Хранение энергии может стать громом среди ясного неба для рынка газа

Хранение энергии может использоваться для решения проблемы непостоянности возобновляемых источников энергии, таких как ветер и солнце, и стать потенциальным конкурентом газу, который сейчас обычно используется для балансировки нагрузок на сеть во время среднего и пикового спроса на электроэнергию. Распространение схемы поставок «газ-к-электростанции» привело к росту спроса на сжиженный природный газ (СПГ), особенно в таких странах, как Великобритания, где непостоянные возобновляемые источники энергии занимают значительное место в энергобалансе.

Индустрия хранения энергии пока еще находится на ранних стадиях развития, но уже показывает быстрый рост. Bloomberg New Energy Finance (BNEF) предсказывает, что инвестиции в хранение энергии превысят 8 млрд. долларов к 2024 году, что в шесть раз больше, чем на настоящее время. BNEF прогнозирует, что Япония, Индия, США, Китай и Европа займут 71% мирового объема хранения энергии в 2024 году. Ассоциация хранения энергии (Energy Storage Association) предсказывает, что объем хранения в электросети США увеличится в 10 раз к концу десятилетия.

Хранение может осуществляться несколькими способами: наиболее распространено гидроаккумулирование, при котором вода закачивается вверх за плотину, а потом по необходимости спускается, приводя во вращение производящие электроэнергию турбины.

Наиболее известны широкой публике, однако, высокообъемные химические накопители — включая такие батареи, как Powerwall, представленные в прошлом году предпринимателем Элоном Маском. Powerwall — это перезаряжающийся литий-ионный аккумулятор для домохозяйств, но компания Маска Тесла также разработала PowerPack — аккумулятор запасом 100 кВт/час, который может поставлять столько же энергии, что и маленькая электростанция. Тесла строит завод, который назвали Gigafactory — на площади в 1.300 гектаров в пустыне в штате Невада рядом с городом Рино, — который, начиная с 2018 года, будет производить литий-ионные аккумуляторы мощностью в 35 гигаватт-часов в год для новых электромобилей. Проект стоимостью 2 млрд долларов планирует производить аккумуляторы, достаточные для 500,000 электрических автомобилей в год.

Другие технологии накопления энергии используют сжатый воздух или маховики для поставки электроэнергии в периоды, когда генерация из непостоянных источников падает. Аккумуляторы тепловой энергии, использующие концентрированную энергию солнца, также используются в районах с подходящим климатом. Все эти варианты технически возможны, но их главный недостаток в том, что они слишком затратны по сравнению с обычной генерацией.

Накопление энергии может происходить в части цепочки поставок, относящейся к генерации или транспортировке — что на жаргоне называется «перед счетчиком», или в месте окончательного потребления — например, у клиента поставщика электричества или в корпорациях с собственными солнечными панелями, то есть «за счетчиком».

Инвестиции по всей цепочке поставок

Инвестиции в накопление энергии могут быть произведены в любом месте по всей цепочке поставок, от генерации до конечного потребителя. Производители электроэнергии планируют использовать накопление энергии для поддержания баланса системы, быстро переходя на аккумуляторы в период низкой выработки возобновляемой электроэнергии. Потребители будут использовать хранилища энергии в распределенной системе электроэнергии для того, чтобы обеспечить стабильную поставку электроэнергии на свои объекты.

В комбинации с системами управления спросом и «умными сетями», которые позволяют снижать пиковую нагрузку на электросети за счет снижения поставок тем потребителям, которым в данный момент электроэнергия не нужна, накопление энергии может значительно изменить модель спроса на обычные виды топлива со стороны электроэнергетики. Это может заметно повлиять на динамику спроса на поставки «газ-к-электростанции» даже в те периоды, когда цены на газ будут оставаться низкими.

В прошлом месяце на конкурсе, объявленном сетевой компанией Нейшнл Грид на поставку 200 мегаватт мощности для балансировки нагрузки британской электросети, доминировали проекты накопителей, связанных с непостоянными источниками энергии, такими, как ветер. Сухопутный комплекс ветрогенерации Пен-и-Камайд (Pen y Cymoedd) в Уэльсе, который планируется завершить в 2017 году, будет включать в себя аккумулятор, способный поставлять 22 мегаватта электроэнергии в тот момент, когда в ней будет нуждаться Нейшнл Грид. Такая же схема может быть использована во время проектирования новых установок ветрогенерации.

Накопление энергии уже имеет место и в США, почти исключительно в форме гидроэлектрических систем закачки. Установленная на настоящее время мощность в 21 гигаватт представляет собой лишь 2% от пиковой нагрузки, но быстрый рост использования энергии ветра и солнца в таких штатах, как Калифорния, приводит к необходимости экспансии накопления энергии. По оценкам Комиссии по энергии Калифорнии, производство электроэнергии за счет ветра увеличилось в два раза между 2010 и 2015 годами, достигнув 8,2% в энергобалансе штата, в то время как солнечная генерация выросла от практически нуля до 6% за тот же самый период.

Расходы будут иметь решающее значение

Насколько эта отрасль вырастет, будет зависеть в основном от эволюции затрат. Институт исследований электрической энергии (Electric Power Research Institute, EPRI) прогнозирует, что к 2020 году стоимость производства литий-ионных батарей уменьшится вчетверо по сравнению с сегодняшним днем. EPRI опубликовала компьютерную симуляцию, которая, по их словам, предоставляет надежное основание для оценки подходящих мест для хранилищ энергии в национальной энергосети. EPRI использовало эту программу для моделирования жизнеспособности систем накопления энергии для Калифорнийской государственной комиссии по коммунальным услугам.

Другие исследования показали, что накопление энергии остается значительно более затратным методом балансировки непостоянных источников электроэнергии по сравнению с газом. В ноябре 2015 года инвестиционный банк Lazard опубликовал исследование, в котором провел сравнение затрат (приведенных к общей основе) между литий-ионными батареями и обычной генерацией (на основе мазута и газа) для целей управления пиковыми нагрузками. Было выяснено что затраты на энергию из аккумуляторов находятся в диапазоне от 321 до 658 долларов за мегаватт по сравнению 165-218 долларов за мегаватт энергии газа для покрытия нужд во время пиковой нагрузки, и в диапазоне 351-838 мегаватт по сравнению с 212-281 мегаватт за энергию мазута для торгового и промышленного секторов.

Исследование, в котором также было проведено сравнение с другими типами батарей, показывает, что ни один из источников хранения энергии в настоящее время экономически не выгоден по сравнению с газом и мазутом. Но в отчете было также отмечено, что комбинации технологий хранения находятся в «особенной близости» от возможности конкурировать с обычными видами топлива.

Если отрасль накопления энергии претерпит такие же изменения с точки зрения уменьшения расходов, как производство фотогальванических элементов для солнечных батарей, появится реальная перспектива того, что эти новые технологии отберут значительную часть рынка у газа в секторе электроэнергетики.

/neftianka.ru/