Вход на сайт

МЕДИАМЕТРИКА

Облако тегов

Континент Европа: энергетическая трансформация

Аватар пользователя avm

Многие наслышаны о “зелёном безумии” наступившем в Европе. Огромные субсидии вливаются в производство энергии с помощью ветра, солнца и биомассы. Также в информационном пространстве циркулируют небезосновательные высказывания о том какие это проблемы влечёт: повышение тарифов на электроэнергию, неравномерные и порой высокие пиковые нагрузки на электрические сети и прочие проблемы сопутствующие энергетической трансформации.

Хочу обратить внимание - намерения Европы очень серьёзные по поводу трансформации энергосистемы и долгосрочные планы так или иначе выполняются, промежуточные результаты достигаются (ниже будут данные), законы по этому поводу приняты и принимаются.

Итак, взглянем, на примере Германии, как они себе представляют часть своей энергетической системы связанной с фотовольтаикой и ветром ([1] - стр. 73):

На изображении показаны солнечные батареи, но всё это справедливо и для ветра. Пунктиром выделены не реализованные элементы энергосистемы.

Проблему неравномерной выработки электроэнергии от солнца и ветра предполагается сглаживать с помощью:

1. Стационарных аккумуляторов (КПД – 90%) - не реализовано

Сейчас малые (rooftop – установленные на крышах) и большие солнечные электростанции а также ветрогенераторы в основном подключены к сети через инверторы. Т.е. вся выработанная электроэнергия от станций передаётся в сеть. Но стимулы к установке аккумуляторов уже появляются, т.к. feed-in тариф в Германии, по которому закупается электроэнергия солнца и ветра, уже стал меньше стоимости электроэнергии для населения ([2] – стр. 37):

Т.е. выгоднее самим пользоваться этой энергией, чем продавать по меньшей цене, а закупать по большей. Но с учётом стоимости аккумуляторов и контроллеров заряда выгода от установки аккумуляторов, конечно, уменьшается.

2. Второй способ сохранения энергии это технология Power to Gas – P2G. Первые проекты уже запущены.

С помощью электролиза воды получается водород (КПД = 81%), который или сразу закачивается в хранилища с природный газом (смешиваясь с ним) или хранится отдельно или же преобразуется в метан (КПД = 85%) и уже после этого закачивается в хранилища.

Из хранилищ газ используется на станциях (КПД = 90%), которые генерируют одновременно тепло (КПД = 40%) и электроэнергию (КПД = 50%). Электроэнергия подаётся в сеть, а тепло потребителям (отопление, горячее водоснабжение)

Теперь посмотрим как развивается данный способ.

В августе 2013 года в Германии запущен 2 МВт проект P2G в Фалькенхагене. Установки производят 360 кубов водорода в час и закачивают в местную газотранспортную систему. http://www.eon.com/en/media/news/press-releases/2013/8/28/eon-inaugurates-power-to-gas-unit-in-falkenhagen-in-eastern-germany.html

Идёт монтаж 6 МВт проекта в Германии: http://energiepark-mainz.de/news/

Больше примеров здесь: https://en.wikipedia.org/wiki/Power_to_gas

Водород и метан может использоваться как топливо для автомобилей, но это не очень рационально (как видно из схемы), особенно для метана. Если использовать метан в качестве топлива для автомобилей, то только 21% от изначальной электроэнергии преобразуется в полезную работу. Для водорода этот показатель лучше – суммарный КПД преобразования изначальной электроэнергии через водород в полезную работу 31%.

Поэтому:

3. Третий способ сохранения электроэнергии и сглаживания пиков выработки – электромобили. Проект пока только на начальной стадии реализации. В этом случае КПД составляет 80% (КПД батарей умножить на КПД электромотора).

Чтобы помогать сети, в будущем, возможно, придётся оборудовать крупные потребители электроэнергии (коими являются и батареи автомобилей в режиме зарядки) “мозгами”, чтобы они работали в режиме балансировки электрической сети. Задача непростая, но и не невозможная.

4. Четвёртый способ – это старые добрые гидроаккумулирующие электростанции ГАЭС (КПД сохранения электроэнергии 80%). Способ частично реализован.

Ёмкость составляет 40 ГВт*ч, мощность 7 ГВт.

5. Пятый способ сглаживания пиков – сохранение энергии в сжатом воздухе. На схеме он обозначен как CAES - Compressed air energy storage

Подобные решения (КПД = 42%) уже присутствуют в Германии:

1978 – The first utility-scale compressed air energy storage project was the 290 megawatt Huntorf plant in Germany using a salt dome.

Сейчас же разрабатываются новые решения с КПД = 70%. Таким проектом является немецкий ADELE. Ёмкость станции 360 МВт*ч, выход электроэнергии мощностью 90 МВт. Планируется запустить в 2019 году.

Презентация: http://www.youtube.com/watch?v=K4yJx5yTzO4

Описание: http://www.energyacademy.org/article/356/caes-low-cost-solution-for-energy-storage

6. Шестой способ сглаживания пиков – Power to Heat

Избыточная электроэнергия преобразуется с помощью тепловых насосов (холодильник наоборот) со средним условным КПД = 300% (это не описка :-)) и сохраняется с помощью тепловых аккумуляторов (КПД = 90%) из которых, по мере необходимости тепло поступает к потребителю (отопление, горячее водоснабжение)



Итак, видно, что Европа не только имеет план энергетического перехода, но уже приступила в той или иной мере к его реализации.

К 2020 года Европа планировала получать 20% первичной энергии из возобновляемых источников.

~14% первичной энергии EU-28 вырабатывается (в 2012 г.) из возобновляемых источников энергии. Т.е. идут хорошими темпами.

Figure 1: Share of energy from renewable sources in gross final consumption of energy, EU-28, 2004-2012
Source(nrg_ind_335a)

Figure 2: Primary production of energy from renewable sources, EU-28, 1990-2012
Source: Eurostat (nrg_107a)

~24% электроэнергии EU-28 вырабатывается (в 2012 г.) из возобновляемых источников энергии.

Figure 3: Electricity generated from renewable energy sources, EU-28, 2002–12 - Source: Eurostat (nrg_105a) and (tsdcc330)

Плюс некоторые новые данные:

В 2013 году уже 8% электроэнергии EU вырабатывалось с помощью ветра. ([3] - стр. 22)

Глядя на всё это начинаешь задумываться: не такие уж они и дурачки, как их некоторые пытаются представить.

Список литературы:

[1] Recent Facts about Photovoltaics in Germany – Fraunhofer ISE

[2] Photovoltaics ReportFraunhofer ISE

[3] Global Wind Report 2013 - GWEC

Фонд поддержки авторов AfterShock

Комментарии

Аватар пользователя alexsword
alexsword(6 лет 1 месяц)(18:20:52 / 03-12-2014)

Глядя на всё это начинаешь задумываться: не такие уж они и дурачки, как их некоторые пытаются представить.

странный вывод, построенный в игноре от того, сколько энергии займет реализация этих планов, и что даст на выходе. 

Аватар пользователя bom100
bom100(5 лет 10 месяцев)(18:21:43 / 03-12-2014)

Вопрос не в % к вырабатываемой энергии, а в себестоимости энергии. Вопрос обслуживания всей инфраструктуры остался не рассмотренным.

Аватар пользователя avm
avm(3 года 4 месяца)(18:28:19 / 03-12-2014)

Про себестоимость и энергетические аспекты (EROEI) в этот пост не влезло.

Буду рассматривать этот вопрос в другом посте, раз уж он возник.

Сразу скажу, что с себестоимостью у ветра дела нормально, у солнца похуже, но приемлемо.

Выход энергии положительный.

Аватар пользователя v.p.
v.p.(5 лет 2 месяца)(18:35:14 / 03-12-2014)

ЕМНИМ ветер порядка 10 с накопителями, солнце вообще то ли 3, то ли 5. и не забудьте учесть выход энергии по параметру мегаватт на кв. метр. офигенный прорыв, ага.

Аватар пользователя eprst
eprst(5 лет 7 месяцев)(18:22:40 / 03-12-2014)

А всё это "зелёное" оборудование с неба падает? Или получается с помощью неинновационной традиционной энергетики? С разбазариванием ценных природных ресурсов и (о ужас!) нарушением экологии.

Аватар пользователя v.p.
v.p.(5 лет 2 месяца)(18:25:44 / 03-12-2014)

гений зелени еще один народился, откуда-же вы лезете-то? как всегда - отопление дома, повозка и уже далекоидущие выводы о том что оне все такия умныя. проблема отопления дома и повозки успешно решалась еще в раннем средневековье, в чем тут прогресс? чем промышленность питать будете, а гении постмодерна? ну а КПД 300% это просто хит, каков бы условный он не был, надо бежать сразу за нобелевкой.

Аватар пользователя Morr_A
Morr_A(5 лет 2 месяца)(18:47:32 / 03-12-2014)

Я хоть и противник "зеленой" энергетики, но банальные вещи знать нужно. Типовой кондиционер, который стоит у многих дома или на работе, если его поставить на обогрев, при потребляемой мощности 800 Вт греет точно так же как обогреватель мощностью 2000 Вт. У разных моделей существует разброс, но совершенно все современные тепловые насосы перекачивают тепла больше, чем если бы тупо грели как обогреватели. Называется это не КПД, но факт остаётся фактом, греть с помощью теплового насоса намного выгоднее.

Аватар пользователя sevik68
sevik68(5 лет 6 месяцев)(19:38:12 / 03-12-2014)

потому что тепловой ветродуй постоянно перемешивает воздух и создает равномерную темпу по всему объему

обычный нагреватель создает термослои в помещении, сверху горячо, снизу холодно

отсюда кажущаяся эффективность ветродуя

Аватар пользователя Morr_A
Morr_A(5 лет 2 месяца)(19:54:35 / 03-12-2014)

Я погляжу вы великий знаток физики.  )))

Рекомендую изучить вопрос, а не позориться.

В качестве наводящего вопроса, обогреватель в виде масляного радиатора, в виде спирали с вентилятором, в виде плитки для кипячения чайника, в виде промышленного фена, потребив из сети 2000 Вт за час нагреют помещение одинаково. А кондиционер нагреет так же как любой из этих нагревателей, потребив из сети за час 800 Вт. Почему?

Пы.Сы. Что бы не было соблазна придумывать какие то ветродуи, представьте, что во время этих экспериментов в комнате мужик махает полотенцем и старательно перемешивает воздух.   )))

Мощность мужика 150 Вт и во всех экспериментах постоянна.

Аватар пользователя sevik68
sevik68(5 лет 6 месяцев)(23:14:08 / 03-12-2014)

Называется это не КПД, но факт остаётся фактом

да да, простите господин Резерфорд, сразу не признал :)

Аватар пользователя avm
avm(3 года 4 месяца)(19:56:58 / 03-12-2014)

Почитайте про тепловые насосы - Heat Pump

Аватар пользователя sevik68
sevik68(5 лет 6 месяцев)(23:43:37 / 03-12-2014)

как бэ в курсе

без серьезного теплового коллектора это маркетинг

поэтому и считаю что тепловой насос в кондее больше психологический девайс

и еслиб уважаемый Morr_A озаботился более серьезным сравнением потребленной энергии, то разница там была бы не столь разительна

да и тот момент, что все кондиционеры с тепловым насосом могут эффективно работать только при положительных температурах наружного воздуха, поэтому греться с помощью кондиционера зимой нельзя, нивелирует все волшебные свойства

т.е. настоящей зимой вся зеленая энергетика идет лесом? 

Аватар пользователя Мэкс
Мэкс(5 лет 8 месяцев)(01:12:13 / 04-12-2014)

Вы про цикл Карно что нибудь слышали? Во времена СССР это в школе проходили.

Так вот, для поколения ЕГЭ утрирую: по фигу абсолютные значения температур. Энергия берется из их разницы.

Некоторые бытовые кондеи неплохо греют помещения и при -20.

Аватар пользователя sevik68
sevik68(5 лет 6 месяцев)(06:58:57 / 04-12-2014)

почитайте мануал на бытовой кондей с тепловым насосом

Аватар пользователя guliaka
guliaka(3 года 8 месяцев)(02:55:33 / 04-12-2014)

да и тот момент, что все кондиционеры с тепловым насосом могут эффективно работать только при положительных температурах наружного воздуха, поэтому греться с помощью кондиционера зимой нельзя, нивелирует все волшебные свойства

т.е. настоящей зимой вся зеленая энергетика идет лесом?

А Вы всё это собственно откуда взяли?? У фреона R-22 температура замерзания -160 градусов, кипения -40. Тоесть до -40-ка греши - не хочу. Ниже -  эффективность падает, но не смертельно.

Просто Ваше утверждение вступает в противоречие с моим наблюдением ))) 

Аватар пользователя sevik68
sevik68(5 лет 6 месяцев)(07:08:32 / 04-12-2014)

А Вы всё это собственно откуда взяли??

из мануала на кондей, например самсунг

минимальная температура за бортом для использования в режиме обогрева -5 градусов

Аватар пользователя Мэкс
Мэкс(5 лет 8 месяцев)(09:20:07 / 04-12-2014)

А что Вы хотите от гламурного дизайнерского гаджета, управляемого по Wi-Fi? 

Советую смотреть простые рабоче-крестьянские машинки типа Mitsubishi Heavy серии FDU-VF и подобные.

Рабочий диапазон температур при нагреве -20 - +20 

Аватар пользователя sevik68
sevik68(5 лет 6 месяцев)(05:07:11 / 05-12-2014)

не спорю, но там и ценники совсем не гуманные(средняя цена по яндексу 452 272 руб.) для целей сэкономить на отоплении

Аватар пользователя guliaka
guliaka(3 года 8 месяцев)(05:09:42 / 05-12-2014)

В принципе вопрос решаем заменой фриона на низкотемпературный, такое тоже практикуют...

Аватар пользователя Мэкс
Мэкс(5 лет 8 месяцев)(15:24:20 / 05-12-2014)

Эта машинка, при нормальном утеплении дома, потянет дом на 150-200 квадратов. Для небольшого домика(70-80м) хватит машинки за 120-150 тыр.

Аватар пользователя Morr_A
Morr_A(5 лет 2 месяца)(06:10:04 / 04-12-2014)

Не знаю у кого как, но у меня дома кондиционер отлично обогревает в периоды межсезонья, когда уже похолодало, но отопление ещё не включили. Да и жрёт он в разы меньше чем обогреватель. До кондиционера в таких случаях использовался обогреватель с вентилятором на 1500 Вт так что есть что с чем сравнивать. И ещё, пробовал включать кондиционер в -20, обмерзает инеем уличный радиатор, ну и не тает конечно, мороз же, а так все работает. А если возникают вопросы про КПД, то нужно помнить, что система не замкнутая, по этому перекачивать тепло вполне возможно в объемах больших чем потраченая энергия.

Аватар пользователя Мэкс
Мэкс(5 лет 8 месяцев)(09:22:39 / 04-12-2014)

Поговорите с кондиционерщиками. Они могут зимний пакет поставить, который будет через определенные промежутки времени размораживать внешний блок. но это уже не так эффективно будет.

Аватар пользователя avm
avm(3 года 4 месяца)(11:37:11 / 04-12-2014)

Нормальный тепловой насос из земли или из воды (ниже уровня промерзания) тепло качает. Там температура + 4 градуса

Аватар пользователя sevik68
sevik68(5 лет 6 месяцев)(05:05:01 / 05-12-2014)

дык о том и речь

что эта помпа в кондее близка к игрушке

хотя минимум свой возможно и выполняет

Аватар пользователя Здешний
Здешний(3 года 5 месяцев)(18:27:34 / 03-12-2014)

стимулы к установке аккумуляторов уже появляются, т.к. feed-in тариф в Германии, по которому закупается электроэнергия солнца и ветра, уже стал меньше стоимости электроэнергии для населения 

Ну вот на этом можно было и заканчивать: все опирается не на себестоимость (экономику), а на ТАРИФ (бюрократию), который установливается де-факто ВОЛЮНТАРИСТСКИ.

Абсолютно рискованная схема, зависящая на 100% от человеческого фактора, включая политическую спекуляцию. 

Аватар пользователя avm
avm(3 года 4 месяца)(18:34:15 / 03-12-2014)

Тариф устанавливается так, чтобы покрывать себестоимость установки системы + некоторая прибыль установщику.

Про невидимую руку рынка нас обманули её там нет. Чтобы система хорошо функционировала ей нужно управлять. Евросоюз и Германия это делают.

Так устроен мир - надо рисковать. Но они не очень сильно рискуют. Традиционная инфраструктура у них есть.

Аватар пользователя Здешний
Здешний(3 года 5 месяцев)(18:54:28 / 03-12-2014)

Риск в коммерции - благородное дело. Риск в государственном управлении - низкое качество.

Завтра что-то произойдет, и общественное мнение резко развернется. Послезавтра сменится правительство, устанавливающее тарифы, а с ним - отношение к рискам в госуправлении. И все, конец зеленой ереси.

Если в основе экономических решений отсутствуют базовые экономические якоря, а вместо них политическая целесообразность, то рухнуть вся схема может в секунду - ровно в ту, когда политическую целесообразность политически признают нецелесообразностью.      

Аватар пользователя avm
avm(3 года 4 месяца)(20:00:41 / 03-12-2014)

Правительства меняются, а взятый курс на "зелень" остаётся уже 20 лет.

Может они в курсе про пик нефти, вот и суетятся?

Как думаете?

Аватар пользователя Здешний
Здешний(3 года 5 месяцев)(20:08:46 / 03-12-2014)

Продолжительность тренда не отменяет постоянного риска моментального переобувания. Причем, риск в принципе нестрахуемый. 

А суетиться могут по разным причинам, включая и пик нефти. Но тут вряд ли именно этот случай: параллельно они гнобят и атом. 

Имхо, конкретно в Германии ситуация в основе внутриполитически-спекулятивная. 

Аватар пользователя avm
avm(3 года 4 месяца)(11:39:11 / 04-12-2014)

Дык, урана у них тоже нет на своей территории.

На всех желающих уже не хватает.

Аватар пользователя ускакал
ускакал(2 года 12 месяцев)(18:52:07 / 03-12-2014)

В соседней с Германией мелкоБритании уже открыто предлагают

гнать гастарбайтеров в шею. Сократив количество "гостей"

увеличивается размер доступной энергии.

Также возможен проект превращения Германии

в Виссеншафтланд. 

Т.е оставить в Дойчландии только наукоемкую индустрию с низкой энергоёмкостью.

Те же детальки для автомобильчиков делают в Восточной Европе,

а БМВшки собирают в Калинградской области. А сама разработка оставлена в ФРГ.

Таким образом всё вредное и гадкое выносится за пределы Рейха,

а всё полезное и инновационное переносится в Германию. 

Аватар пользователя maxvlad
maxvlad(5 лет 10 месяцев)(10:48:53 / 04-12-2014)

Всё это красиво, конечно - кабы было работоспособно лет пятьдесят хотя бы.  Ну, чтобы было сравнимо с типовой ГЭС, ТЭС или АЭС. А то ведь ветряками начали баловаться лет 10, ну может 15 назад. А уже пошёл базар про сложности утилизации. Про ресурс фотовольтаики тоже что-то такое говорят, типа минус 70 процентов через 10 лет. Аккумуляторы эти - точно так же недолговечны. Сжатый воздух уже обсуждали - пришли к тому, что криогеника рулит - но в статье не упомянута, возможно, из-за необходимости существенных капвложений.

Чисто умозрительно - та же Германия могла бы ограничиться ветроэнергетикой и толковыми аккумуляторами - но масштаб потребного строительства поражает воображение. Сперва прикинуть размер ГЭС, которая закрыла бы потребности ФРГ в электричестве. Потом отмасштабировать размеры, учитывая, насколько вода плотнее воздуха, и сколько того воздуха потребно для совершения эквивалентной работы ;) Воображение рисует сотни километров ветряков вдоль побережья. Это влетит в такую копеечку... материалы-то потребуются несколько иные, чем для той же ГЭС.

Аватар пользователя avm
avm(3 года 4 месяца)(11:47:06 / 04-12-2014)

Про ресурс фотовольтаики тоже что-то такое говорят, типа минус 70 процентов через 10 лет.


Много где и чего говорят. Но мощность солнечных панелей слишком осторожно указывается производителями в районе 90% (от первоначальной) через 15 лет и 80% через 25 лет.

А по данным института Фраунхофера мощность падает на 0,1% в год после незначительного, но более резкого проседания в начале эксплуатации.

Лидеры обсуждений

за 4 часаза суткиза неделю

Лидеры просмотров

за неделюза месяцза год

СМИ

Загрузка...