Согласно новому исследованию, посвященному технологиям длительного хранения энергии, подземные гидроаккумулирующие электростанции – ГАЭС – станут критически важным элементом для интеграции возобновляемых источников в энергосистемы будущего и достижения углеродной нейтральности.
В докладе, подготовленном инженером-гидроэнергетиком Майком Мак-Уильямсом, говорится, что к 2060 году мировой объем систем хранения электроэнергии должен вырасти с нынешних 2000 ГВт·ч до более чем 100000 ГВт·ч. Это означает пятидесятикратное увеличение в течение следующих 35 лет. Для сравнения, за предстоящие три десятилетия потребуется создать столько же мощностей для хранения энергии, сколько было построено за все прошлое столетие.
По мере роста доли нестабильной возобновляемой генерации, помимо накопителей энергии, энергосистемам потребуется широкий спектр дополнительных услуг для поддержания стабильности, безопасности и доступности электроснабжения.
Хотя для решения этих задач будут необходимы различные технологии, анализ показывает, что гидроаккумулирующие станции наилучшим образом подходят для обеспечения большей части потребностей в длительном хранении энергии и сопутствующих сетевых услугах. На долю традиционных ГАЭС уже приходится более 80% существующих в мире мощностей по хранению электроэнергии, однако их дальнейшее развитие часто ограничивается нехваткой подходящих площадок, экологическими соображениями и длительными сроками получения разрешений.
Подземные ГАЭС, в свою очередь, предлагают модульный подход, не зависящий от рельефа местности. Такие объекты можно строить практически в любом месте, масштабируя их мощность от 500 МВт до нескольких гигаватт, а продолжительность хранения энергии может быть увеличена с 8 до более чем 24 часов. В исследовании делается вывод, что только подземные ГАЭС отвечают совокупности требований: гигаваттный масштаб, экономическая целесообразность, модульная конструкция, широкий потенциал для размещения и длительность хранения 20 часов и более.
В качестве примера такого подхода приводится проект подземной гидроаккумулирующей станции компании Zero Terrain в городе Палдиски, Эстония. Проект уже получил все необходимые разрешения и готов к строительству. Его проектная мощность составляет 500 МВт с начальной продолжительностью хранения 8 часов, которая может быть увеличена до 20–40 часов. В отчете также описан вариант глубокого залегания станции с использованием шахт глубиной 1400 метров, что обеспечивает большую эффективность, снижает потребление воды и делает технологию пригодной для использования в регионах с дефицитом водных ресурсов.
В исследовании также отмечаются регуляторные барьеры. Дерегулированные рынки электроэнергии часто не способны адекватно оценивать и обеспечивать закупку множества услуг, необходимых для сетей на базе возобновляемых источников. Для оптимизации внедрения технологий длительного хранения энергии, таких как подземные ГАЭС, необходимо государственное системное планирование.
В конечном счете, крупномасштабные модульные гидроаккумулирующие станции являются необходимым условием для достижения целей по декарбонизации при одновременном обеспечении надежного и доступного электроснабжения. Без них прогресс на пути к углеродной нейтральности замедлится, стоимость электроэнергии, вероятно, возрастет, а надежность поставок может снизиться.