Một nghiên cứu kéo dài 42 năm cho thấy hạn hán do gió và mặt trời trong lưới điện tái tạo 100% không tồi tệ như đã nghĩ

Một nghiên cứu kéo dài 42 năm cho thấy hạn hán do gió và mặt trời trong lưới điện tái tạo 100% không tồi tệ như đã nghĩ

    Một nghiên cứu kéo dài 42 năm cho thấy hạn hán do gió và mặt trời trong lưới điện tái tạo 100% không tồi tệ như đã nghĩ

    port augusta wind solar

    Một nghiên cứu mới hoàn thành về sản lượng gió và năng lượng mặt trời trong 42 năm trên lưới điện chính của Úc cho thấy rằng mặc dù có nguy cơ xảy ra hạn hán do gió và mặt trời, nhưng chúng không quá tệ như bạn nghĩ. Và điều đó có thể thay đổi suy nghĩ về thời lượng lưu trữ dài bao nhiêu là cần thiết và ai sẽ là người tạo ra nó.

    Nguy cơ hạn hán do gió và mặt trời - thường được gọi bằng cái tên tiếng Đức là Dunkelflaute - và sử dụng quá liều gió và mặt trời tức thời là hai trong số những vấn đề đau đầu nhất đối với các nhà quản lý lưới điện tương lai gần như hoàn toàn phụ thuộc vào năng lượng tái tạo (VRE).

    Cuộc tranh luận lớn xoay quanh việc cần bao nhiêu dung lượng lưu trữ và các dự phòng khác cho lưới điện được cung cấp bởi gió và năng lượng mặt trời, đặc biệt là công cụ thời gian dài từ thủy điện được bơm và các công nghệ mới nổi khác như nhiệt mặt trời, khí nén và các công nghệ khác.

    Câu trả lời dường như là: Không nhiều như một số người nghĩ. Cách đây vài tháng, chúng tôi đã báo cáo về kết luận của kỹ sư gió David Osmond, người đã cập nhật trực tiếp mỗi tuần trong hơn một năm về sản lượng gió và mặt trời, và chuyển những kết quả đó sang lưới điện.

    Hãy xem câu chuyện của chúng tôi: Một lưới điện năng lượng tái tạo gần 100% nằm trong tầm tay và có ít dung lượng lưu trữ, và cả podcast liên quan: Energy Insiders Podcast: Cần bao nhiêu dung lượng lưu trữ cho 100% năng lượng tái tạo?

    Một nghiên cứu thậm chí còn sâu hơn, xem xét sản lượng gió và mặt trời trong 42 năm qua - và bao gồm 62GW gió dự kiến, 65GW năng lượng mặt trời lớn và 52GW năng lượng mặt trời trên mái nhà do Nhà điều hành thị trường năng lượng Úc mô hình hóa trong “bước thay đổi” năm 2050 kịch bản - thực hiện một số quan sát thú vị và sâu sắc hơn.

    Nghiên cứu - Định lượng nguy cơ hạn hán năng lượng tái tạo - đã được thực hiện bởi Joel Gilmore, Tim Nelson và Tahlia Nolan, tất cả từ Đại học Griffith và tất cả các chuyên gia cao cấp của tập đoàn năng lượng Tây Ban Nha Iberdrola.

    Điều đầu tiên phải nhận ra là - ngay cả với 180GW gió và mặt trời - hạn hán sẽ xảy ra. Nhưng theo phân tích của nghiên cứu, chỉ trong khoảng thời gian rất ngắn - như một giờ hoặc lâu hơn. Dài hạn hơn, hơn một tuần hoặc hơn, hạn hán không đến mức sâu và có thể được dự đoán trước.

    Cái này quan trọng. Như Gilmore nói, ý tưởng rằng các nhà khai thác thị trường sẽ phải tìm đủ dung lượng lưu trữ và dự phòng để đáp ứng 30GW nhu cầu trung bình trong khoảng thời gian hai tuần là sai.

    Hạn hán dài hạn ngắn hơn và nông hơn. Và nếu các chính phủ muốn lập kế hoạch cho một sự kiện trong 40 năm hoặc 1 trong 100 năm, họ có thể phải suy nghĩ cẩn thận về cách thực hiện.

    Vì vậy, đây là một số quan sát quan trọng từ nghiên cứu, đây là nghiên cứu dài hạn đầu tiên về hạn hán VRE ở Úc.

    Đầu tiên là bất kỳ sự thiếu hụt công suất nào vào thời gian cao điểm cũng sẽ tương đối dễ dàng quản lý, chủ yếu là vì vấn đề là cung cấp megawatt tức thời, trong đó sẽ có rất nhiều và có thể được hỗ trợ bởi quản lý nhu cầu

    Vấn đề lớn hơn là tránh xa thời gian cao điểm. Biểu đồ trên cho thấy sản lượng tối thiểu thấp nhất trong hơn 42 năm vào giữa ngày vẫn ở mức trên 20% công suất. Đó là bởi vì năng lượng mặt trời có thể dự đoán được một cách hợp lý và luôn có thứ gì đó tạo ra.

    Thách thức lớn hơn chỉ là một sớm một chiều. Thật vậy, sản lượng backcast thấp nhất cho đội tàu hiện có là 0,59% hệ số công suất, được đăng ký lúc 4 giờ sáng ngày 19 tháng 4 năm 2020. Điều này được xác nhận bằng cách kiểm tra dữ liệu đo lịch sử cho các đơn vị được lắp đặt vào thời điểm đó, cho thấy sức gió và năng lượng mặt trời mức thấp 0,31%.

    Đối với đội tàu NEM trong tương lai, sản lượng đội tàu tối thiểu cao hơn một chút (1,39% lúc 5 giờ chiều ngày 17 tháng 5 năm 2010), phù hợp với sự đa dạng địa lý hơn về năng lực trong kịch bản đó.

    Nhưng những đợt hạn hán này không kéo dài. Nghiên cứu cho thấy trong khoảng thời gian hai tuần, năng lượng VRE (năng lượng tái tạo có thể thay đổi, hoặc gió và mặt trời) sẵn có không giảm xuống dưới 75% sản lượng dự kiến.

    Điều này được thể hiện trong Hình 15 so sánh sản lượng năng lượng tái tạo thấp nhất tuyệt đối (đường màu xanh lam) với sản lượng thấp nhất so với sản lượng dự kiến ​​theo mùa (đường gạch ngang màu đen).

    Các nghiên cứu sâu hơn về tần suất của bất kỳ chuyến du ngoạn nào từ dữ liệu này cho thấy rằng các nhà hoạch định hệ thống có thể tin tưởng rằng, liên quan đến sản lượng dự kiến, sự kiện “một trong mười năm” là sản lượng VRE thấp hơn 70% sản lượng dự kiến ​​trong mười ngày, hoặc ít hơn 85% trong 45 ngày.

    “Một sự kiện trong 40 năm sẽ kéo dài hai tuần với sản lượng ít hơn 70% so với dự kiến,” nghiên cứu lưu ý.

    “Có thể có một số sự kiện dài hạn không được ghi lại trong khoảng thời gian mẫu 42 năm, nhưng theo định nghĩa thì những sự kiện này sẽ không phổ biến và do đó có thể so sánh với các sự kiện không đáng tin cậy khác mà không có khả năng tiết kiệm chi phí để lập kế hoạch chống lại.”

    Tất cả điều này có nghĩa là gì? .

    Gilmore nói: “Những đợt hạn hán khắc nghiệt đó (thường được nói đến trước công chúng) không phải là một vấn đề,” Gilmore nói. “Có một sự sụt giảm ngắn hạn - nó xảy ra trong một giờ hoặc lâu hơn. Nó không xảy ra trong bảy ngày. "

    Làm thế nào các cơ quan chức năng phản ứng với điều này là phức tạp. Nó có thể có nghĩa là Úc sẽ cần một sự hỗ trợ

    lên hoặc hai máy tạo khí có thể cần được bật một lần sau mỗi thập kỷ hoặc hai hoặc ba. Ai sở hữu và điều hành những cái đó là một câu hỏi khó hơn - không nhà điều hành tư nhân nào hiểu được vấn đề.

    Sau đó là các dự án lưu trữ “lớn” như Snowy 2.0 và hai “pin của quốc gia” - một do Tasmania và một dự án khác ở Queensland đề xuất - nhưng để giữ chúng ở chế độ chờ cho những sự kiện hiếm hoi này sẽ làm phức tạp thêm các thiết lập thị trường.

    Cũng như những thứ này, có lẽ, thuộc sở hữu của chính phủ. Nhưng họ sẽ có tác động gì đến các khoản đầu tư khác nếu họ giao dịch tự do trong các kịch bản lưu trữ hàng ngày.

    Gilmore đã viết trong một bài thuyết trình gần đây cho bài báo: “Chúng tôi sẽ cần sự củng cố trong thời gian dài để lấp đầy những khoảng trống này. Chúng bao gồm dự trữ, xây dựng quá mức năng lượng tái tạo, làm săn chắc dựa trên nhiên liệu, nhu cầu linh hoạt và truyền tải.

    Một điểm mấu chốt là câu hỏi thiên về năng lượng hơn là công suất. Đó là một câu hỏi hóc búa khác mà các nhà hoạch định chính sách phải giải quyết. Nhưng có một điều chắc chắn là: “100% VRE là hoàn toàn có thể làm được,” ông nói.

    Vậy chúng ta cần dung lượng lưu trữ dài bao nhiêu? Gilmore nói: “Đó là một câu hỏi về quản lý rủi ro. Và một trong những điều mà anh ấy và nhóm của mình dự định sẽ giải quyết trong một bài báo tiếp theo. Ngay bây giờ, họ đủ hạnh phúc khi có dữ liệu để giải quyết một số tranh luận về điểm số đó.

    Zalo
    Hotline