Аккумуляторы против газа: Западная Австралия – лидер

Энергетические системы Австралии претерпевают кардинальные изменения. С 2015 года 99% новой генерирующей мощности приходится на солнечную и ветровую энергию. В прошлом месяце возобновляемые источники впервые достигли паритета с ископаемым топливом.

Однако существует менее известная часть этой истории. Выработка возобновляемой энергии непостоянна, что требует резервного обеспечения. Долгое время власти предсказывали, что газовые электростанции останутся необходимыми для резервирования или "укрепления" возобновляемых источников. Но все чаще эту роль выполняют крупномасштабные аккумуляторные системы.

Сетевые аккумуляторы стремительно перешли из вспомогательной роли в основную, обеспечивая стабильность возобновляемых источников, быстро наращивая мощность и повышая безопасность системы за счет поддержания стабильного напряжения. Мощность аккумуляторов в стадии реализации в основной электросети Австралии, Национальном рынке электроэнергии, выросла с 3 ГВт в 2022 году до 26 ГВт к 2025 году.

Аккумуляторы способны поглощать избыток солнечной энергии и возвращать ее в сеть в вечернее время. Это наиболее наглядно проявляется в изолированной Западной Австралии, имеющей собственную обособленную энергосистему.

В последние месяцы возобновляемые источники (преимущественно солнечные) стали обеспечивать более половины (55%) электроэнергии для Оптового рынка электроэнергии Западной Австралии. Аккумуляторы все чаще опережают крупномасштабные солнечные и газовые установки в удовлетворении пикового спроса.

По мере того как операторы сетей становятся более уверенными в возможностях сетевых аккумуляторов, необходимость сжигания газа для производства электроэнергии будет снижаться. Один из ведущих мировых экспортеров газа теперь демонстрирует, как можно отказаться от этого ископаемого топлива.

Аккумуляторы набирают мощь

Последние планы Австралийского оператора энергетического рынка показывают, что хранение энергии в аккумуляторах будет продолжать стремительно расти.

Оператор прогнозирует, что к 2050 году Австралии потребуется 14 ГВт газовой мощности. Газ сместится с роли основного источника в пиковые часы потребления к роли резерва для возобновляемых источников и хранения энергии.

Однако даже эта роль не является гарантированной. Падение стоимости сетевых аккумуляторов означает, что в течение следующих десяти лет газ и даже гидроэнергетика будут испытывать трудности в конкуренции. Другие аналитики пришли к схожим выводам.

Западная Австралия – глобальный испытательный полигон

Западная Австралия демонстрирует впечатляющие темпы внедрения аккумуляторов. Крупные новые системы были развернуты в Квинане, промышленном районе Перта, и в угольном городе Колли. Суммарно эти сетевые аккумуляторы имеют более 5 ГВт*ч емкости.

Эти аккумуляторы в течение недавней недели обеспечивали более 20% вечернего пикового спроса, превзойдя газовые установки.

В ноябре возобновляемые источники обеспечили 55% электроэнергии для основной сети Западной Австралии, что значительно выше 50% Национального энергетического рынка. Впечатляет то, что этого удалось достичь без использования гидроэнергетики или перетока энергии из других штатов. Система полагалась на крышные солнечные установки, солнечные фермы, ветряные установки и аккумуляторы.

За рубежом такие штаты, как Калифорния, успешно используют аккумуляторы. Западная Австралия же показывает, как это можно сделать без межсистемных соединений.

В ноябре были побиты рекорды, включая периоды, когда ветер и солнце удовлетворяли 100% спроса в основной сети Западной Австралии. Аккумуляторы позволяли некоторым угольным и газовым электростанциям продолжать работу для обеспечения сетевых услуг, но не для производства электроэнергии. По мере расширения сетевых аккумуляторов это станет ненужным. Угольная энергетика в Австралии уже находится в критическом состоянии. И в этой самой быстрой энергетической трансформации в истории человечества Западная Австралия демонстрирует, что газ также уйдет в прошлое и будет заменен.

Аккумуляторы вытесняют газ из основной сети

В ноябре Национальный рынок электроэнергии также преодолел важный рубеж, когда крупные аккумуляторные установки впервые выдали в сеть больше энергии, чем газовые пиковые станции.

Отраслевые аналитики теперь ожидают, что в течение нескольких лет аккумуляторы станут основным инструментом для стабилизации возобновляемых источников в основной сети Австралии. Вскоре будут введены в эксплуатацию сетевые аккумуляторы Eraring, Mortlake и Melbourne Renewable Energy Hub. Инвестиции в сетевые аккумуляторы выросли с 100 миллионов австралийских долларов до миллиардов в год.

Новая государственная схема субсидирования домашних аккумуляторов пользуется огромной популярностью. Было установлено около 146 000 единиц, хотя есть вопросы относительно превышения бюджета и размера установленных аккумуляторов.

Распределенные системы хранения энергии, такие как домашние аккумуляторы и аккумуляторы электромобилей, к 2030 году могут обеспечить больший общий объем хранения, чем сетевые аккумуляторы.

Реальные факты меняются быстрее, чем ожидали многие политики.

Сердцебиение сети

Одной из проблем для чистых энергосистем является замена вращающихся турбин угольных и газовых станций, которые десятилетиями стабилизировали напряжение в электросетях. Солнце и ветер не могут легко обеспечить необходимую инерцию, которую создают эти вращающиеся машины.

Оказывается, крупные аккумуляторы могут выполнять эту функцию без вращающихся турбин. В последние месяцы велись споры о том, будут ли крупным аккумуляторам разрешено стабилизировать сеть, по сути, давая ей "сердцебиение".

Австралийский оператор энергетического рынка прогнозирует растущую роль аккумуляторов и в этой области путем их сопряжения с инверторами, формирующими сеть, и "виртуальными синхронными машинами" для обеспечения соответствия подаваемой электроэнергии требованиям сети по частоте и напряжению.

Реальные применения в Австралии и за рубежом показывают, что аккумуляторы могут выполнять эту задачу точнее и эффективнее, чем установки, работающие на ископаемом топливе.

Вопрос теперь в том, как быстро могут быть обновлены рыночные правила и сетевые стандарты, чтобы позволить аккумуляторам и инверторам выполнять эту работу в масштабе.

Конечно, аккумуляторы не являются панацеей. Как ясно из плана оператора энергосистемы, оптимальная будущая сеть будет сочетать сетевые аккумуляторы, гидроаккумулирующие станции, управление спросом на электроэнергию, а также повсеместные крышные солнечные установки, домашние аккумуляторы и аккумуляторы электромобилей.

Поиск способов координации использования быстрорастущего потенциала бытовых систем хранения энергии в Австралии и использования аккумуляторов электромобилей через технологию V2G может позволить избежать перерасхода средств на сетевое хранение.

Прощай, газ?

По мере роста аккумуляторных систем потребность в газовом резерве для сети будет сокращаться.

Дорогие пиковые газовые установки уже уступают в конкуренции в основной сети Австралии, в то время как активное внедрение аккумуляторов в Западной Австралии показывает, как изолированные сети могут все больше полагаться на солнечную, ветровую энергию и хранение.