Ученые Массачусетского технологического института (MIT) разработали методику, которая помогает выбирать места для строительства объектов возобновляемой энергетики с учетом будущих климатических условий. Разработанная модель объединяет детальную метеорологическую информацию с симуляциями работы энергетической инфраструктуры и показывает, что расположение солнечных и ветровых станций может существенно влиять на надежность энергосистемы.
Исследователи проверили новый подход на сценариях полностью декарбонизированных энергосистем Новой Англии и Техаса. Проведенный анализ показал, что если проектировать энергетику исключительно на основе исторических данных о погоде, то к 2050 году количество критических ситуаций с нехваткой электроэнергии может вырасти до 5 раз.
При включении точных прогнозов будущего климата в расчеты обе энергосистемы смогли существенно повысить устойчивость электроснабжения без масштабного 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 научной работы Майкл Хоулэнд (Michael Howland), занимающий должность профессора в MIT.
Авторы исследования отмечают, что современная энергетика одновременно сталкивается с резким ростом спроса из-за активного развития искусственного интеллекта и масштабной электрификации транспорта, а также с быстрым распространением солнечной и ветровой генерации. При этом и производство энергии из возобновляемых источников, и общее потребление электричества напрямую зависят от погодных условий, которые продолжают меняться вместе с глобальным климатом.
В созданной математической модели учитывались одновременные воздействия экстремальных погодных событий на различные элементы и узлы энергосистемы. К примеру, один затяжной погодный период может одновременно снизить выработку солнечных и ветровых установок и существенно изменить уровень потребительского спроса на электроэнергию. По словам Майкла Хоулэнда, именно такие совмещенные системные эффекты могут стать одним из наиболее заметных последствий изменения климата для мировой энергетики.
Расчеты показали, что оптимальные локации для размещения новых солнечных и ветровых объектов при будущих климатических условиях могут заметно отличаться от вариантов, которые выбирались на основе устаревших 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 соавторов исследовательской работы.
В настоящее время методика требует использования ресурсоемких и дорогостоящих моделей высокого разрешения, поэтому ее пока достаточно сложно применять операторам энергосистем в повседневном планировании. В дальнейшем авторы работы планируют создать более быстрые и оптимизированные модели, которые позволят массово использовать климатические прогнозы при проектировании энергетической инфраструктуры в реальных коммерческих проектах.
