Водные системы могут помочь ускорить внедрение возобновляемых источников энергии

Системы водоснабжения помогают сделать возобновляемую энергию более доступной и надёжной, показало исследование под руководством Стэнфорда.

В исследовании, опубликованном 27 сентября в журнале Nature Water, описана схема оценки того, как водные системы могут регулировать своё энергопотребление для баланса спроса и предложения в энергосистеме.

Акшай Рао, аспирант факультета экологической инженерии Стэнфордской школы инженеров, говорит, что для достижения чистого нуля необходимы энергетические решения с ориентацией на спрос. Водные системы — практически неиспользуемый ресурс.

Метод, предложенный исследователями, помогает операторам водоснабжения и энергетикам эффективнее координировать эти инфраструктурные системы для одновременного достижения целей декарбонизации и надёжности водоснабжения.

Балансировка спроса и предложения энергии усложняется, так как энергосистемы всё больше полагаются на возобновляемые источники энергии.

Технологии накопления энергии, такие как батареи, помогают в этом, но они дорогие.

По мнению Рао и его соавторов, системы водоснабжения могут предложить аналогичные преимущества. Они способны регулировать свою работу в соответствии с потребностями в энергии в реальном времени.

Концепция гибкости

Исследователи разработали систему, которая оценивает, насколько эффективно использование водных систем для хранения энергии. Система сравнивает это решение с литий-ионными батареями, которые накапливают электроэнергию в периоды низкого спроса и отдают её во время пикового спроса.

При оценке учитываются риски надёжности, соответствие нормативным требованиям и затраты на обновление инфраструктуры.

Исследователи проверили свой метод на заводе по опреснению морской воды, системе распределения воды и очистных сооружениях. Они также изучили влияние тарифов на электроэнергию в Калифорнии, Техасе, Флориде и Нью-Йорке.

Оказалось, что эти системы могут сэкономить до 30% энергии в периоды пикового спроса. Это снизит нагрузку на электросети и сэкономит деньги. Опреснительные установки показали наибольший потенциал такой экономии, изменяя количество добываемой воды или отключая определённые операции при высоких ценах на электроэнергию.

Исследователи считают, что эта система поможет операторам электросетей оценить ресурсы гибкости использования энергии в системах водоснабжения и сравнить их с другими вариантами. Также она позволит устанавливать цены на энергию.

Кроме того, этот подход поможет операторам водопроводных сетей принимать более взвешенные финансовые решения о проектировании и эксплуатации своих станций в условиях меняющихся электросетей.

Исследование показало, как важно устанавливать цены на энергию, чтобы использовать её эффективнее.

Особенно выгодно устанавливать системы водоснабжения, которые оплачивают энергию по разным тарифам в разное время суток. Такие объекты могут даже заработать, если будут потреблять меньше энергии, когда сеть перегружена. Это предусмотрено программами энергосбережения от коммунальных служб.

Рао отмечает, что исследование поможет руководителям сделать более осознанный выбор: «Инвестируя и проводя правильную политику, водные системы могут помочь плавно перейти на возобновляемые источники энергии».

27.09.2024