Если нам нужно тепло зимой, и в основе энергетики Солнце и ветер, нужно понять как передать электричество из лета в зиму. Если этот вопрос не решить, потребуется создавать систему генерации в двойном размере.
Вопрос о хранении электроэнергии обсуждается часто, но обычно как задача о сохранении относительно малых объемов на относительно небольшой срок (часы или дни). Если задача стоит о накпоелнии электричества летом для обогрева зимой, масштаб совсем иной.
Теоретически можно построить ветряков и панелек с большим избытком, так чтобы летом они запасали энергию в огромном количестве резервуаров , чтобы использоваться зимой. Но стоимость будет запредельной - и системы хранения, и системы генерации, плюс нужно учесть потери хранения и конвертации. Не стоит забывать и про риск исчерпания ресурсов, требуемых для всех этих панелек, ветряков и батарей.
Гораздо дешевле будет использование дров для обогрева зимой, но биомасса будет очень быстро исчерпана. В общем, чем заменить ископаемые углеводороды в данном вопрос - неясно.
Некоторые страны имеют необычно большую долю электрогенерации в энергобалансе. Могут ли другие страны использовать их опыт?
Согласно BP Statistical Review of World Energy мировыми лидерами по доле, какую электричество имеет в их энергобалансе, являются следующие страны:
Швеция – 72.7%
Норвегия – 69.5%
Финляндия – 59.9%
Швейцария – 57.5%
Все эти страны имеют небольшое население и значительную долю от гидроэлектростанций. Если дамбы построены давно и полностью окупились, генерируемое электричество очень недорого. Кроме того у Швеции, Финляндии и Швейцарии есть атомная генерации, обеспечивающая порядка трети генерации. Другим странам будет очень тяжело создать источники генерации в большом объеме с такой же себестоимостью.
Вообще, богатые страны имеют обычно большую долю электричества в энергобалансе, чем бедные:
Страны OECD – (богатые) – 2015 – 44.5%
не-OECD (менее богатые) – 2015 – 39.3%
Китай интересный пример, вот какой скачок совершил у нее этот показатель с 1985 по 2015:
Китай – 1985 – 17.5%
Китай – 2015 – 43.6%
В 1985 Китай использовал большую часть угля напрямую, без конвертации в электроэнергию. Индустриализация позволила расширить область применения электричества, что и дало наблюдаемый скачок до уровня богатых стран. Если доля электричества продолжит расти, это скорее всего будет означать, что оно теперь будет использоваться менее эффективно (например, для обогрева или приготовления пищи).
Гидрогенерация может неплохо балансировать в солнечной и ветряной генерации, но имеет проблемы с масштабируемостью. Кроме того, проблема прерывистой генерации тоже ее касается, что мешает полагаться целиком.
Если посмотреть на помесячную гидрогенерацию в США, мы увидим характерную "пилу". В мае или июне, когда снег тает, генерация выше, осенью и зимой - ниже. Рисунок 4. Гидрогенерация США по месяцам
Это означает, что она не сильно поможет решить проблему большого разрыва в электрогенерации возникающего зимой.
Она также имеет проблему масштаба недостаточного, чтобы соответствовать энергопотреблению США. На следующем рисунке показано как гидрогенерация США вместе с солнцем и ветряками вместе сравнима с потреблением газа:
И следует помнить, конечно, сравнивая эти цифры, что, с учетом разъяснений про коэффициенты выше, они показывают сколько газа потребуется для производства этого объема электричества.
Потребление газа в США в сравнении с гидро / солнечной / ветряками
А для расчета, сколько электричества потребуется, чтобы согреть столько же домов, сколько можно на этом объеме газа , коэффициент будет другим - и на графике бы было лишь 38% от того, что показано для гидро / солнца / ветряков.
Пример показывает, что даже один газ заменить будет очень сложно. А ведь есть еще нефть и уголь.
Гидрогенерация имеет большие вариации в разные годы.
Скачки в гидрогенерации в разные годы могут быть очень большими:
Гидрогенерация в 6 странах ЕС
Более того, если смотреть не отдельные страны, а большие группы, скачки будут еще больше.
Гидрогенерация в тех 6-ти странах вместе взятых, а также в США, Канаде и Бразилии
Вывод, который можно сделать из этих графиков, что даже если массово использовать сверхдлинные линии электропередачи, гидрогенерация глобально колеблется от году к году. Вариация будет, причем, существенно больше, чем видно на этих картинках, так как внутри года она делается неравномерно, а с пиком весной. Поэтому, если страна хочет сделать гидроэнергию основным источником энергии, она должна заложить существенные риски касательно стабильности и предсказуемости генерации.
Оценили 4 человека
8 кармы