Các nhà nghiên cứu báo cáo rằng 53% ngôi nhà độc lập ở châu Âu có thể tự cung cấp tất cả nhu cầu năng lượng vào năm 2020 chỉ bằng cách sử dụng bức xạ mặt trời trên mái nhà cục bộ và tính khả thi về mặt kỹ thuật này có thể tăng lên 75% vào năm 2050.
Đánh giá tiềm năng tự cung cấp cho 41 triệu ngôi nhà ở châu Âu. Nhà cung cấp hình ảnh: Joule/Kleinebrahm và cộng sự.
Xuất bản ngày 2 tháng 11 trên tạp chí Joule , nghiên cứu cho thấy rằng không có lợi ích kinh tế nào khi các hộ gia đình có thể tự cung tự cấp hoàn toàn trong điều kiện hiện tại hoặc tương lai, mặc dù trong một số trường hợp, chi phí ngang bằng với việc duy trì sử dụng lưới điện.
Các nhà nghiên cứu ước tính rằng khả năng tự cung cấp năng lượng sẽ khả thi về mặt kinh tế cho 5% (hai triệu) trong số 41 triệu ngôi nhà dành cho một gia đình độc lập ở châu Âu vào năm 2050, nếu các hộ gia đình sẵn sàng trả nhiều hơn tới 50% so với chi phí còn phụ thuộc hoàn toàn vào lưới điện.
"Kết quả của chúng tôi cho thấy rằng ngay cả vào năm 2050, việc sử dụng điện không nối lưới cũng không phải là lựa chọn kinh tế nhất, nhưng sẽ hợp lý nếu đầu tư vào những tòa nhà tự cung tự cấp kiểu này nếu bạn sẵn sàng trả nhiều tiền hơn để có khả năng tự cung tự cấp," ông nói. tác giả chính Max Kleinebrahm, nhà nghiên cứu kinh tế năng lượng tại Viện Công nghệ Karlsruhe ở Đức.
Chi phí năng lượng lưới điện đang tăng lên trong khi công nghệ năng lượng tái tạo ngày càng trở nên hợp lý hơn. Để theo đuổi mục tiêu tự cung tự cấp, ngày càng có nhiều hộ gia đình quan tâm đến việc tự sản xuất nguồn cung cấp năng lượng tái tạo.
Nhóm của Kleinebrahm muốn biết mức độ khả thi của việc các tòa nhà dân cư riêng lẻ ở các khu vực khác nhau của Châu Âu có thể tự cung tự cấp hoàn toàn và liệu làm như vậy có mang lại lợi ích tài chính nào không. Mặc dù tiềm năng chuyển đổi châu Âu sang 100% năng lượng tái tạo đã được xem xét ở quy mô lục địa, quốc gia và khu vực, nghiên cứu này là phân tích đầu tiên ở cấp độ tòa nhà riêng lẻ.
Để xác định các khu vực và loại công trình có khả năng tự cung cấp cao hơn, các nhà nghiên cứu đã biên soạn cơ sở dữ liệu về các ngôi nhà trên khắp châu Âu và xác định 4.000 ngôi nhà đại diện cho các khu vực khác nhau về kiến trúc, nhu cầu điện gia dụng, điều kiện khí hậu và kinh tế địa phương. khuôn khổ.
Sau đó, các nhà nghiên cứu đã thiết kế hệ thống năng lượng tối ưu cho từng ngôi nhà đại diện để đáp ứng đầy đủ nhu cầu năng lượng điện và nhiệt đồng thời giảm thiểu chi phí. Các hệ thống này bao gồm các biện pháp như tấm pin mặt trời trên mái nhà, tua-bin gió nhỏ, các loại hệ thống lưu trữ khác nhau, lắp đặt máy bơm nhiệt cũng như các biện pháp trang bị thêm và cách nhiệt.
Tiếp theo, các nhà nghiên cứu đã mở rộng kết quả của họ để ước tính tính khả thi về mặt kỹ thuật và kinh tế của việc tự cung cấp năng lượng cho 41 triệu ngôi nhà độc lập ở châu Âu.
Nhìn chung, họ ước tính rằng 53% số hộ gia đình có thể đạt được khả năng tự cung cấp năng lượng về mặt kỹ thuật vào năm 2020 và tỷ lệ này có thể tăng lên 75% vào năm 2050 với những cải tiến dự kiến về công nghệ lưu trữ và năng lượng tái tạo. Tuy nhiên, việc trở nên tự chủ hoàn toàn sẽ tốn kém hơn so với việc tiếp tục phụ thuộc hoàn toàn vào lưới điện trong cả năm 2020 và 2050.
Những ngôi nhà ở các quốc gia châu Âu đầy nắng như Síp, Malta và Ý có nhiều tiềm năng kinh tế hơn để tự cung tự cấp, trong khi các quốc gia Bắc Âu như Phần Lan, Na Uy và Thụy Điển (nơi có sự chênh lệch lớn giữa nhu cầu năng lượng mùa đông cao và bức xạ mặt trời) có tiềm năng thấp nhất.
Các khu vực có mái nhà lớn hơn như Đan Mạch, Slovenia, Hà Lan và Pháp cũng có tiềm năng tự cung cấp lớn hơn. Các nhà nghiên cứu cũng lưu ý rằng có tiềm năng lớn hơn cho các tòa nhà tự cung cấp năng lượng ở các quốc gia có chi phí điện lưới cao, chẳng hạn như Đức, vì có ít động lực tài chính hơn để tiếp tục sử dụng điện lưới.
Mặc dù việc tự cung tự cấp hoàn toàn có thể không mang lại lợi ích về mặt kinh tế, nhưng các nhà nghiên cứu đã chứng minh rằng tự cung tự cấp một phần—trong đó một tòa nhà vẫn được kết nối với lưới điện nhưng cũng đầu tư vào hệ thống quang điện, bơm nhiệt và vật liệu cách nhiệt—có thể giảm chi phí năng lượng cho hộ gia đình. Mức độ tự cung cấp tối ưu khác nhau tùy theo các tòa nhà và khu vực khác nhau, nhưng đối với một tòa nhà đại diện ở Đức, các nhà nghiên cứu ước tính rằng mức độ tự túc tối ưu là 73% vào năm 2020 và 78% tự cung cấp vào năm 2050. .
Các nhà nghiên cứu lưu ý rằng chi phí vận chuyển cao khiến việc rời khỏi lưới điện trở nên hấp dẫn hơn và nói rằng các nhà hoạch định chính sách và các công ty tiện ích nên khuyến khích các hộ gia đình hoàn toàn tự cung tự cấp duy trì kết nối với lưới điện. Kleinebrahm cho biết: “Ở quy mô kinh tế vĩ mô, sẽ kém hiệu quả hơn nếu có một số lượng lớn hộ gia đình từ bỏ lưới điện thay vì ủng hộ nó”.
Do chi phí hỗ trợ lưới điện được chia sẻ giữa những người sử dụng nên chi phí lưới điện cũng có khả năng tăng cao hơn khi các hộ gia đình chọn rời khỏi lưới điện. Kleinebrahm cho biết: “Từ góc độ xã hội, bạn phải xem xét khả năng các hộ gia đình rất giàu có thể không nối lưới, trong trường hợp đó, phần vận hành lưới điện còn lại sẽ do các hộ gia đình yếu hơn về mặt kinh tế chi trả”.
Nghiên cứu này không thể trả lời các câu hỏi về việc số lượng nhà tự cung tự cấp ngày càng tăng sẽ tác động như thế nào đến nhu cầu điện và thị trường điện, nhưng các nhà nghiên cứu có kế hoạch giải quyết những chủ đề đó trong tương lai.
