Новый анализ, проведенный исследователями из Университета штата Северная Каролина, показал, что оффшорная ветроэнергетика может помочь снизить оптовые цены на электроэнергию в среднем в шести штатах Новой Англии с относительно низким риском отказа ветряных турбин во время сильных зимних штормов.
Хотя очень высокие скорости ветра во время зимних штормов могут привести к временному отключению турбин, они обнаружили, что наибольший риск внезапных потерь энергии ветра будет летом, когда скорость ветра самая низкая. Выводы, опубликованные в журнале Energy, могут помочь коммунальным предприятиям, политикам и потребителям в Новой Англии определить, чего ожидать с точки зрения цены и надежности от добавления оффшорной ветроэнергетики в регионе.
«Добавление оффшорной ветроэнергетики на этот рынок снижает оптовые цены на электроэнергию в целом и довольно последовательно снижает выбросы», - сказал Джордан Керн, доцент кафедры лесного хозяйства и экологических ресурсов в штате Северная Каролина. «Когда мы рассматриваем эти сильные зимние штормы, случаи, когда вы теряете энергию ветра из-за чрезмерно высокой скорости ветра, редки, и даже в этом случае это не нарушает систему и не вызывает потрясений на рынке. Более серьезная проблема, которую мы выявили чем заняться летом, когда очень жарко, а ветер слабенький."
Есть планы добавить значительные дополнительные мощности ветровой энергии в Новой Англии - до 60% предлагаемой новой выработки электроэнергии будет приходиться на морские и наземные ветряные электростанции. В этом регионе уже находится первая в стране крупная оффшорная ветряная электростанция: ферма мощностью 30 мегаватт за пределами Род-Айленда. И хотя энергия ветра, как ожидается, станет «спасением» во время экстремальных зимних штормов, исследователи хотели посмотреть, могут ли штормы также нарушить подачу электроэнергии и поднять цены, поскольку турбины отключаются при скорости ветра более 55 миль в час.
«Наземная ветровая энергия составляет большую часть всей ветровой энергии в США», - сказал Керн. «Многое из этого расположено в центре страны. Однако, если вы живете на восточном побережье, земля дорогая, а скорость ветра ниже. Вот когда оффшор начинает выглядеть хорошо».
В ходе анализа исследователи использовали модель энергосистемы, чтобы смоделировать влияние дополнительной энергии ветра на цены на электроэнергию в шести штатах Новой Англии - Коннектикуте, Мэне, Массачусетсе, Нью-Гемпшире, Род-Айленде и Вермонте - во время резкое похолодание с декабря 2017 г. по январь 2018 г. Во время урагана спрос на электроэнергию и цены на природный газ резко выросли из-за «бомбового» циклона.
Они обнаружили, что добавление оффшорной ветровой энергии уменьшило резкость скачков цен во время резкого похолодания, даже несмотря на то, что произошла внезапная потеря мощности, когда турбины отключились в один из дней из-за циклона.
В среднем оптовые цены упали бы на 28,81 мегаватт в час, если бы во время шторма были подключены дополнительные 4 000 мегаватт оффшорной ветровой энергии.
Мы искали возможность отключения электроэнергии из-за внезапного отключения энергии от морских ветряных электростанций, но мы не видели случая, когда система отключалась ни в одном из сценариев, которые мы рассматривали. оценены», - сказал ведущий автор исследования Керем Зия Акдемир, аспирант в области лесного хозяйства и экологических ресурсов в штате Северная Каролина. «Большую часть времени во время зимних погодных явлений наличие ветра - это хорошо, потому что скорость ветра высока. Лишь изредка скорость ветра становилась настолько высокой, что ветряные турбины полностью отключались».
Они также смотрели, повлияет ли добавление 800 или 4000 мегаватт оффшорной ветровой энергии на цену электроэнергии за 69 лет между 1949 и 2018 годами, по сравнению с тем, если бы не было добавлено дополнительных оффшорных ветровых мощностей. Они обнаружили, что дополнительная ветровая энергия снизила среднюю оптовую цену на электроэнергию за период исследования.
«Мы заметили, что если мы увеличим мощность морской ветроэнергетики в регионе, в целом оптовые цены будут ниже», - сказал Акдемир.«Был один или два случая, когда мы наблюдали очень, очень высокие цены, потому что чрезмерная скорость ветра приводила к отключению турбин, что приводило к внезапному отключению ветровой энергии в регионе, но это не имело серьезных последствий для Новой Англии. электросеть."
В сценарии с наибольшим добавлением ветровой энергии цены выросли в среднем на 89 центов за мегаватт-час во время отключений, когда турбины были отключены.
Отключения из-за чрезмерных скоростей ветра также не были причиной самых высоких цен в анализе. Наиболее частый и резкий рост цен происходил в летние месяцы, когда люди использовали много энергии для охлаждения своих домов, а скорость ветра была низкой.
«Зимой спрос на электроэнергию немного меньше, чем летом, поэтому есть несколько других электростанций, которые могут быстро запуститься и заменить ветер», - сказал Керн.
В исследовании изучались оптовые цены на электроэнергию, и исследователи заявили, что вопрос о том, как ветровая генерация может повлиять на стоимость электроэнергии для потребителей, все еще остается открытым.
«Выводы в целом показывают, что добавление оффшорной ветроэнергетики к системе почти все время приведет к снижению рыночных цен и снижению выбросов», - сказал Керн. «Означает ли это, что потребители будут платить меньше за электроэнергию, вопрос намного сложнее. Строить оффшорные ветряные электростанции недешево, их нужно строить в океане. Потребителям, возможно, придется платить за это».
Исследование «Оценка рисков для оптового рынка электроэнергии Новой Англии из-за потерь энергии ветра во время экстремальных зимних штормов» было опубликовано в Интернете в журнале Energy. Исследование было проведено в соавторстве с Джонатаном Ламонтаном из Университета Тафтса. Исследование финансировалось Управлением науки Министерства энергетики США в рамках программы моделирования многосекторной динамики, Земли и окружающей среды.