Куба может сократить выбросы парниковых газов от производства электроэнергии почти на две трети без увеличения стоимости электроэнергии, если перейдет на гибридную энергосистему с использованием возобновляемых источников и крупномасштабных накопителей энергии. К такому выводу пришли исследователи из Федерального университета Итажуба (Бразилия) и Университета Турку (Финляндия), смоделировав три сценария развития энергетики страны до 2050 года.
Энергосистема Кубы находится в тяжелом положении. Большинство тепловых электростанций были построены в период с 1960 по 1980 год и уже превысили нормативный срок службы в 25–30 лет. Износ оборудования и хроническая нехватка запасных частей из-за десятилетий экономической блокады приводят к регулярным отключениям электроэнергии и принудительным ограничениям нагрузки. При этом Куба обладает огромным потенциалом возобновляемой энергии: среднегодовая солнечная радиация превышает 1800 кВт·ч на квадратный метр, ветровой потенциал – более 2000 МВт, а биомасса из сахарного тростника и быстро распространяющегося кустарника марабу может служить дополнительным устойчивым источником энергии.
Ученые построили три сценария развития кубинской энергетики до 2050 года. Первый сценарий отражает текущие планы правительства Кубы, изложенные в Национальном плане экономического и социального развития до 2030 года и Декрете-законе № 345. Он предусматривает постепенное расширение солнечных мощностей до 2706 МВт, сохранение значительной доли тепловой генерации и перевод 45% государственного транспорта на электротягу.
Второй сценарий выходит за рамки текущих целей. Он предполагает сокращение мощностей тепловых электростанций до резервного уровня в 1500 МВт, расширение ветроэнергетики до 820 МВт, строительство солнечных концентрационных станций и установок для преобразования тепловой энергии океана, а также крупномасштабное развертывание систем накопления энергии общей мощностью 1302 МВт.
Третий сценарий моделирует полный переход на возобновляемую энергию к 2050 году с полной электрификацией транспорта и максимальным использованием биомассы, ветра и солнца.
Моделирование показало, что при первом, правительственном сценарии доля возобновляемой генерации к 2050 году достигает лишь 35,5%, что значительно ниже заявленной цели в 100%. Более того, из-за сохранения и даже расширения тепловой генерации для покрытия базовой нагрузки выбросы парниковых газов сначала снижаются к 2030 году, но затем снова начинают расти, достигая к 2050 году 12,82 млн тонн CO₂-эквивалента.
Моделирование второго сценария дало совсем иную картину. Ограничение мощностей тепловых станций до 1500 МВт в сочетании с крупномасштабными системами накопления энергии (600 МВт гидроаккумулирующих станций и 702 МВт аккумуляторных батарей) позволит снизить выбросы до 4,21 млн тонн CO₂-эквивалента к 2050 году – на 67% меньше по сравнению с правительственным сценарием. При этом ежегодные затраты на производство электроэнергии будут примерно на $200 млн ниже благодаря значительной экономии на импорте топлива.
Моделирование третьего, идеального сценария подтвердило, что полная углеродная нейтральность энергетики технически достижима. Однако для этого потребуются огромные капитальные вложения и колоссальное увеличение мощностей генерации на биомассе – до 6733 МВт. Такое решение потребует значительных земельных ресурсов и создаст серьезную конкуренцию между энергетикой и сельским хозяйством.
Исследователи также проверили, как энергосистема Кубы отреагирует на изменение спроса на электроэнергию со стороны жилого и коммерческого секторов на ±5%. Оказалось, что во всех сценариях дополнительный спрос покрывается в первую очередь за счет ветроэнергетики. Однако результаты существенно различаются. В гибкой энергосистеме, предусмотренной вторым сценарием, рост спроса ведет к дополнительному сокращению выбросов, так как новые ветряные станции вытесняют остающиеся тепловые мощности. В правительственном сценарии, напротив, увеличение спроса приводит к росту выбросов, поскольку старые тепловые станции сжигают больше топлива.
Ученые отмечают, что использованная модель не позволяет имитировать работу энергосистемы в реальном времени и не учитывает особенности местных сетей. Кроме того, расчеты предполагают наличие необходимых инвестиций, тогда как в реальности развитию энергетики Кубы препятствуют финансовые ограничения и трудности с привлечением капитала. Тем не менее, даже с учетом этих ограничений моделирование показывает, что именно второй, гибридный сценарий, сочетающий расширение возобновляемой энергетики, системы накопления энергии и ограниченное использование тепловой генерации, представляет собой наиболее реалистичный и экономически эффективный путь модернизации энергосистемы Кубы.
Источник: Ассоциация «Глобальная энергия»
Оцените новость 0 0 0 0 0 0 0