Hoće li se termoelektrana potpuno zamijeniti?

ⅰPouke iz nestanaka struje

Jeste li ikada doživjeli nestanak struje? Odjednom sve utone u mrak, liftovi se zaustave, mobiteli ostanu bez struje, a klima-uređaji se isključe. Taj osjećaj bespomoćnosti tjera čovjeka da shvati da je struja „zrak“ modernog društva.

Zapravo, veliki nestanci struje dogodili su se diljem svijeta:

Nestanak struje u Sjevernoj Americi 2003. godine ostavio je desetke milijuna korisnika u mraku preko noći.

Tijekom hladnog vala u Teksasu 2021. godine, vjetroelektrane i elektrane na prirodni plin masovno su se zatvorile, a bez rezervnog sustava za pohranu energije milijuni ljudi patili su od niskih temperatura i nestanka struje.

Nestanci struje u nekim regijama Kine: nestašica ugljena i fluktuacije u obnovljivim izvorima energije opteretile su mrežu, prisiljavajući na ograničenja struje.

Ovi primjeri nam pokazuju da je oslanjanje isključivo na toplinsku energiju rizično, a oslanjanje isključivo na obnovljive izvore energije također je rizično. Energetskom sustavu potrebna je stabilnija „strategija kombiniranja“.

ⅡStrukture moći u različitim zemljama

Izvori energije se značajno razlikuju diljem svijeta:

Kina: Energija iz ugljena ostaje glavni izvor, ali posljednjih godina instalirani kapacitet fotonaponske energije i energije vjetra naglo je porastao, a model „obnovljiva energija + skladištenje energije“ postupno postaje trend.

Sjedinjene Američke Države: Uravnotežen pristup između prirodnog plina i obnovljivih izvora energije, uz istovremeno predvođenje svijeta u tehnologiji skladištenja energije u baterijama, pri čemu su Kalifornija i druge regije izgradile najveće elektrane za skladištenje energije na svijetu.

Europa: Njemačka i Španjolska su pioniri u energiji vjetra i sunca, dok se Francuska oslanja na nuklearnu energiju za stabilnost mreže. Europa je u cjelini posvećena energetskoj tranziciji, a razvoj sustava za skladištenje energije se ubrzava.

Japan i Južna Koreja: Ove zemlje, koje su u velikoj mjeri ovisne o uvozu energije, moraju uravnotežiti sigurnost opskrbe i istovremeno aktivno razvijati kombinacije solarnih, vodikovih i tehnologija skladištenja energije.

Sveukupno, sve regije se kreću prema modelu „obnovljiva energija + skladištenje“, iako različitim tempom.

ⅲKakva je trenutna situacija?

Razvoj novih energetskih sustava napreduje, ali se suočava i s izazovima.

„Hirovitost“ fotonaponske i energije vjetra: fotonaponska energija može se generirati samo tijekom dana kada je sunce vani, a noću prestaje; energija vjetra ovisi o vremenu i prestaje tijekom „razdoblja bez vjetra“. Ova nestabilnost vrši pritisak na stabilan rad električne mreže.

Pojava baterija za pohranu energije: Litij-ionske baterije i protočne baterije djeluju poput divovskih "powerbankova", pohranjujući višak električne energije tijekom razdoblja viška i oslobađajući je tijekom vršne potražnje kako bi se uravnotežila mreža.

Politički pokretači: Kina je izričito propisala da nove projekte fotonaponskih i vjetroelektrana moraju pratiti postrojenja za skladištenje energije. SAD i Europa, u međuvremenu, koriste fiskalne subvencije i tržišne mehanizme kako bi potaknule tvrtke na izgradnju infrastrukture za skladištenje energije.

Izazovi ostaju: Baterije za pohranu energije su skupe, imaju ograničen vijek trajanja, a njihovo recikliranje i ponovna upotreba na kraju životnog vijeka ostaju neriješena pitanja.

Drugim riječima, skladištenje energije postupno postaje široko rasprostranjeno, ali će trebati vremena prije nego što u potpunosti zamijeni tradicionalne izvore energije.

ⅳZašto zamijeniti energiju iz ugljena?

Zaštita okoliša: Termoelektrane na ugljen značajno doprinose emisijama ugljika, onečišćenju zraka i efektu staklenika.

Energetska sigurnost: Fluktuacije cijena ugljena i prirodnog plina izravno utječu na cijene i opskrbu električnom energijom.

Ekonomska isplativost: Fotonaponski sustavi i energija vjetra postaju sve pristupačniji, čak i isplativiji od energije iz ugljena.

Ciljevi ugljične neutralnosti: Kako bi se smanjile emisije, energija iz ugljena mora se postupno ukinuti i na kraju potpuno eliminirati.

ⅤMože li u potpunosti zamijeniti energiju iz ugljena?

Odgovor je: Na kraju, ali ne uskoro.

Tijekom sljedećih 10 godina, termoelektrane na ugljen ostat će „kičma“ mreže.

2030.–2040.: Kako skladištenje energije postaje jeftinije, a vodikova energija pouzdanija, energija iz ugljena postupno će se prebaciti na „klupu“.

Oko 2050.: Očekuje se da će obnovljivi izvori energije u kombinaciji sa skladištenjem energije preuzeti vodeću ulogu, a energija iz ugljena će se uglavnom postupno ukidati.

Drugim riječima, budući elektroenergetski sustav vjerojatno će biti: obnovljivi izvori energije i skladištenje energije kao glavni izvori, energija iz ugljena bit će u drugom planu, a nuklearna energija, hidroenergija i vodikova energija pružit će dodatnu podršku.

Baterije za pohranu energije sve će se više kombinirati sa solarnom i energijom vjetra, baš kao što pametni telefoni ne mogu funkcionirati bez baterija. Međutim, da bi obnovljiva energija u potpunosti zamijenila energiju iz ugljena, i dalje su potrebni tehnološki prodori, politička podrška i nadogradnja mreže. U budućnosti možda neće doći do iznenadnog nestanka energije iz ugljena, već do postupnog povlačenja u drugi plan sve dok jednog dana ne shvatite da je elektroenergetski sektor već postao dominantno korišten u čistoj energiji.