На прошлой неделе британский системный оператор National Grid ESO опубликовал документ о перспективах энергетического развития страны до 2050 года. Доклад “Future Energy Scenarios (FES) 2019” содержит четыре сценария. Исследование, безусловно, интересно и для нас в плане понимания процессов, идущих в современной энергетике.
В своей работе ESO впервые смоделировал «углеродно-нейтральную» (net zero) энергетику, что соответствуют недавно утверждённой государственной стратегииna. ESO приходит к выводу, что, хотя достижение «чистого нуля выбросов» возможно, для этого потребуются «немедленные» действия в политической и технологической сферах. В частности, необходима основательная реконструкция Фонда недвижимости, а в 23 млн домов к 2050 году должны быть установлены новые, низкоуглеродные системы отопления.
Из четырех сценариев, описанных в отчете (они обозначены на картинке), два сценария «Community renewables» (Развитие распределённых ВИЭ) и «Two degrees» («Два градуса») предполагают снижение выбросов углерода минимум на 80% к 2050 году и достижение климатических целей страны, а два других — «Умеренное развитие» и «Эволюция Потребителей» — нет.
Во всех сценариях предполагается существенный рост электроэнергетики в целом и декарбонизированной генерации, в частности. Сценарии с наибольшим увеличением — «Community renewables» и «Two degrees», в которых установленная мощность электрогенерации более чем удвоится к 2050 году. При этом в сценарии, предполагающем усиленное развитие местной, распределенной генерации на основе ВИЭ, на такие распределённые ресурсы будет приходиться 58% всей мощности энергосистемы или 136 ГВт. В сценарии «Два градуса» рост мощностей солнечной и ветровой энергетики приведёт к повышению доли ВИЭ в выработке до примерно 80% уже к 2030 году.
В FES 2019 описано несколько различных методов обеспечения гибкости (flexibility), необходимой для оптимальной работы энергосистемы в условиях высокой доли ВИЭ, в том числе управление спросом (DSR) как бытовых, так и коммерческих и промышленных (C&I) потребителей, электромобилей с использованием технологий «автомобиль-сеть» сеть (V2G) и «автомобиль-дом» (V2H), а также хранение электроэнергии.
Мощности систем накопления энергии быстро растут во всех сценариях, но особенно быстро, что логично, в сценарии «Community renewables»:
Объёмы управления спросом коммерческих и промышленных потребителей также растут во всех сценариях, поскольку рыночные правила и продукты станут более эффективными.
В секторе жилой недвижимости наибольший объем гибкости обеспечивается также в сценарии Community renewables, где высокий уровень использования интеллектуальных счетчиков, интеллектуальных приборов, систем накопления энергии позволит снизить пиковый спрос на электроэнергию со стороны данного сегмента на 10% к концу 2030-х годов и на 13,5% к 2050 году.
Тем не менее, темпы роста рынка гибкости в секторе жилой недвижимости будут зависеть от множества факторов, включая скорость распространения динамических тарифов, ассортимент доступных интеллектуальных счетчиков, количество установленных накопителей энергии и систем накопления тепла.
Что касается транспорта, в отчете предполагается, что к 2050 году парк электромобилей в стране достигнет 35 миллионов. По прогнозам, к тому же сроку до 78% владельцев электромобилей смогут использовать «интеллектуальные» зарядные станции, а 14% будет вовлечены в технологии V2G. Последнее позволит обеспечить полезные для системы емкости хранения энергии в электромобилях, соответствующие 1/5 солнечной генерации Великобритании.
Потребление природного газа снижается во всех сценариях при сохранении потребности в газообразном топливе. Водород будет заменять природный газ. Самый высокий спрос на водород прогнозируется в сценарии «Два градуса», здесь потребуется 377 ТВт*ч природного газа и 40 ТВт*ч электроэнергии для его выработки. В сценарии «Community renewables» гораздо меньшие потребности в водороде будут целиком удовлетворяться с помощью электроэнергии.
Атомная энергетика сохраняется во всех сценариях, наибольшее значение она будет играть в сценарии «Two degrees».