Португалия шесть дней подряд на 100% работала на возобновляемых источниках энергии

Автор статьи — Джулиан Спектор, издание Canary Media.

Однажды осенним днем я наблюдал, как порывы Атлантического океана сталкиваются с утесами, возвышающимися над Назаре (Португалия). Хлестал дождь, и волны вздымались, превращаясь в водяные стены, к которым даже самые безбашенные серфингисты могли бы добраться только на гидроцикле. Для меня это выглядело, как отгремевший дождь, пляжный отдых в конце сезона, но для кусочка Иберии, которым является Португалия, это было похоже на светлое будущее. В те выходные 10-миллионное государство работало только на ветровой, солнечной и гидроэнергии.

Как выяснилось, эти дождливые и пасмурные дни были лишь разминкой. С 31 октября по 6 ноября Португалия производила более чем достаточно энергии из возобновляемых источников, чтобы обслуживать всех своих потребителей в течение шести дней подряд.

«Газовые станции были наготове, ожидая, что в случае необходимости они смогут выдать энергию. Этого не произошло, потому что дул ветер, шел сильный дождь, — говорит Уго Коста, курирующий Португалию в EDP Renewables, подразделении возобновляемых источников энергии государственной компании, которая была приватизирована в 2012 году. — И мы производили продукцию с положительным эффектом для потребителей, поскольку цены резко снизились, практически до нуля».

Чтобы достичь климатических целей Парижского соглашения к 2050 году, страны должны работать без выбросов углерода не в течение трех-шести дней, а круглый год. Некоторые страны уже делают это благодаря большим запасам гидроэлектроэнергии, которые были созданы задолго до того, как климатический кризис стал определять инвестиционные решения в отношении электростанций. Другие страны имеют высокие показатели по безуглеродной энергетике благодаря большому парку атомных станций.

Португалия попадает в другую, более понятную категорию: В начале своего пути по декарбонизации она располагала некоторым количеством старых гидроэлектростанций, но не имела атомных мощностей и не планировала их строить. Это означает, что ей пришлось искать пути сокращения потребления ископаемого топлива за счет максимального использования новых возобновляемых источников энергии.

Как Португалия смогла добиться этого? Она взяла на себя обязательства по раннему и частому строительству возобновляемых источников энергии, а также по достижению нулевого уровня выбросов углерода к 2050 году в 2016 г., за несколько лет до того, как Европейский союз в целом нашел в себе силы решиться на этот шаг. Последние угольные станции в Португалии были закрыты в 2022 г., и в качестве резервного источника энергии по требованию остался (импортируемый) ископаемый газ.

«Главный вывод, на мой взгляд, заключается в том, что португальская энергосистема готова к очень высокой доле возобновляемой электроэнергии и к ее ожидаемым колебаниям. Мы смогли справиться как с резким ростом производства гидро- и ветроэнергии, так и с возвратом к более низкой доле ВИЭ, когда газовые электростанции вновь понадобились для обеспечения части спроса в стране», — сказал Мигель Прадо, освещающий энергетический сектор Португалии в газете Expresso.

Задача декарбонизации энергосистемы Португалии состоит в том, чтобы уменьшить и, в конечном счете, сократить до нуля количество часов, когда стране необходимо сжигать газ для поддержания света. Руководство страны хочет, чтобы к 2040 году газовая генерация, на которую приходится 21% потребления электроэнергии в период с января по октябрь, была полностью прекращена.

Для достижения своих климатических целей Португалия сосредоточила внимание на диверсификации возобновляемых ресурсов: вместо того чтобы полагаться в первую очередь на ветер, воду или солнце, она добавляет в портфель каждый из них и находит способы сделать их более взаимодополняемыми. В настоящее время электроэнергетические компании страны ищут дополнительные возможности для развития прибрежной ветроэнергетики, расширяют солнечные установки и переоборудуют старые береговые ветропроекты, чтобы максимально эффективно использовать самые подходящие места.

Анатомия шестидневного эксперимента

После свержения авторитарной диктатуры Estado Novo в 1974 г. вновь образованная государственная компания Energias de Portugal построила ряд гидроэлектрических плотин на некогда диких реках, устремившихся с восточных гор на западное побережье. Первые наземные ветряные проекты компания построила в 1990-х годах, когда солнечная энергия просто не могла конкурировать по экономическим показателям, а солнечные установки только недавно начали набирать обороты.

Именно поэтому пасмурное небо не повлияло на общее производство электроэнергии из возобновляемых источников во время недавнего 6-дневного эксперимента, как это случилось бы, например, в Калифорнии или на Гавайях. Ветряная и гидроэнергия работали, и это главное.

Любая веха в быстро развивающейся отрасли экологически чистой энергетики должна иметь конкретные параметры. Так чего же именно добилась португальская энергосистема в этом месяце?

Шестидневный рекорд — это 149 часов подряд, в течение которых «энергия из возобновляемых источников превышала потребности промышленного и бытового потребления по всей стране».

Предыдущий рекорд по этому показателю был достигнут в 2019 году и составлял 131 час (чуть более пяти дней). Это не означает, что станции на ископаемом топливе не работали, просто общая выработка электроэнергии из возобновляемых источников более чем удовлетворяла потребности потребителей.

Но Португалия также только что установила национальный рекорд по удовлетворению потребностей всей энергосистемы «без использования традиционной тепловой генерации». Этот период без газа начался в ночь на Хэллоуин и продолжался 131 час подряд, т. е. около 5 дней, что почти втрое превышает предыдущий рекорд Португалии, установленный в 2021 г., — 56 часов подряд. И в течение 95 из этих часов Португалия экспортировала чистую электроэнергию в Испанию, поскольку у нее постоянно было больше, чем нужно, — опять же без использования газа.

За этой линией тренда и нужно следить. Погода, благоприятная для использования возобновляемых источников энергии, будет приходить и уходить, а межсезонье (март, апрель, октябрь, ноябрь) как раз подходят для того, чтобы возобновляемые источники энергии опережали потребительский спрос, поскольку потребности в отоплении и охлаждении ниже, чем летом и зимой. Однако в последний раз, когда в Португалии были идеальные условия для рекорда по использованию возобновляемых источников энергии, она продержалась без сжигания газа лишь треть времени. По мере ввода в строй новых ветряных и солнечных мощностей Португалия расширяет свой арсенал для работы исключительно на возобновляемых источниках энергии.

Эта неделя была особенной, но она является примером исторического сдвига в энергопотреблении. По данным РЭН, в период с января по октябрь использование природного газа для производства электроэнергии в Португалии сократилось на 39% по сравнению с предыдущим годом. В результате общее потребление газа в Португалии достигло самого низкого уровня с 2006 года.

Португалия сделала декарбонизацию энергосистем вполне осязаемой для себя. Чтобы достичь своих климатических целей, ей необходимо взять за основу схему, разработанную в течение одной недели ноября, и использовать ее в течение более длительных периодов времени, пока в конечном итоге газ не будет требоваться даже в режиме ожидания. Причем делать это нужно даже в те периоды года, когда ветры и дожди не будут донимать межсезонных туристов, которые так много слышали о климате, напоминающем Южную Калифорнию.

Дальнейшие шаги по декарбонизации энергосистем

Сегодняшние достижения Португалии в области чистой энергетики опираются на ряд решений, принятых в прошлом: страна решила инвестировать в новые гидроэнергетические мощности, а 18 лет назад был проведен крупномасштабный аукцион по продаже ветряных электростанций, отметил Прадо.

«Важно также, что страна не пошла на масштабные инвестиции в солнечную энергетику, когда эта технология была еще дорогой, — пояснил он. — Сейчас Португалия сталкивается с огромным спросом со стороны разработчиков на строительство новых фотоэлектрических станций общего пользования, а также с большим спросом на децентрализованные солнечные проекты, используя преимущества дешевой технологии для увеличения доли возобновляемых источников энергии в ближайшие годы».

Прадо добавил, что перед страной по-прежнему стоит сложная задача по достижению национальной цели — 85% возобновляемых источников энергии к 2030 году. К числу основных проблем относятся медленные процессы получения разрешений и сложности, связанные с обеспечением баланса между воздействием на окружающую среду и потребностью в экологически чистой энергии.

Одним из способов смягчения задержек с выдачей разрешений на строительство новых станций является реконструкция старых.

По словам Коста, Португалия располагает ограниченной территорией, и лучшие площадки для наземной ветроэнергетики уже заняты. Однако в ранних проектах все еще используются 500-киловаттные турбины, в то время как новые турбины могут производить 6,2 мегаватта. Таким образом, замена старой турбины на новую может высвободить в 12 раз больше существующих мощностей. EDP Renewables делает это со стратегической точки зрения, чтобы увеличить производство в те периоды, когда проекты не выходят на полную экспортную мощность; такая модернизация позволяет производить больше чистой электроэнергии в течение всего года, не требуя инвестиций в энергосистему для покрытия скачков мощности.

EDP Renewables также изучает возможность создания гибридных электростанций, сочетающих в себе ветровые и солнечные установки.

«Если мы объединяем ветровую и солнечную энергию, то видим, что они очень хорошо дополняют друг друга, — сказал Коста. — Обычно, когда у нас дует ветер, солнца нет. А когда у нас есть солнце, то, как правило, у нас не так много ветра».

Подобное объединение проектов в группы позволяет размыть постоянные затраты на строительство, что делает их «более рациональными с экономической точки зрения», добавил Коста. Другими словами, разработчики могут сэкономить деньги по сравнению со строительством тех же ресурсов в отдельных местах.

В настоящее время в Португалии нет крупных автономных аккумуляторных станций, хотя некоторые батареи устанавливаются рядом с солнечными или ветряными электростанциями. Аккумуляторов, встроенных в гидроэнергетические сети, до сих пор хватало для уравновешивания колебаний других видов генерации. Но по мере того, как доля возобновляемых источников энергии в производстве электроэнергии будет расти, необходимость быстрого накопления и разряда энергии потребует большего количества аккумуляторов, считает Коста.

Самая амбициозная часть португальской экспансии экологически чистой энергии происходит даже не в пределах наземных границ Португалии. Выбрав наиболее подходящие места на суше, энергетики будут наращивать количество ветроустановок, обращаясь к морским водам, которые настолько глубоки, что требуют плавучих турбин. Несколько новаторских проектов, осуществленных другими странами, доказали, что это возможно, но этот способ остается гораздо менее зрелым, чем установка турбин на морском дне.

В 2011 г. компания EDP Renewables провела испытания 2-мегаваттной плавучей турбины, поставленной американской компанией Principle Power, и она мужественно выдержала удары 17-метровых волн у северной Португалии. После этого компания выпустила три плавучие турбины мощностью 8,4 МВт и даже смогла получить финансирование проекта от Европейского инвестиционного банка.

«У нас есть кредитор, который уверен в денежных потоках, генерируемых проектом, и не полагается на какие-либо гарантии со стороны спонсора», — сказал Коста.

Финансисты, как правило, опасаются новых технологий, которые они считают рискованными; этот документ, получивший одобрение, является важным шагом на пути к тому, чтобы плавучая ветряная электростанция стала одним из привычных инструментов чистой энергетики.

Именно на это и нацелена Португалия: Ее цель — построить 10 гигаватт морских ветряных установок, которые должны быть плавучими. Для достижения этой цели предстоит еще много работы, поэтому Коста сказал, что результата можно ожидать не ранее 2030-х годов. Однако в декабре правительство намерено провести аукцион на 2 гигаватта шельфовых проектов.

Эти сроки стали менее определенными в связи с тем, что на прошлой неделе премьер-министр Антониу Коста ушел в отставку по причине коррупционного расследования, связанного с интересами «зеленого» водорода и лития.

«Это правительство не сможет принять соответствующие решения в ближайшие месяцы, вплоть до выборов в марте, что приведет к задержке запуска и завершения первого аукциона по продаже прибрежных ветряных установок", — сказал Прадо. Другие аукционы по «зеленому» водороду, возобновляемым видам топлива и накопителям энергии, скорее всего, также будут отложены.

Эта неожиданная заминка не изменит широкого политического консенсуса относительно необходимости увеличения объемов экологически чистой энергии. Но пока что только серфингисты и рыболовецкие суда будут бороться с огромными атлантическими волнами.