 Новое исследование по устойчивым энергетическим системами фокусируется на интеграции возобновляемых и атомных электростанций в электрической сети. Подобная давно стоит на повестке дня у ученых, представителей промышленности и политиков.
Известно, что электросеть может работать тогда и только тогда, когда количество электричества, поставляемое в сеть от электростанций, каждую секунду уравнивается с количеством электроэнергии, добываемой из сетки потребителями. Если этого не происходит, то возникают блэкауты.
Для того, чтобы сохранить это равновесие, необходимо сосредоточиться на двух вещах спросе и предложении электроэнергии в сети. Во-первых, необходимо прогнозировать потребление электроэнергии (как всегда бывает) и, во-вторых, необходимо иметь возможность «настроить» электростанции для производства точного количества необходимой энергии. Вторая задача особенно затрудняется с прерывистыми возобновляемыми источниками, такими как ветер и солнечная энергия – из-за непредсказуемости погоды.
Есть два варианта для сбалансирования предложения и спроса. Можно хранить электричество, когда оно производится, но не требуется, чтобы оно могло быть вставлено обратно в сетку при необходимости, или использовать электричество для других приложений вне сетки (например, опреснения соленой воды, чтобы произвести свежую воду) в периоды низкого спроса - например, в ночное время или в выходные дни.
За последние десять лет производство электроэнергии из возобновляемых источников увеличилось по всему миру. В Европе, где дальнейшее развитие крупных гидроэлектростанций в настоящее время ограничивается нехваткой новых мест, солнечные и особенно ветровые электростанции станут более заметными источниками возобновляемой энергии в ближайшие годы.
Увеличение проникновения технологий возобновляемой энергетики в обеспечении питания уже поднимает сложные вопросы по общему эффективному управлению электрических сетей. Многие из этих технологий требует гибких систем питания, которые могут быстро реагировать на изменчивость спроса и предложения.
Исследование предполагает возможность создания «емкости оптимального размера» для аккумулирующих станций. Кроме того, без субсидий ни одна из существующих технологий хранения энергии не является экономически устойчивой. В-третьих, возможность управления аккумулирующими станциями для различных целей была определена как средство уменьшения субсидий для технологий хранения энергии.
Кроме возобновляемых источников энергии, единственной другой в настоящее время доступной технологией для производства электроэнергии с незначительным количеством выбросов углекислого газа является ядерная энергетика. Малые модульные реакторы являются частью нового поколения АЭС, привлекающие внимание промышленности и правительства.
Современные малые атомные являются относительно «новым продуктом» в атомной промышленности, но есть растущий интерес к технологии, как в Великобритании, так и за рубежом. Их привлекательность в качестве инвестиций основывается на принципе модульной развертывания. Их небольшой размер делает их хорошим вариантом для мест, которые не могут вместить крупномасштабные установок, и они также требуют ограниченное первоначальные вложения капитала.
Учитывая их фиксированные расходы, ядерные реакторы считаются технология, которая может производить энергию постоянно и непрерывно. Тем не менее, сочетание ядерной энергии и источники возобновляемой энергии потребует еще большей гибкости и адаптивности в сетке, чтобы компенсировать разницу между энергоснабжением и спросом в разное время.
В настоящее время ядерные реакторы адаптируются к спросу на электроэнергию путем изменения реактивности в активной зоне. Таким образом уменьшается мощность, с потерей потенциальной энергии. Это также приводит к термомеханической нагрузке на заводе, когда изменяется режим питания. В отличие от газовых электростанций, не существует соответствующей экономии при эксплуатации ядерного реактора на более низком уровне мощности из-за существенной фиксированной природы ядерных затрат.
Если модульные реакторы смогут внести ценный вклад в энергоснабжение, то следующий шаг будет заключаться в оценке правовой возможности, чтобы сделать этот подход реальностью. Это вряд ли произойдет в краткосрочной перспективе и является одним из главных препятствий, мешающих широкому распространению перспективной технологии.
|
