Ще бъде ли напълно заменена топлинната енергия?

ⅰПоуки от прекъсванията на електрозахранването

Случвало ли ви се е да спре токът? Изведнъж всичко потъва в мрак, асансьорите спират, мобилните телефони се изтощават и климатиците се изключват. Това чувство на безпомощност кара човек да осъзнае, че електричеството е „въздухът“ на съвременното общество.

Всъщност, големи прекъсвания на електрозахранването са се случвали по целия свят:

Северноамериканското затъмнение през 2003 г. остави десетки милиони потребители в мрак за една нощ.

По време на студената вълна в Тексас през 2021 г., вятърните електроцентрали и електроцентралите за природен газ масово спряха да работят, а без резервно съхранение на енергия милиони хора страдаха от минусови температури и прекъсвания на електрозахранването.

Прекъсвания на електрозахранването в някои региони на Китай: недостигът на въглища и колебанията във възобновяемата енергия натовариха мрежата, което наложи ограничения на електрозахранването.

Тези примери ни показват, че разчитането единствено на топлинна енергия е рисковано, а разчитането единствено на възобновяема енергия също е рисковано. Енергийната система се нуждае от по-стабилна „комбинирана стратегия“.

ⅡСтруктури на властта в различните страни

Източниците на енергия се различават значително по света:

Китай: Енергията от въглища остава основният източник, но през последните години инсталираният капацитет на фотоволтаичната и вятърната енергия се е увеличил рязко, а моделът „възобновяема енергия + съхранение на енергия“ постепенно се превръща в тенденция.

Съединени щати: Балансиран подход между природен газ и възобновяема енергия, като същевременно са водещи в света в технологията за съхранение на енергия чрез батерии, като Калифорния и други региони са изградили най-големите електроцентрали за съхранение на енергия в света.

Европа: Германия и Испания са пионери във вятърната и слънчевата енергия, докато Франция разчита на ядрената енергия за стабилност на мрежата. Европа като цяло е ангажирана с енергиен преход, като развитието на системи за съхранение се ускорява.

Япония и Южна Корея: Силно зависими от вноса на енергия, тези страни трябва да балансират сигурността на доставките, като същевременно активно разработват комбинации от слънчеви, водородни и технологии за съхранение.

Като цяло, всички региони се насочват към модела „възобновяема енергия + съхранение“, макар и с различна скорост.

ⅲКаква е настоящата ситуация?

Развитието на нови енергийни технологии процъфтява, но е изправено и пред предизвикателства.

„Капризността“ на фотоволтаичната и вятърната енергия: фотоволтаичната енергия може да се генерира само през деня, когато слънцето грее, и спира през нощта; вятърната енергия зависи от времето и спира по време на „безветрени периоди“. Тази нестабилност оказва натиск върху стабилната работа на електропреносната мрежа.

Появата на батерии за съхранение на енергия: Литиево-йонните батерии и проточните батерии действат като гигантски „банки за захранване“, съхранявайки излишната електроенергия по време на периоди на излишък и освобождавайки я по време на пиково търсене, за да помогнат за балансиране на мрежата.

Политически фактори: Китай изрично е постановил, че новите проекти за фотоволтаична и вятърна енергия трябва да бъдат придружени от съоръжения за съхранение на енергия. САЩ и Европа, от друга страна, използват фискални субсидии и пазарни механизми, за да стимулират компаниите да изграждат инфраструктура за съхранение на енергия.

Предизвикателствата остават: Батериите за съхранение на енергия са скъпи, имат ограничен живот, а рециклирането и повторната им употреба в края на жизнения им цикъл остават нерешени проблеми.

С други думи, съхранението на енергия постепенно става широко разпространено, но ще отнеме време, преди то напълно да замени традиционните източници на енергия.

ⅳЗащо да заменим енергията от въглища?

Опазване на околната среда: Енергията, работеща с въглища, е основен фактор за емисиите на въглерод, замърсяването на въздуха и парниковия ефект.

Енергийна сигурност: Колебанията в цените на въглищата и природния газ оказват пряко влияние върху цените и доставките на електроенергия.

Икономическа жизнеспособност: Фотоволтаичната и вятърната енергия стават все по-достъпни, дори по-рентабилни от енергията, генерирана от въглища.

Цели за въглеродна неутралност: За да се намалят емисиите, енергията от въглища трябва да бъде постепенно премахната и евентуално елиминирана.

ⅤМоже ли напълно да замести енергията от въглища?

Отговорът е: В крайна сметка, но не скоро.

През следващите 10 години, енергията от въглища ще остане „гръбнакът“ на електропреносната мрежа.

2030–2040: Тъй като съхранението на енергия става по-евтино, а водородната енергия по-надеждна, енергията от въглища постепенно ще се измести към „пейката“.

Около 2050 г.: Очаква се възобновяемата енергия, комбинирана със съхранение на енергия, да поеме водеща роля, като енергията от въглища до голяма степен ще бъде премахната от употреба.

С други думи, бъдещата енергийна система вероятно ще бъде: възобновяема енергия и съхранение на енергия като основни източници, енергия от въглища ще остане на заден план, а ядрената енергия, водноелектрическата енергия и водородната енергия ще осигурят допълнителна подкрепа.

Батериите за съхранение на енергия все по-често ще бъдат комбинирани със слънчева и вятърна енергия, точно както смартфоните не могат да функционират без батерии. Въпреки това, за да може възобновяемата енергия напълно да замени енергията от въглища, все още са необходими технологични пробиви, политическа подкрепа и подобрения на мрежата. В бъдеще въглищната енергия може да не изчезне внезапно, а по-скоро постепенно да се отдръпне на заден план, докато един ден не осъзнаете, че енергийният сектор вече е доминиран от чиста енергия.