MIT: неправильное размещение солнечных и ветровых станций увеличит дефицит электроэнергии в 5 раз к 2050 году

Новая модель энергетического планирования учитывает изменения погоды и показывает, что расположение объектов может в 5 раз снизить риск дефицита электроэнергии

Учёные Массачусетского технологического института (MIT) разработали методику, которая помогает выбирать места для строительства объектов возобновляемой энергетики с учётом будущих климатических условий. Модель объединяет детальную метеорологическую информацию с симуляциями работы энергетической инфраструктуры и показывает, что расположение солнечных и ветровых станций может существенно влиять на надёжность энергосистемы.

Исследователи проверили подход на сценариях декарбонизированных энергосистем Новой Англии и Техаса. Анализ показал, что если проектировать энергетику только на основе исторических данных о погоде, то к 2050 году количество ситуаций с нехваткой электроэнергии может вырасти до 5 раз.

При включении прогнозов будущего климата в расчёты обе системы могли повысить устойчивость электроснабжения без значительного увеличения затрат. «Когда мы включаем технологии возобновляемой энергетики, мы также можем адаптироваться к изменению климата, используя прогнозы будущей погоды, и дополнительные расходы на такую адаптацию, по крайней мере в этом исследовании, невелики», — заявил ведущий автор работы Майкл Хоулэнд (Michael Howland), профессор MIT.

Авторы отмечают, что энергетика одновременно сталкивается с ростом спроса из-за развития искусственного интеллекта и электрификации транспорта, а также с быстрым распространением солнечной и ветровой генерации. При этом производство энергии из возобновляемых источников и потребление электроэнергии зависят от погодных условий, которые будут меняться вместе с климатом.

В модели учитывались одновременные воздействия экстремальных погодных событий на разные элементы энергосистемы. Например, один погодный период может одновременно снизить выработку солнечных и ветровых установок и изменить уровень спроса на электроэнергию. По словам Хоулэнда, именно такие совмещённые эффекты могут стать одним из наиболее заметных последствий изменения климата для энергетики.

Расчёты показали, что оптимальные локации для размещения солнечных и ветровых объектов при будущих климатических условиях могут заметно отличаться от вариантов, выбранных на основе исторических данных о погоде. «Важно не только сколько возобновляемых источников мы добавляем, но и где и когда мы их размещаем», — отметил Цю (Qiu), один из авторов исследования.

Сейчас методика требует использования дорогостоящих моделей высокого разрешения, поэтому её пока что сложно применять операторам энергосистем в повседневном планировании. Авторы работы планируют создать более быстрые модели, которые позволят использовать климатические прогнозы при проектировании энергетической инфраструктуры в реальных проектах.