Сонячна енергетика вперше обігнала вугільну в Європі – але є проблема

Перехід Європейського Союзу на екологічно чисту енергетику відзначився у травні, коли сонячні панелі вперше виробили більше електроенергії, ніж усі вугільні електростанції блоку – і це ще до того, як літнє сонце збільшить виробництво ще більше.

Хоча шалена експансія сонячної генерації віщує успіх зусиллям із заміщення викопних видів палива, цей прорив також виявив недоліки в енергетичній системі. Ціни на електроенергію стали від'ємними в деякі з найбільш сонячних днів травня, оскільки оператори мереж намагалися впоратися з перенавантаженням.

«Це літо буде чимось, на що нам доведеться дивитися як на листівку з майбутнього», – сказав Кесавартіній Саварімуту, аналітик BloombergNEF. «Найбільшим посланням буде: ми не готові».

Хоча сонячна енергія була швидким і простим рішенням у відповідь на минулорічну енергетичну кризу, спричинену діями Росії, спрямованими на скорочення поставок природного газу, її недоліком є те, що ця технологія найкраще працює в сонячні місяці, коли попит на неї зазвичай нижчий. Системи зберігання цієї енергії в акумуляторах або шляхом створення зеленого водню недостатньо розвинені, щоб дозволити літньому сонцю підтримувати світло вночі або обігрівати будинки взимку.

Ніде сонячний бум – і ризики пристосування – не є настільки очевидними, як у Нідерландах. На кожні 100 000 жителів Нідерландів припадає понад 100 мегават сонячних панелей, що вдвічі більше, ніж у сонячній Іспанії, і більш ніж утричі більше, ніж у Китаї, який є світовим лідером за загальною потужністю сонячних електростанцій.

Нідерланди мають найщільнішу сонячну мережу на Землі завдяки довготривалій державній підтримці. Програма винагороджує домогосподарства за встановлення сонячних панелей, при цьому кожен ват електроенергії компенсує рахунки за електроенергію, незалежно від того, чи збігається використання з найбільш сонячними частинами дня.

«Уряд Нідерландів зробив це, щоб стимулювати використання сонячних панелей, але це занадто успішно», – сказав Йорріт де Йонг, речник голландського оператора електромереж TenneT, який має сім сонячних панелей на даху, що виробляють щонайменше 80% річного споживання електроенергії його домогосподарства. «Якщо я перу або заряджаю свій автомобіль в моменти, коли немає сонця, для мене це не має значення, тому що мені платить моя енергетична компанія».

Уряд Нідерландів планує змінити систему, починаючи з 2025 року. Згідно з новими правилами, домогосподарства, які повертають енергію в мережу, зможуть вираховувати меншу суму зі свого річного рахунку. До 2031 року виробники отримуватимуть вигоду лише від електроенергії, яку вони фактично споживають, і не отримуватимуть компенсації за надлишок.

По всій Європі люди наслідують приклад Нідерландів. З початку російського вторгнення в Україну встановлення сонячних панелей в ЄС прискорилося. У травні виробництво зросло на 10% порівняно з попереднім роком і досягло рекордних 27 терават-годин.

На відміну від вітрової, гідро– чи геотермальної енергетики, сонячна енергетика має ключову перевагу – її можна швидко встановити. Все, що потрібно – це стимул для власників будинків або компаній, що займаються нерухомістю, перетворити дахи на міні-енергопарки. Але електромережі були створені навколо великих генераторів, які могли б працювати в тандемі з операторами мереж, щоб підтримувати збалансованість мереж. Більш розподіленою системою складніше керувати, і вона буде серйозно випробувана цього літа.

Хоча рекордні показники виробництва сонячної та вітрової енергії допомогли цього року витіснити вугільні та газові електростанції вражаючими темпами, ЄС все ще має пройти довгий шлях, щоб досягти своєї мети – нульових викидів до 2050 року. Німеччина перебуває під ще більшим тиском, оскільки найбільший енергетичний ринок Європи має на меті досягти декарбонізації енергосистеми до 2035 року. Досягнення цієї мети вимагатиме не лише значного розширення використання чистої енергії, але й змін, які краще узгоджуватимуть споживання з виробництвом.

Вже є ознаки невідповідності між попитом та пропозицією. Минулих вихідних ціни на електроенергію подекуди ставали від'ємними, оскільки виробництво сонячної енергії в Німеччині, найбільшому виробнику в Європі, досягло рекордного рівня. Від'ємні ціни не є чимось незвичайним і зазвичай пов'язані з потужною вітровою генерацією вночі або на вихідних, коли попит на електроенергію низький.

Коли відбувається сплеск потужності, постачальники змушені платити споживачам за користування електроенергією. Це не означає, що 100% електроенергії надходить з відновлюваних джерел. Деякі традиційні електростанції не можуть гнучко вмикатися і вимикатися або повинні працювати, щоб підтримувати стабільність енергосистеми.

За словами Акселя Тіманна, головного виконавчого директора компанії Sonnedix, одного з найбільших європейських девелоперів сонячної енергетики, збільшення цінових коливань і постійні низькі або від'ємні тарифи в періоди пікового виробництва електроенергії з відновлюваних джерел можуть поставити під загрозу подальші інвестиції.

З кінця 2021 року Sonnedix приблизно подвоїла свій портфель європейських проєктів, але Тіманн попередив, що без змін в управлінні електроенергією розвиток стане складнішим.

«У міру того, як буде реалізовано більше інвестицій, мережа буде ставати все більш і більш насиченою протягом певних частин дня влітку, – сказав він в інтерв'ю. – Навіть якщо у вас є необмежені обсяги інвестицій, вони будуть перенасиченими». «Навіть якщо у вас є необмежена кількість дозволених сонячних проектів, вони не будуть побудовані, якщо не буде чіткого шляху до ринку».

Щоб краще справлятися з припливами і відпливами відновлюваної генерації, потрібна нова гнучкість енергосистеми, яка не була необхідна, коли вся електроенергія надходила з кількох гігантських електростанцій на викопному паливі та атомних електростанцій, які можна було вмикати або вимикати залежно від попиту.

«Наша нинішня енергосистема не була спланована з урахуванням таких потреб у гнучкості», – сказав Торстен Ленк, керівник проекту в берлінському аналітичному центрі Agora Energiewende.

Існують різні способи адаптації. Акумулятори, підключені до мережі, можуть використовувати енергію в найбільш сонячну або вітряну частину дня, щоб продавати її, коли відновлювані джерела енергії не виробляють стільки енергії. Споживачів також можна стимулювати використовувати енергію під час пікових періодів виробництва. Це може бути особливо важливо, оскільки на дорогах з'являється все більше електромобілів, а домогосподарства переходять від традиційних котлів до теплових насосів.

«Цього літа ми матимемо безпрецедентний обсяг виробництва сонячної енергії, і це, як правило, збільшує волатильність цін на електроенергію», – сказав Джоук Штайнварт, аналітик Aurora Energy Research. «Це відкриває великі можливості для гнучких технологій, таких як акумулятори».