Замкнутые гидроаккумулирующие системы обладают наименьшим потенциалом глобального потепления с учетом всех последствий использования материалов и конструкции.
Вывод следует из анализа, проведенного в Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии (NREL) Министерства энергетики США (DOE).
Результаты исследования, опубликованные в журнале Environmental Science and Technology, дают представление о том, как гидроаккумулирующие системы с замкнутым циклом, не связанные с внешним водоемом, сопоставляются с другими технологиями хранения энергии в масштабе сети.
Авторами статьи «Оценка жизненного цикла гидроэлектростанций с замкнутым циклом в США» являются Дэниел Инман, Грегори Эйвери, Ребекка Ханес, Дилан Хеттингер и Гарвин Хит, работающие в Центре стратегического энергетического анализа NREL.
Исследователи проанализировали потенциал глобального потепления (GWP) технологий хранения энергии, которые являются узким местом, препятствующим конечному использованию возобновляемой генерации. Накопление энергии может помочь увеличить возможность сети принимать возобновляемые источники, такие как ветер и солнце.
Гидроаккумулирующие электростанции — это хорошо известная технология, однако информация о выбросах парниковых газов, связанных с ее использованием, ограничена. В исследовании NREL приводится оценка жизненного цикла новых ГАЭС с замкнутым циклом в США и оценивается их ПГП.
Аккумулирующая гидроэнергетика сравнивается с четырьмя другими технологиями: накопителями энергии на сжатом воздухе (CAES), литий-ионными батареями (LIB), свинцово-кислотными батареями (PbAc) и ванадиевыми окислительно-восстановительными батареями (VRFB). Гидроаккумулирующие электростанции и CAES предназначены для длительного хранения энергии, в то время как аккумуляторы рассчитаны на более короткое время.
«Показано, что аккумулирующие гидроэлектростанции замкнутого цикла являются наименьшим источником выбросов парниковых газов», — сказал Инман.
«Не все технологии хранения энергии предоставляют одинаковые услуги. Мы рассмотрели накопители энергии на сжатом воздухе, которые позволяют хранить энергию в масштабах энергосистемы и обеспечивают инерционность и устойчивость энергосистемы. Однако выбросы парниковых газов при работе аккумулирующих гидроэлектростанций на четверть меньше по сравнению со сжатым воздухом».
Выводы представлены на основе изучения 39 предварительных проектов 35 предлагаемых объектов в континентальной части США. Предполагалось, что аккумулирующая способность средней гидроэлектростанции замкнутого цикла составит 835 МВт, а ежегодная выработка энергии — 2 060 ГВт-ч. В базовом сценарии также предполагалось, что электроэнергия будет полностью поступать из возобновляемых источников.
Исследователи рассчитали ПГП на 1 кВт-ч накопленной электроэнергии, доставленной к ближайшей подстанции. По их оценкам, ПГП для гидроаккумулирующих гидроэлектростанций составляет от 58 до 502 г углекислого газа на кВт-ч.
Наименьший ПГП в пересчете на функциональные единицы имеют гидроэнергетические установки, за ними следуют LIB, VRFB, CAES и PbAc. Они также определили, что некоторые решения могут оказать существенное влияние. Например, строительство на месте, где ранее была промышленная застройка, а не на зеленом участке, может снизить потенциал глобального потепления на 20%.
Исследование было профинансировано Управлением водных энергетических технологий Департамента энергетики США. NREL — основная национальная лаборатория Министерства энергетики, занимающаяся исследованиями и разработками в области возобновляемых источников энергии и энергоэффективности. Оператором NREL для МЭ является компания Alliance for Sustainable Energy LLC.
