Ar šiluminė energija bus visiškai pakeista?

ⅠPamokos iš elektros energijos tiekimo sutrikimų

Ar kada nors patyrėte elektros energijos tiekimo sutrikimą? Staiga viskas užtemsta, sustoja liftai, išsikrauna mobilieji telefonai, išsijungia kondicionieriai. Tas bejėgiškumo jausmas leidžia suvokti, kad elektra yra šiuolaikinės visuomenės „oras“.

Iš tiesų, dideli elektros energijos tiekimo sutrikimai įvyko visame pasaulyje:

2003 m. Šiaurės Amerikos elektros energijos tiekimo nutraukimas per naktį paliko dešimtis milijonų vartotojų tamsoje.

Per 2021 m. Teksase siautėjusį šaltąjį periodą masiškai užsidarė vėjo ir gamtinių dujų jėgainės, o be atsarginių energijos kaupimo sistemų milijonai žmonių kentėjo nuo stingdančio šalčio ir elektros energijos tiekimo sutrikimų.

Elektros energijos tiekimo sutrikimai kai kuriuose Kinijos regionuose: anglies trūkumas ir atsinaujinančiosios energijos svyravimai apkrauna elektros tinklą, todėl taikomi energijos tiekimo apribojimai.

Šie pavyzdžiai rodo, kad pasikliauti vien šilumine energija yra rizikinga, o pasikliauti vien atsinaujinančia energija taip pat yra rizikinga. Energetikos sistemai reikia stabilesnės „kombinuotos strategijos“.

ⅡGalios struktūros skirtingose ​​šalyse

Maitinimo šaltiniai visame pasaulyje labai skiriasi:

Kinija: Anglimi kūrenama energija išlieka pagrindiniu energijos šaltiniu, tačiau pastaraisiais metais fotovoltinių ir vėjo energijos įrengta galia smarkiai išaugo, o „atsinaujinančios energijos + energijos kaupimo“ modelis pamažu tampa tendencija.

Jungtinės Valstijos: subalansuotas gamtinių dujų ir atsinaujinančiosios energijos naudojimas, kartu pirmaujant pasaulyje akumuliatorių energijos kaupimo technologijų srityje, nes Kalifornija ir kiti regionai pastatė didžiausias pasaulyje energijos kaupimo elektrines.

Europa: Vokietija ir Ispanija yra vėjo ir saulės energijos pradininkės, o Prancūzija tinklo stabilumui užtikrinti naudoja branduolinę energiją. Visa Europa yra įsipareigojusi energetikos pertvarkai, o kaupimo sistemų plėtra spartėja.

Japonija ir Pietų Korėja: Šios šalys, labai priklausomos nuo importuojamos energijos, turi subalansuoti tiekimo saugumą ir kartu aktyviai plėtoti saulės, vandenilio ir kaupimo technologijų derinius.

Apskritai visi regionai, nors ir skirtingu tempu, pereina prie „atsinaujinančios energijos + kaupimo“ modelio.

ⅲKokia dabartinė padėtis?

Naujos energetikos plėtra klesti, tačiau susiduria ir su iššūkiais.

Fotovoltinės ir vėjo energijos „kaprizingumas“: fotovoltinė energija gali būti gaminama tik dieną, kai šviečia saulė, ir naktį ji nustoja veikti; vėjo energija priklauso nuo oro sąlygų ir nustoja veikti „bevėjiniais laikotarpiais“. Šis nepastovumas daro spaudimą stabiliam elektros tinklo veikimui.

Energijos kaupimo baterijų atsiradimas: ličio jonų baterijos ir srauto baterijos veikia kaip milžiniškos „išorinės baterijos“, kaupiančios elektros energijos perteklių pertekliaus laikotarpiais ir išleidžiančios ją didžiausios paklausos metu, kad padėtų subalansuoti tinklą.

Politikos varomosios jėgos: Kinija aiškiai nurodė, kad naujus fotovoltinių ir vėjo energijos projektus turi lydėti energijos kaupimo įrenginiai. Tuo tarpu JAV ir Europa naudoja fiskalines subsidijas ir rinkos mechanizmus, kad paskatintų įmones kurti energijos kaupimo infrastruktūrą.

Iššūkiai išlieka: energijos kaupimo baterijos yra brangios, jų tarnavimo laikas ribotas, o jų perdirbimo ir pakartotinio naudojimo pasibaigus eksploatavimo laikui problemos lieka neišspręstos.

Kitaip tariant, energijos kaupimas pamažu tampa plačiai paplitęs, tačiau prireiks laiko, kol jis visiškai pakeis tradicinius energijos šaltinius.

ⅳKodėl reikėtų pakeisti anglimi kūrenamą energiją?

Aplinkos apsauga: Anglimi kūrenama energija yra pagrindinis anglies dioksido išmetimo, oro taršos ir šiltnamio efekto veiksnys.

Energetinis saugumas: anglies ir gamtinių dujų kainų svyravimai tiesiogiai veikia elektros energijos kainas ir tiekimą.

Ekonominis gyvybingumas: fotovoltinė ir vėjo energija tampa vis labiau prieinama, netgi ekonomiškai efektyvesnė nei anglimi kūrenama energija.

Anglies dioksido neutralumo tikslai: norint sumažinti išmetamųjų teršalų kiekį, anglimi kūrenamos energijos gamyba turi būti palaipsniui nutraukta ir galiausiai visiškai panaikinta.

ⅤAr tai gali visiškai pakeisti anglimi kūrenamą energiją?

Atsakymas yra: galiausiai, bet ne greitai.

Per ateinančius 10 metų anglimi kūrenama energija išliks tinklo „stuburu“.

2030–2040 m.: Energijos kaupimui pigėjant, o vandenilio energijai patikimiau tampant, anglimi kūrenama energija pamažu taps „stalo“ dalimi.

Apie 2050 m.: tikimasi, kad atsinaujinanti energija kartu su energijos kaupimu užims pirmaujančią poziciją, o anglimi kūrenamų jėgainių gamyba bus iš esmės nutraukta.

Kitaip tariant, ateities energetikos sistema greičiausiai bus tokia: pagrindiniai šaltiniai bus atsinaujinanti energija ir energijos kaupimas, anglimi kūrenama energija bus antrame plane, o branduolinė energija, hidroenergija ir vandenilio energija teiks papildomą paramą.

Energijos kaupimo baterijos vis dažniau bus komplektuojamos su saulės ir vėjo energija, lygiai taip pat, kaip išmanieji telefonai negali veikti be baterijų. Tačiau norint, kad atsinaujinanti energija visiškai pakeistų anglimi kūrenamą energiją, vis dar reikia technologinių proveržių, politikos paramos ir tinklo atnaujinimo. Ateityje anglimi kūrenama energija gali neišnykti staiga, o pamažu pasitraukti į antrą planą, kol vieną dieną suprasite, kad energetikos sektoriuje jau dominuoja švari energija.