Ученые из Орхусского университета в Дании, изучающие влияние изменения климата на электроэнергетические системы, зависящие от погоды, нашли золотую середину в мрачном будущем Земли. Температура может подняться, а уровень моря может подняться, но свет (и, несомненно, кондиционирование воздуха) все еще будет включен в странах с большими возможностями использования энергии ветра и солнца. Исследование, опубликованное 6 марта в журнале Joule, предполагает, что эти электрические системы должны работать почти одинаково хорошо как в историческом, так и в будущем европейском климате, несмотря на изменение погодных условий.
Используя данные моделей погоды и временные ряды климатических данных, команда разработала модели, которые прогнозируют мощность ветряных турбин и солнечных батарей для всех европейских стран в соответствии с наиболее распространенными сценариями глобального потепления до 2100 года. погодозависимых функций электросети в этих прогнозах с учетом того, как она функционировала в прошлом, ученые выбрали пять ключевых показателей: потребность и мощность в управляемой электроэнергии (которая может храниться и использоваться по запросу операторами электросети), выгода от передачи электроэнергии, выгода от хранение электроэнергии и изменчивость производства и потребления электроэнергии. Эти показатели измеряют наиболее важные аспекты крупномасштабной системы возобновляемой и тяжелой электроэнергии и являются достаточно абстрактными, чтобы команда могла использовать их для получения общих выводов, не сосредотачиваясь на конкретном наборе технологий.
«Большинство других исследований энергетических систем предполагают ряд технологий и стремятся объединить их оптимальным с точки зрения затрат способом для удовлетворения спроса», - говорит Смаил Козарканин, аспирант Инженерного факультета и первый автор исследования. изучение.«В этом исследовании мы стремимся понять, например, как изменение климата влияет на систему независимо от того, какие технологии используются для удовлетворения потребностей, которые остаются неудовлетворенными ветром и солнцем. Насколько нам известно, этот независимый от технологий фокус в сочетание с данными высокого разрешения о прогнозах изменения климата является уникальным для нашего исследования».
Несмотря на новые экстремальные погодные условия, предсказанные будущими климатическими сценариями, исследование не обнаружило большой разницы в ключевых показателях для возобновляемых электрических систем, предполагая, что конструкции систем, основанные на исторической погоде, должны одинаково работать в будущих климатических условиях. Козарканин и его коллеги считают, что это связано с тем, что существующие системы спроектированы таким образом, чтобы выдерживать экстремальные погодные явления - им просто не нужно выдерживать их сейчас так часто, как в будущем. Команда также отмечает, что европейский спрос на электрифицированное отопление и охлаждение фактически немного снизится по мере потепления климата, поскольку спрос на кондиционирование воздуха намного меньше, чем на отопление в европейских широтах. Этот ослабленный спрос уравновесит небольшое снижение выработки энергии ветра и солнца, предсказываемое их моделями.
«Экстремальные погодные условия могут потребовать замены возобновляемых генераторов и других частей системы», - говорит Козарканин. «Например, будущим ветряным турбинам могут потребоваться новые типы защиты от урагана, а солнечным панелям может потребоваться защита от сильного града. Но наше исследование показывает, что выбор крупномасштабной инфраструктуры, такой как мощность резервной электростанции, относительно не зависит от уровня изменения климата."
Тем не менее, команда считает, что европейская электрическая сеть все еще потребует некоторой настройки для эффективной работы в будущем. Передающие мощности хорошо развиты в большинстве стран, но массивная взаимосвязанная электрическая система, охватывающая 24 страны Центральной Европы, нуждается в ускорении для эффективной передачи возобновляемой энергии между странами.
«Основной проблемой для будущих сетей, скорее всего, будет политическая и общественная воля к инвестициям и надлежащему планированию топологии сети, которая обеспечивает большую часть потенциальной выгоды от сглаживания производства возобновляемой энергии между странами», - говорит Козарканин.
Если людям не удастся смягчить грядущие апокалиптические волны тепла и суперштормы, по крайней мере, кажется вероятным, что мы сможем отсиживаться в наших гостиных с климат-контролем и смотреть HBO Nordic. На неопределенный срок.