Энергетика

Лучшие технологии для преобразования энергии в 2021 году

09.02.2021 14:39
Просмотров: 5800

Учитывая, что спрос на ископаемое топливо, как ожидается, достигнет пика к концу десятилетия, а внедрение экологически чистой энергии ускорится, какие основные энергетические технологии следует ожидать в 2021 году?

Существуют сильные рыночные тенденции, способствующие ускорению энергетического перехода, и, хотя во время пандемии, по словам Филиппо Гаддо, главы отдела экономики энергетики Arup, возможно, произошло некоторое снижение потребления энергии, в этом году спрос на электроэнергию восстановится, несмотря на текущие блокировки. Все большее количество этого должно быть возобновляемо произведено.

В течение 2021 года возобновляемые источники энергии будут продолжать увеличивать мощность более чем на 200 ГВт во всем мире, при этом солнечная энергия по-прежнему добавляет больше всего, но ветер будет способствовать наиболее агрессивному росту как в отношении поставляемой электроэнергии, так и в отношении инвестиций. Стоимость будет способствовать движению эффективного цикла, необходимого для комплексного расширения масштабов использования возобновляемых источников энергии. Ожидается, что цены на возобновляемые источники энергии продолжат падать. 

Диего Диас Пилас, руководитель отдела новых предприятий и технологических перспектив компании Iberdrola, говорит: «Начиная с 2021 года мы ожидаем, что солнечная фотоэлектрическая энергия и затраты на ветер на суше снизятся еще на 30% к 2030 году, а ветер на море — еще на 50%».

Существует огромное количество инноваций и инвестиций в сектор чистой энергетики. Наиболее привлекательные направления включают в себя сокращение системных затрат, углубление понимания комбинирования источников энергии, роли возобновляемых источников энергии в общей устойчивости и, конечно же, водорода. Многие из нововведений на местах и в процессе развития окажут влияние друг на друга, но они нуждаются в правильной поддержке и приверженности со стороны государственного и частного секторов.

Питер Шаффельс, руководитель отдела глобальных связей со СМИ DNV GL – Energy, говорит: «Мы отчаянно нуждаемся в том, чтобы правительства во всем мире взяли на себя обязательства по постпандемическим пакетам экономических стимулов, которые будут стимулировать принятие низкоуглеродных или нулевых решений — от недорогого капитала для возобновляемых источников энергии и проектов хранения энергии до значительных инвестиций в энергетические системы, чтобы обеспечить интеграцию возобновляемых источников энергии и быстрый рост спроса в результате электрификации транспорта и тепла. Несмотря на позитивные сигналы правительств в отношении экономической поддержки, возможны задержки проектов из-за нарушения цепочки поставок и проблем кредиторов».

Основная нефтяная отрасль также осознает, что ей необходимо готовиться к трансформированному будущему. SP&P Global Ratings недавно поместила нефтяные компании, включая Exxon Mobil и Royal Dutch Shell, в негативный список из-за рыночного риска, связанного с изменением климата. Тони Ходжсон, региональный стратегический менеджер по продажам в Европе и Африке компании Fugro, считает, что в 2021 году крупная нефтяная компания переключит свою бизнес-модель на возобновляемые источники энергии.

Он говорит: «В глобальном масштабе мы сейчас достигли переломного момента, когда речь заходит о возобновляемых источниках энергии. Было показано, что сопротивление переходу к зеленой энергетике не только бесполезно, но и является плохой деловой практикой, учитывая рост потребительского спроса. В прошлом году правительства во всем мире взяли на себя значительные обязательства по обеспечению устойчивости и зеленой повестки дня. Поскольку 2020 год стал катализатором культурной перезагрузки, то к 2021 году эти инициативы начнут оказывать влияние на реальную практику».

Есть некоторые области технологии, которые могут оказать значительное влияние в 2021 году. Многие из них взаимосвязаны. На данный момент, вот технологии, определяющие трансформацию энергетического рынка в 2021 году.

Солнечная энергия

IHS Markit предсказала, что ежегодные солнечные установки, по прогнозам, вырастут более чем на 30% в 2021 году после волатильного спроса в 2020 году. На перовскит возлагаются большие надежды, учитывая недавние прорывы в области эффективности, но может потребоваться некоторое время, прежде чем он будет полностью коммерциализирован. Рост плавающей солнечной энергии — это то, что нужно наблюдать, поскольку это помогает солнечной энергии избежать дебатов о земле/энергии, но это секторальная интеграция, где, вероятно, будет сосредоточен самый большой фокус, особенно в отношении агривольтаики.

Ветер

Размер турбин будет продолжать расти, и плавучий ветер откроет новые регионы для освоения шельфа (до 10-кратной текущей доступности), а первый коммерческий аукцион плавучих мощностей ожидается уже в этом году. Устойчивое развитие будет ключевым направлением деятельности отрасли, поскольку она исследует, как перерабатывать лопасти, а также запускает консорциум Orsted run для изучения вторичной переработки по всей цепочке поставок.

Существует признание того, что оффшорный ветер является хорошей переходной возможностью для нефтегазовой отрасли – Shell объявила о приобретении контрольного пакета акций проекта Emerald floating wind в Кельтском море. В целом, по данным IHS Markit, оффшорная ветроэнергетика рассчитана еще на один год, почти удвоив развернутую мощность до 10 ГВт.

Хранение

Ожидается, что падение цен на литиевые батареи, отраслевая интеграция (как и в случае с solar+storage), рост производства зеленого водорода и продолжающееся развертывание гигафабрик будут стимулировать рынок. 

Крис Холмс, один из ведущих инвестиционных консультантов экологического фонда Джона Лэйнга, говорит: «Инвестиции в крупномасштабные аккумуляторные хранилища, естественно, последуют в дополнение к росту производства ветровой и солнечной энергии.» 

То, что хранение данных будет трансформационным, — это вопрос стоимости, где хранение данных предлагает возможность предоставлять несколько энергетических услуг одновременно, начиная с частотного регулирования, балансировки нагрузки и более широких услуг управления сетями.

Оцифровка

Необходимость развития соответствующей инфраструктуры является ключом к созданию устойчивой, гибкой и устойчивой энергосистемы. Но если мы хотим реализовать мечту об умных, чистых городах, нам нужны более эффективные системы защиты, контроля, автоматизации и связи – не только для управления самой сетью, но и всеми бесчисленными устройствами, подключенными к ней.

Будь то увеличение использования цифровых близнецов для моделирования использования энергии и управления ею, есть во что поиграть. Брайан Линч из LG Solar говорит, что он ожидает увидеть рост агрегации активов солнечной системы и системы хранения энергии (ESS), подключенной с помощью программного обеспечения, чтобы обеспечить правильную мощность в нужное время перед счетчиком и за ним. 

Он говорит: «С точки зрения технологических прорывов, это будет качество по сравнению с наименьшими затратами, вертикальная интеграция технологического стека – ESS, программного обеспечения, DERMs [распределенные системы управления энергетическими ресурсами] – что приводит к тому, что солнечная энергия является базовой мощностью и диспетчеризируемой».

Искусственный интеллект

По мере того, как сеть становится умнее, будет расти спрос на решения ИИ для управления сложностью операций. Это позволит проводить более экологичные операции по осуществлению прогнозного технического обслуживания солнечных и ветровых установок. Он также мог бы играть значительную роль на корпоративном энергетическом рынке, позволяя компаниям сокращать потребление энергии и даже поддерживать снижение выбросов за счет управления динамичной сетью источников энергии. Это могло бы поддержать не только разумное управление затратами, но и углеродный профиль источников энергии.

В рамках самой возобновляемой энергетики Рон Бек, директор энергетической отрасли AspenTech, говорит, что он ожидает в течение следующих двенадцати месяцев увидеть ИИ: «Компенсировать нехватку навыков, обеспечить безопасную и надежную работу в условиях возросшей технической сложности и учиться на данных активов для ускорения зрелости новых энергетических технологий».

Водород

Водородная промышленность пережила много циклов популярности, но многие наблюдатели чувствуют, что на этот раз все по-другому, и ожидают увидеть значительные изменения. Независимо от того, является ли это планом Великобритании по водороду из 10 пунктов, недавние успехи внедрения солнечных элементов, ветрогенератов, батарей и электромобилей доказывают, что мы готовы к следующему шагу.

Андреас Ширенбек, исполнительный директор Uniper и член недавно созданного Национального водородного совета Германии, говорит: «Зеленый водород — это возобновляемый источник энергии, за которым следует следить в 2021 году, поскольку ЕС и многие другие государства по всему миру вкладывают инвестиции в растущий сектор. Это рассматривается как важнейший способ ускорить усилия по декарбонизации, особенно в труднодоступных секторах, где электрификация нежизнеспособна — например, в тяжелой промышленности, химической промышленности и транспорте».

Это будет способствовать дальнейшему включению водорода в глобальный энергетический баланс, и на рынке существует общее ощущение, что возрождение интереса к водороду на этот раз ощущается по-другому. Тем не менее, сегодня большая часть водорода производится на ископаемом топливе, поэтому, несмотря на множество объявлений о зеленом водороде, мы должны остерегаться «зеленой волны».

Улавливание и хранение углерода

Улавливание углерода является ключом ко многим планам чистого нулевого будущего, и правительства возрождают планы развития. В Великобритании правительство включило CCS в свой экологический план из 10 пунктов и заявило о своих целях — запустить к 2030 году хотя бы один энергетический проект CCUS (использование и хранение углерода). Тем временем в США Илон Маск недавно начал конкурс на $100 млн, чтобы найти лучшие технологии улавливания углерода.

Экологическое сообщество оказало значительное противодействие, поскольку большинство существующих подходов к CCS налагают серьезные энергетические и углеродные штрафы при строительстве и развертывании. Многим кажется, что природные решения, скорее всего, окажутся более эффективными. Тем не менее сторонники утверждают, что CCS/CCSU — это единственный способ, с помощью которого интенсивные отрасли промышленности, такие как сталь и цемент, смогут работать в низкоуглеродном будущем. Сочетание хранения углерода с его использованием имеет большой потенциал, и мы изучим его в будущем.