые мощности, наряду с интегрированными с систему электролизёрами.

Исследование Aurora подтверждает эти выводы, и в нём весьма интересна конкретика — технологические и экономические расчёты, обосновывающие выбор оптимального набора технологий.

По материалам: elektrovesti.net