Технология – ключевой вопрос

Фотоэлектрическая энергетика

В течение последнего десятилетия Германия подвергалась критике за свою приверженность фотоэлектричеству, которое прежде было дорогостоящей технологией. Но сейчас фотоэлектричество дешевле оффшорной ветровой энергии, конкурирует с биомассой и в обозримом будущем начнет конкурировать с наземной ветровой энергией. Германия способствовала тому, что солнечная энергия стала дешевле для остального мира. Теперь задача состоит в том, чтобы интегрировать огромный потенциал солнечной энергии в энергетическую систему страны.

Фотоэлектричество — это термин, обозначающий использование солнечных панелей для производства электричества. Энергия солнца производит тепло, которое используется для обеспечения горячей водой и отопления помещений. Солнечное тепло может также использоваться для производства электричества по технологии концентрирования солнечной энергии (CSP), но она более применима в пустынях, чем в Германии.

Не будучи, как известно, особенно солнечной страной, Германия создала один из самых крупнейших в мире рынков фотоэлектричества. Стоимость фотоэлектричества за последние два десятилетия упала так значительно, как ни у одного другого вида возобновляемой энергии, и эксперты полагают, что оно сможет конкурировать с углем уже в течение следующего десятилетия. Солнечная энергия уже сейчас может обеспечивать до 50 процентов потребности Германии в электричестве в течение нескольких часов в сутки в солнечную погоду при низком уровне потребления. В июле 2015 года количество солнечной электроэнергии впервые превысило объем ядерной генерации. Однако пример Германии также показывает, что для развития фотоэлектрической энергетики энергетический рынок необходимо реструктурировать, поскольку солнечная энергия снижает оптовые тарифы на электричество, делая резервные электростанции все более нерентабельными.

Фотоэлектричество — то, о чем думает большинство людей, когда речь заходит о «солнечной энергии». Хотя она с давних пор считалась наиболее дорогим видом возобновляемой энергетики, за последние несколько лет (2008-2015 гг.) цена на солнечные панели снизилась приблизительно на 70 процентов.

Безусловно, Германия установила больше солнечных панелей, чем любая другая страна за исключением Китая. Их общая мощность составила почти 39 ГВт к концу 2015 года. Наибольшее количество солнечной энергии вырабатывается летом в послеобеденное время.

В Германии энергопотребление в летнее время ниже, чем в зимнее, потому что немцы в массе своей обходятся без кондиционирования воздуха летом, в то время как зимой требуется большое количество электричества для отопления и освещения. 30 апреля 2017 года производство солнечной энергии в стране достигло небывалого пика в 27,6 ГВт, что составило треть от общей потребности в электроэнергии, при этом одна только солнечная энергия составила около шестой части объема потребления электроэнергии в течение дня в целом.

Сторонники фотоэлектричества годами указывали на то, как производство солнечной энергии совпадает с пиковой потребностью в обеденное время, так что относительно дорогое фотоэлектричество оказалось хорошей заменой еще более дорогим источникам энергии для покрытия этой пиковой потребности. Почти повсюду фотоэлектричество является отличным способом удовлетворения пиковой потребности, — повсюду, кроме Германии, поскольку в стране уже установлено так много фотоэлектрических мощностей, что пиковая потребность больше не является проблемой. Фотоэлектричество теперь обеспечивает значительную часть средней нагрузки в летнее время в Германии и может даже обеспечить небольшую часть базовой нагрузки.

В результате всего этого солнечная энергия радикально сокращает прибыль для владельцев традиционных электростанций, чьи установки теперь просто не способны работать на полную мощность; кроме того, они не могут продавать электроэнергию по высоким ценам, так как фотоэлектричество ликвидирует необходимость в пиковой мощности в дневное время. Все это произошло так быстро, что политики теперь ищут способы реструктурирования немецкого энергетического рынка, чтобы достаточное количество генерирующих мощностей под управлением диспетчера оставалось в сети в те зимние часы, когда Германия достигает абсолютного годового пика энергопотребления (около 80 гигаватт) и когда источника солнечной энергии нет в наличии. В связи с этим, Германия предлагает уникальный взгляд в будущее энергетической системы на основе возобновляемых источников энергии.

В самый короткий день 2016 года установленные в Германии фотоэлектрические мощности смогли выработать около 7 гигаватт — количество энергии, которое вырабатывают пять крупных ядерных реакторов за два часа, и, таким образом, внесли вклад в обеспечение пиковой нагрузки.