Разнообразные модели предсказывают роль возобновляемых источников энергии в 2050 году, но некоторые из них могут быть чрезмерно оптимистичными, и их следует использовать с осторожностью, говорят исследователи.
Доля энергии в Великобритании, поставляемой за счет возобновляемых источников энергии, увеличивается с каждым годом; в 2017 году ветер, солнце, биомасса и гидроэлектроэнергия произвели столько энергии, сколько было необходимо для питания всей Британии в 1958 году.
Однако вопрос о том, насколько эта доля вырастет к 2050 году, вызывает большие споры. Теперь исследователи из Имперского колледжа Лондона призвали к осторожности при принятии будущих решений в области энергетики на чрезмерно оптимистичных моделях, которые предсказывают, что к середине этого века вся система может работать на возобновляемых источниках энергии.
Математические модели используются для получения будущих оценок с учетом таких факторов, как разработка и внедрение новых технологий, чтобы предсказать, какая часть нашего спроса на энергию может быть удовлетворена за счет определенных сочетаний энергетических ресурсов в 2050 году.
Эти модели затем можно использовать для создания «путей», которые должны обеспечить достижение этих целей, например, путем определения политик, поддерживающих определенные типы технологий.
Однако качество моделей зависит от данных и лежащей в их основе физики, на которой они основаны, и некоторые из них могут не всегда отражать проблемы «реального мира». Например, некоторые модели не учитывают требования к передаче энергии, хранению энергии или работоспособности системы.
Теперь, в статье, опубликованной сегодня в журнале Joule, исследователи Imperial показали, что исследования, которые предсказывают, что целые системы могут работать почти на 100% возобновляемой энергии к 2050 году, могут быть ошибочными, поскольку они недостаточно учитывают надежность поставка.
Используя данные по Великобритании, команда протестировала модель для 100% выработки электроэнергии с использованием только энергии ветра, воды и солнца (WWS) к 2050 году. Они обнаружили, что отсутствие надежных и управляемых «резервных» энергетических систем - такие как атомные или электростанции, оснащенные системами улавливания углерода, - это означает, что источник питания будет выходить из строя достаточно часто, чтобы система считалась неработоспособной.
Команда обнаружила, что даже если они добавят небольшое количество резервной ядерной энергии и энергии биомассы, создав систему WWS на 77%, около 9% годового спроса в Великобритании может остаться неудовлетворенным, что приведет к значительным перебоям в подаче электроэнергии и экономическому ущербу..
Ведущий автор Клара Хойбергер из Центра экологической политики в Imperial сказала: «Математические модели, в которых игнорируются вопросы работоспособности, могут ввести в заблуждение лиц, принимающих решения, и общественность, что потенциально задержит фактический переход к низкоуглеродной экономике. Исследование, которое предлагает «Оптимальные» пути для возобновляемых источников энергии должны заранее указывать их ограничения, если политики хотят принимать действительно обоснованные решения."
Соавтор, доктор Найл Мак Доуэлл из Центра экологической политики Imperial, сказал: «Быстрый переход к безуглеродной энергетической системе жизненно важен для реализации целей Парижского соглашения 2015 года».
Однако основное внимание должно быть сосредоточено на максимизации скорости обезуглероживания, а не на развертывании конкретной технологии или сосредоточении внимания исключительно на возобновляемых источниках энергии. Ядерная, устойчивая биоэнергетика, низкоуглеродный водород, а также улавливание и хранение углерода являются жизненно важными элементами портфеля технологий, которые могут обеспечить это будущее с низким уровнем выбросов углерода экономически жизнеспособным и надежным образом.
"Наконец, эти системные переходы должны быть социально жизнеспособными. Если конкретный сценарий опирается на комбинацию гипотетических и потенциально социально сложных мер по адаптации, в дополнение к прорывным технологическим прорывам, это начинает казаться принятием желаемого за действительное."