Nepaisant didelės platumos, prognozuojama, kad Šiaurės šalis iki 2050 m. įdiegs beveik 70 GW saulės energijos, o tai konkuruos su nauja branduoline energija ir sudarys sinergetinį stuburą su vėjo energija.
HELSINKIS- Kai energetikos specialistai galvoja apie Suomiją, jie paprastai įsivaizduoja snieguotas žiemas, didžiulius miškus ir didelę priklausomybę nuo branduolinės energijos bei bioenergijos. Saulės fotovoltinė energija (PV) retai prisimenama kaip Šiaurės šalių energijos strategijos kertinis akmuo. Tačiau vis daugiau energijos sistemų tyrimų iš LUT universiteto meta iššūkį šiai prielaidai,{3}}o išvados stebina.
Prognozuojama, kad saulės PV toli gražu nėra nereikšmingas žaidėjas, o pagal įdiegtus pajėgumus Suomijos būsimoje energetikos sistemoje taps dominuojančia technologija. Pagal kelis scenarijus šalies saulės PV pajėgumai šiandien padidės nuo beveik 2 gigavatų (GW) iki68 GW iki 2050 m-sudaro 62 % visos šalies įrengtos elektros galios ir 30 % pagamintos elektros energijos.
„Nakties nakties“ pranašumas
Vienas iš atkakliausių mitų energetikos sektoriuje yra tai, kad aukštų{0}} platumų regionai negali pasikliauti saulės PV. Tyrimas apverčia šią prielaidą ant galvos, pabrėždamas „benaktinės nakties“ fenomeną. Tokiuose regionuose, kaip Suomijos Laplandija, kurie daugiausia yra poliariniame rate, saulės spinduliuotė vasaros mėnesiais gali būti prieinama visą parą.
Ši vidurnakčio saulė sukuria galingą sezoninį papildymą su gausiais Suomijos vėjo energijos ištekliais. Nors sausumos vėjo energija dominuoja žiemos mėnesiais,-kai vėjo greitis yra didžiausias-saulės PV bangos pavasarį ir vasarą, užpildydamos elektros gamybos spragą būtent tada, kai vėjo greitis mažėja. Saulės ir vėjo pajėgumų erdvinio optimizavimo tyrimai išryškino šį vienas kitą papildantį pobūdį, o sezoniniai ir kasdieniai modeliai palaiko jų sinerginį potencialą stabilizuoti tinklą.
„Pamoka čia aiški: saulės energijos vertę lemia ne tik jos metinis derlius, bet ir sezoninis laikas“, – pažymi mokslininkai. Dominuojant vasarą, PV leidžia sistemai rinkti vėjo energiją nuo rudens iki pavasario ir naudoti bioenergiją kaip lankstumo tiekėją, -sukuriant tvirtą, ištisus metus -atsinaujinančių energijos šaltinių tiekimą. Praktiškai Suomijos pakrantėje esančios saulės elektrinės jau dabar gamina 10–15 % daugiau energijos nei tos, kurios pastatytos sausumoje dėl mažiau debesuotų dienų.
Saulė nukonkuruoja naują branduolinę
Tyrimas perteikia ypač ryškią žinią Suomijos branduolinėms ambicijoms. Nors Suomija įsipareigojo tris kartus padvigubinti pasaulinius branduolinius pajėgumus iki 2050 m. COP28 aukščiausiojo lygio susitikime klimato klausimais, ekonominė tikrovė byloja kitokią istoriją. Atliekant nemokamą-rinkos sąnaudų optimizavimą, palyginti su saulės PV ir vėjo energija,naujoji atominė elektrinė negali konkuruoti-įskaitant mažus modulinius reaktorius (SMR).
Remiantis tyrimu, „branduolinio trigubumo“ scenarijus lemia metines sistemos sąnaudas71–84 % didesnisnei atsinaujinančios energijos{0}}sistema. Net ir taikant itin optimistines finansavimo prielaidas su palankiomis kapitalo sąnaudomis branduolinei energijai, stipri saulės PV- ir vėjo-pagrįsta sistema išlieka37% pigiau.
Dėl staigaus saulės fotovoltinės energijos kapitalo išlaidų sumažėjimo suvienodintos elektros energijos sąnaudos (LCOE) pagal Suomijos atsinaujinančios energijos scenarijus beveik 100 % sumažėja iki apytiksliai.33 EUR už megavat{1}}valandą iki 2050 m. Politikos formuotojams ir investuotojams į energiją alternatyviosios išlaidos yra akivaizdžios: brangių SMR prioritetų teikimas nukreipia esminį kapitalą nuo greitai įdiegiamų saulės PV projektų, kurie siūlo greitesnį ir žymiai pigesnį kelią į dekarbonizaciją.
Deep Sector Coupling: pramoninis žaidimas-keitiklis
Suomijos ekonomikoje dominuoja sunkiosios,{0}}daug energijos reikalaujančios pramonės šakos, pvz., celiuliozės ir popieriaus, cemento, plieno ir chemijos-sektoriai, kuriuos žinoma sunkiai elektrifikuoti. Vien Pietryčių Suomijoje pramonei tenka 80 % galutinio energijos poreikio.
Atsakymas slypigiluminio sektoriaus jungtisirGalia-į-Xtechnologijas. Vasaros mėnesiais, kai saulės PV gamybos piko ir elektros kainos artėja prie nulio, gausią galią galima nukreipti į elektrolizatorius, kad būtų gaminamas didžiulis žaliojo vandenilio kiekis. Šis vandenilis gali būti tiekiamas tiesiai į žaliojo plieno gamybą arba laikomas požeminiuose urvuose, kad ištisus metus nuolat veiktų e-kuro ir e-cheminės sintezės gamyklos.
Suomija taip pat turi unikalų pranašumą: jos didelės celiuliozės ir popieriaus gamyklos išmeta milijonus tonų biogeninio CO₂. Šio CO₂ taškinio{1}}šaltinio surinkimas suteikia didelį ekonominį pranašumą, palyginti su CO₂ ištraukimu tiesiai iš oro. Tyrimas atskleidžia, kad naudojant taškinį93,8% viso CO₂reikalingas e-kuro ir e-cheminei sintezei.
Sujungusi pigią saulės fotovoltiją ir vėjo elektrą su surinktu biogeniniu CO₂, Suomija gali tapti pagrindiniu Europos tvaraus e{0}}metanolio, e-amoniako ir Fischer-Tropsch skysčių centru. Saulės PV ir vėjo energija iš esmės veikia kaip pagrindinis variklis, paverčiantis pramonines atliekas CO₂ į vertingą, ekologišką kurą.
Šildymas šaltame klimate
Šalyje, kurioje šildymas yra išgyvenimo reikalas, tyrimas atskleidžia dar vieną netikėtą sinergiją. Kadangi saulės fotoelektros energijos kainas saulėtu laikotarpiu priartina prie nulio, elektriniai katilai gali paversti elektrą šiluma, kuri kaupiama centralizuoto šildymo šiluminės energijos rezervuaruose. Įdomu tai, kad modeliuose dažnai parenkami paprasti, nebrangūs varžiniai elektriniai šildytuvai, o ne labai efektyvūs šilumos siurbliai pramoniniam ir centralizuotam šildymui,-nes saulės fotoelektros vasarą tiekia tiek daug ir pigios elektros, kad maža išankstinė elektrinių katilų kaina nusveria brangesnių šilumos siurblių efektyvumo padidėjimą.
Pasaulinė pamoka
Tyrimas siūlo keletą galimybių pasaulinei saulės energijos pramonei. Pirma,platuma nėra riba: jei saulės PV gali tapti Šiaurės šalių energetikos sistemos pagrindu, jos gyvybingumas vidutinio klimato ir pusiaujo regionuose yra neabejotinas. Antra, „Nightless Night“ įrodo, kad ekstremali vasaros generacija gali kompensuoti žiemos deficitą, kai ji derinama su vėjo energija. Trečia, saulės PV yramažų{0}}kaštų sektoriaus sujungimo priemonė-Tikroji jo vertė yra toli už elektros tinklo ribų ir yra energijos-to{2}}X ekonomikos katalizatorius. Padidinus fotovoltines elektrines, kad būtų galima eksploatuoti elektrolizatorius ir elektrinius katilus saulės piko metu, pramonės įmonės gali kaupti energiją kaip molekules ir šiluminę energiją, taip sumažindamos atotrūkį tarp vasaros saulės ir žiemos poreikio.
Visiškas Suomijos perėjimas reikalauja investicijų460 milijardų eurų iki 2050 m100 GW atsinaujinančios energijos pajėgumų, 19 GW galios- iki-X pajėgumų ir šilumos tiekimo elektrifikavimą pramonei-, todėl sukuriama energijos-pramonės sistema, kurios metinės sąnaudos mažesnės nei dabar.
Su daugiau neiSuomijoje jau suplanuota 300 komunalinių- saulės energijos projektų, kurio bendra galia yra 26 GW, klojami pamatai pertvarkai, kuri galėtų iš naujo apibrėžti atsinaujinančios energijos galimybes aukštų platumų regionuose. Pasirodo, vidurnakčio saulė gali būti labiausiai neįvertintas Suomijos energijos šaltinis.
