Переход к климатической нейтральности, закрепленный в амбициозных планах Европейского союза, ставит перед странами сложные инженерные и экономические задачи. Новое исследование, посвященное энергетической системе Италии, проливает свет на скрытые вызовы декарбонизации и подчеркивает парадоксальную роль традиционной энергетики в мире возобновляемых источников. Анализ, проведенный специалистами Политехнического университета Турина и опубликованный в научном журнале Smart Energy, дает детальную картину того, как будет функционировать энергосистема страны в горизонте 2030 и 2040 годов.
В основе работы лежат авторитетные сценарии, разработанные национальными операторами передающих сетей, такими как Terna и Snam, что делает выводы исследования особенно значимыми для политиков и участников рынка. Главный вопрос – как обеспечить стабильность энергоснабжения в условиях массового внедрения ветряной и солнечной генерации, а также растущей электрификации транспорта и отопления. Распространение электромобилей и тепловых насосов, согласно прогнозам, приведет к резкому увеличению пикового спроса на электроэнергию – до 25%. Это создает серьезную нагрузку на сеть, которую необходимо будет балансировать.
Исследование показывает, что по мере роста доли возобновляемых источников энергии (ВИЭ) тепловые электростанции (ТЭС), работающие на ископаемом топливе, будут использоваться значительно реже. Их коэффициент использования установленной мощности может упасть с нынешнего уровня 0,54 до всего 0,18 к 2040 году. Однако это не означает их ненужности. Напротив, их роль становится критически важной для подстраховки системы в периоды, когда солнце не светит, а ветер не дует. Анализ демонстрирует, что даже в будущем энергосистеме потребуется располагать пиковой мощностью ТЭС на уровне около 40 ГВт для покрытия спроса в моменты низкой выработки ВИЭ. Эти станции превратятся в своего рода резервные мощности, работающие ограниченное количество часов в году, но необходимые для предотвращения отключений.
Важную роль в обеспечении гибкости системы играют и системы накопления энергии. Они эффективно сглаживают краткосрочные колебания, запасая излишки «зеленой» энергии и отдавая ее в часы пик. Однако моделирование выявило предел их эффективности. Исследователи пришли к выводу, что после достижения общей емкости хранилищ в 230 ГВт-ч дальнейшее их наращивание приносит лишь незначительную пользу для системы в целом и практически не влияет на потребность в пиковой мощности тепловых электростанций. Увы, но это означает, что одними лишь аккумуляторами проблему долгосрочной энергетической безопасности не решить. Успех будет зависеть от способности интегрировать различные технологии, разработать новые рыночные механизмы для вознаграждения за гибкость и доступность мощности, а также внедрить интеллектуальное управление спросом. Будущее итальянской энергетики видится как синергия между переменчивой генерацией ВИЭ, гибкими системами накопления и стратегическим резервом в лице тепловых электростанций.
