Węgierscy naukowcy wskazują granice opłacalności PV i magazynów w Europie

Eksperci opracowali model określający optymalny poziom PV i magazynów energii

Naukowcy z węgierskiego centrum badawczego REKK opracowali model określający optymalne połączenie mocy instalacji fotowoltaicznych oraz magazynów energii, które mają wspierać europejską sieć elektroenergetyczną w najbliższych latach. Według wyników badań kosztowo optymalny zakres wynosi od 530 do 880 GW mocy PV, uzupełniony o magazyny energii odpowiadające 2,5–7,5% całkowitej mocy źródeł odnawialnych.

Nowatorski model EPMM dostarcza precyzyjnych prognoz

W badaniu wykorzystano autorski Europejski Model Rynku Energii (EPMM). To zaawansowane narzędzie, które łączy modelowanie techniczne i ekonomiczne.

„Uwzględniamy wymagania rynku mocy w modelowaniu, co wpływa na wybór elektrowni dostarczających rezerwy” – podkreśliła Kácsor. Dodała także, iż większość modeli rynku energii nie uwzględnia tych wymagań.

Model EPMM obejmuje 38 państw Europy zrzeszonych w sieci ENTSO-E. Jego celem jest zapewnienie dostaw energii elektrycznej przy jak najniższych kosztach systemu. W analizach wykorzystano dane z dwóch ostatnich lat. Model uwzględnia pracę 3500 elektrowni oraz źródeł odnawialnych. Symuluje działanie sieci w ciągu 12 typowych tygodni, które reprezentują różne warunki w ciągu roku.

Analiza różnych scenariuszy rozwoju PV i magazynów energii

Naukowcy przeanalizowali kilka scenariuszy wzrostu mocy fotowoltaiki w Europie – od 353 GW do 1059 GW. dla wszystkich z nich przyjęto dziewięć poziomów udziału magazynów energii – od 0% do 20%.

Przyjęto również wspólne założenia finansowe: 5% obniżki wartości pieniądza w czasie oraz żywotność systemów wynosząca 20 lat. Koszty inwestycyjne (Capex) PV oszacowano na 430 euro/kW, a dla magazynów energii – 570 euro/kW.

Badanie wykazało, iż istnieje granica opłacalności zwiększania mocy PV, choćby przy jednoczesnym wzroście udziału magazynów energii. Kácsor podkreśliła:

„Wraz ze zbyt wysokim udziałem PV koszty przewyższają korzyści, choćby przy wyższym poziomie magazynowania. Jednak ten próg znajduje się na bardzo wysokim poziomie mocy”.

Rekomendacje dla europejskiej transformacji energetycznej

Zgodnie z wynikami badania, najbardziej opłacalnym rozwiązaniem dla Europy na 2030 rok jest osiągnięcie poziomu 707 GW mocy PV oraz 5% całkowitej mocy odnawialnej przeznaczonej na magazynowanie energii.

W analizie stwierdzono również, iż poziom ograniczeń produkcji PV od około zera do 20% w poszczególnych krajach europejskich. Z kolei stopień wykorzystania magazynów energii pozostaje względnie jednolity i kształtuje się na poziomie około 20%.

Eksperci wskazują także, iż podobieństwo poziomów wykorzystania magazynów energii sugeruje możliwość efektywnego dzielenia się tymi zasobami między państwami europejskimi – o ile istnieją wystarczające przepustowości międzykrajowe.

Podsumowanie wyników i dalsze kierunki badań

Wyniki badania zostały opublikowane w czasopiśmie „Energy Conversion and Management: X” w artykule „Integrating solar plants into the European power grid − What is the optimal capacity combination of PV and battery storage?”. W projekcie uczestniczyli badacze z REKK i Uniwersytetu Corvinus w Budapeszcie.

Ustalono, iż dla zapewnienia stabilności sieci i opłacalności inwestycji Europa powinna dążyć do poziomu mocy PV na poziomie 530–880 GW oraz udziału magazynów energii od 2,5% do 7,5% całkowitej mocy źródeł odnawialnych.

• Europa odpowiada za 25% globalnych dostaw trackerów PV – raport SolarPower Europe
• Europa może przegrać wyścig wodorowy z Chinami – ostrzega CEO Nel
• WindEurope: Europa musi pilnie zmodernizować swoje sieci energetyczne

Źródło: Integrating solar plants into the European power grid − What is the optimal capacity combination of PV and battery storage?