Британские исследования подчеркивают огромную потребность в хранении при переходе на тепловые насосы

Новое исследование Ноттингемского университета предупредило, что Великобритании потребуется около 175 тераватт-часов (ТВтч) энергоемкости для полной декарбонизации отопления жилых помещений путем развертывания тепловых насосов. Исследование, которое будет опубликовано в журнале Возобновляемая энергия в июле анализирует требования к хранению на уровне сети на разных этапах внедрения тепловых насосов.

Бруно Карденас, ведущий автор исследования, подчеркнул масштаб проблемы, отметив, что удовлетворение будущего спроса на хранение представляет собой «масштабную задачу». Он провел сравнение с нынешней зависимостью от газовой инфраструктуры, объяснив: «Газовая сеть изначально обеспечивает огромную емкость хранения — простая регулировка давления в трубопроводах позволяет гибко хранить газ. Мы пока не ощущаем всей тяжести проблемы хранения, поскольку эта инфраструктура долгое время поддерживала колебания спроса».

Анализ прогнозирует, что полностью электрифицированная система отопления увеличит среднегодовой спрос на электроэнергию в Великобритании на <р>26%<р> и пиковая нагрузка на сеть <р>70%<р> по сравнению с сегодняшними уровнями. Смоделированный сценарий также показывает 4%-ное увеличение общих затрат на энергию, в первую очередь обусловленное потребностью в инфраструктуре долгосрочного хранения. По словам Карденаса, это подчеркивает срочную необходимость существенных инвестиций в такие технологии, как подземные водородные пещеры и хранение энергии на сжатом воздухе (CAES).

В смоделированном сценарии исследования сочетание 160 ТВт·ч хранения водорода (достаточно для удовлетворения спроса на 220 дней) и 15 ТВт·ч CAES (приблизительно 10 дней) в совокупности обеспечат требуемую емкость в 175 ТВт·ч. Хотя батареи не были частью исследования, Карденас признал их текущую роль в краткосрочной гибкости сети, отметив, что эта функция, вероятно, останется критически важной.

Основные моменты исследования пиковые колебания спроса как ключевая проблема. Несмотря на высокую эффективность тепловых насосов, поведение человека, например, утренние и вечерние скачки температуры (5–8 утра и после работы), создает выраженные скачки нагрузки. Карденас заявил: «Эти ежедневные пики являются прямым результатом синхронизированного использования энергии. Даже при наличии современных систем хранения тепла в домах и управления спросом мы не можем исключить необходимость в крупномасштабном и долгосрочном хранении».

Учитывая десятилетние сроки развертывания таких технологий, как водородные каверны, Карденас подчеркнул важность принятия мер сейчас: «Дебаты о точных объемах хранения естественны, но мы не можем откладывать действия для получения идеальных данных. Мы знаем, что потребность составляет десятки ТВт·ч, а с учетом того, что в настоящее время в Великобритании практически нет действующих сетевых хранилищ, срочность невозможно переоценить».

Результаты исследования подтверждают растущие призывы к комплексному планированию энергетической инфраструктуры, поскольку Великобритания ускоряет переход от газового отопления.