Ядрена енергия, въглища и сигурност
Първо, атомните и въглищните централи не са напълно надеждни източници на енергия, за да гарантират енергийна сигурност:
- Никой енергиен източник не работи надеждно през цялото време. Ядрените и въглищните централи спират дейност за планирани ремонти, обикновено през пролетта или есента, като остават изключени поне за няколко седмици.
- Тези електроцентрали могат да спрат работа и без предупреждение при повреди или технически неизправности
- Екстремни климатични условия могат да бъдат причина ядрените и въглищните централи да спрат работа. Примери:
- Ядрените централи в Европа трябва да спрат работа или да намалят производството си през 2006 г., защото водата в охладителните системи на реакторите става твърде топла
- По време на горещата вълна през август 2015 г. в Полша токът спира непрекъснато, тъй като много въглищни централи са принудени да преустановят работа заради твърде ниските речни нива, които не успяват да подсигурят охладителните системи
- Въглищни централи из цяла Индия трябва да спрат работа по време на сушата през 2016 г., защото нямат достатъчно вода за охлаждане – някои остават изключени месеци наред
- В САЩ горещи вълни налагат принудителното спиране на въглищни централи в Илинойс и ядрени централи в Масачузец. Такива непредвидени спирания могат да доведат до драстично увеличение на цените на електроенергия на спотовите пазари (спот пазар е публичен финансов пазар, в който се търгуват финансови инструменти или стоки с незабавна доставка, за разлика от фючърс пазарa, при който доставката се дължи на по-късна дата.)
- Въглищните и ядрените източници на енергия не могат да издържат и на екстремно ниски температури. По време на Полярния вихър през 2014 г., когато Съединените щати са сковани от необичайно ниски температури и обилен снеговалеж, въглищните и атомните централи са принудени да спрат работа, защото не могат да устоят на ниските температури. Въглищните централи, които продължават да работят, не могат да поддържат производството, защото купчините въглища замръзват. Енергията, благодарение на която северозападните щати остават на светло и топло, е произведена от… вятърни централи, които успяват да обезпечат повишеното търсене.
- Дори и екстремните валежи от дъжд предизвикват проблеми. Ураганът Харви потопява във вода огромни купчини въглища и тъй като централите в Тексас не могат да ги използват, преминават към горене на газ.
Възобновяеми източници на енергия и сигурност на мрежата
Възобновяемите енергийни източници не излагат на риск сигурността на мрежата. В Съединените щати, където те вече осигуряват 15% от необходимото електричество, правителственото звено, което наблюдава надеждността на мрежата (NERC), през 2017 г. постанови: „Състоянието на мрежата в Северна Америка остава много надеждно, с тенденция за подобряване с всяка следваща година“.
Гъвкавост
Второ, централите, които осигуряват базови мощности, не са гъвкави източници – нито технически, нито икономически. Повечето имат бавни темпове на увеличение или понижение на мощностите, високи нива на минимално производство и/или дълги и скъпи процеси на включване и изключване. Атомните и въглищните централи работят най-икономично, когато избягват чести включвания и изключвания и произвеждат непрекъснато. Това ги прави несъвместими с по-задълбоченото разработване и включване в мрежата на възобновяеми енергийни източници като вятър и слънце, защото ядрените и въглищните централи не могат да променят мощностите си достатъчно бързо, за да балансират системата. Вместо от базови мощности, системата всъщност се нуждае от енергийни източници, които могат да произвеждат енергия гъвкаво.
(Фигура: Възобновяемите източници се нуждаят от гъвкави резервни мощности, а не от базови такива. Необходимо количество енергия за седмица през 2012 г. и през 2020 г., Германия, в GW)
Източник: Energiewende team
Опитът показва, че традиционните базови мощности са ненужни. Например:
- През 2014 г. в Южна Австралия възобновяемата енергия осигурява 39% от годишното потребление на електричество (33% вятърна и 6% слънчева). В резултат на това въглищните централи, които предлагат базови мощности, стават излишни и са затворени.
- Северните германски провинции Мекленбург-Предна Померания и Шлезвиг-Холщайн вече функционират със 100% нетно производство на възобновяема енергия, предимно вятърна. „Нетна“ означава, че търгуват помежду си и със съседите си. Те не разчитат на централи, които предлагат базови мощности.
Технологиите, които позволяват балансиране на системата вече се прилагат
Променливите източници на енергия, като вятър и слънце, се балансират лесно и бързо в електрическите системи чрез няколко вече съществуващи технологии и мерки за планиране по мрежата. Те включват:
- Технологии за възобновяема енергия, които се диспечират бързо и могат да бъдат включени при необходимост, като геотермална технология, малки хидроенергийни източници, концентрирани слънчево-топлинни технологии (някои системи могат да съхраняват енергия до 15 часа) и биоенергия.
- Интелигентни мрежи и гъвкавост в отговор на потребителското търсене.
- Съхранение на енергия, което включва батерии, помпено-акумулиращи хидроинсталации и сгъстен въздух. Електрическите автомобили също се смятат за важни механизми за съхранение, които могат да подобрят гъвкавостта на търсенето в електрическата система. При тест, проведен в Италия, паркирани електрически автомобили печелят общо $1530, като предоставят съхранената енергия на мрежата.
Целта е да имаме на разположение различни енергийни източници, разпространени на голяма географска територия, които могат да бъдат включени в отговор на променливо търсене, както и система от интерконектори, която да позволява енергията да достига до местата, където е най-необходима.
Както казва бившият директор на Федералната комисия за енергийно регулиране на Съединените щати: „Базовите мощности“ ще се превърнат в отживелица“.
За по-подробна информация, която развенчава мита за базовите мощности, вижте тук.
Ключов факт: Това, от което съвременните мрежи имат нужда, е гъвкавост. Възобновяемите източници, заедно с интелигентните мрежи, правилните интерконектори и управлението на търсенето и съхранението, могат да осигурят тази гъвкавост.