Солнечный свет днем, вода ночью: Индонезия может соединить свои обширные солнечные и гидроаккумуляторы для декарбонизации страны

Являясь одним из крупнейших в мире источников парниковых газов, Индонезия обязалась достичь углеродной нейтральности к 2060 году.

Однако повышение уровня жизни, рост населения и массовая электрификация увеличат спрос Индонезии на электроэнергию в 30 раз, до 9000 тераватт-часов (ТВтч) в год. Этот быстрый рост потребления электроэнергии вызывает озабоченность по поводу энергетической безопасности и доступности, а также экологической устойчивости.

Наше предыдущее исследование показывает, что страна может удовлетворить свои энергетические потребности, полагаясь на свою обильную солнечную энергию. Установив миллиарды солнечных панелей, Индонезия может собирать около 190 000 ТВт-ч солнечной энергии в год. Это количество энергии больше, чем мировое потребление электроэнергии в 2020 году.

Однако, полагаясь на солнечную энергию, Индонезия должна быть в состоянии справиться с риском нехватки, потому что солнце не светит все время. Чтобы сбалансировать солнечную электроэнергетическую систему в ночное время и в дождливые периоды, Индонезии потребуется большое количество накопителей энергии.

К счастью, у Индонезии есть природное решение этой проблемы: страна может использовать свой огромный потенциал для хранения гидроэнергии с перекачкой вне реки (PHES).

PHES - это метод хранения энергии за счет использования избыточной энергии, вырабатываемой солнечными панелями в солнечные дни, для перекачки воды в гору в более высокий резервуар. Когда выработка электроэнергии низкая в пасмурную погоду или ночью, электричество может быть отправлено по требованию PHES, выпустив накопленную воду вниз по склону в нижний резервуар через турбину.

В нашем последнем исследованиимы определили, что отличные места для водохранилищ PHES доступны по всей стране, включая густонаселенные острова Ява, Бали и Суматра.

Офф-ривер PHES для балансировки энергии

Для разработки внеречного PHES нам нужны два близко расположенных озера или водохранилища площадью около одного квадратного километра каждое с перепадом высот около 600 метров. Они соединены туннелем, содержащим насос-турбину.

В отличие от обычных (речных) PHES, нам не нужно строить плотины на реках, потому что вода течет через туннели, соединяющие два водохранилища. Мы также можем использовать старые горнодобывающие площадки, а также существующие озера и водохранилища. Это означает, что речные системы PHES могут иметь низкие экологические и социальные последствия.

Площадь земли, необходимая для офф-риверской PHES, также относительно невелика. Типичная гидроэлектростанция мощностью 150 гигаватт-часов (ГВтч) требует около 8 гектаров земли на ГВтч. Для сравнения, речной проект Upper Cisokan PHES на Западной Яве с 7 ГВт-ч хранилища требует затопленной площади 340 га (50 га на ГВт-ч).

С жизненным циклом 50-100 лет, речные системы PHES также могут уменьшить нашу зависимость от обычных батарей, которые обычно имеют срок службы 10-15 лет. Батареи также содержат материалы, которые находятся в дефиците, такие как литий и кобальт.

Насколько велик потенциал?

Индонезия имеет 26 000 потенциальных гидроаккумуляторов, что намного больше, чем необходимо. Мы сузили его, выбрав наилучшие возможные ресурсы по всей стране с самым высоким качеством хранения и самой низкой стоимостью с потенциалом 321 ТВтч.

Восточные индонезийские регионы (Сулавеси, Малуку Папуа и Калимантан) имеют наибольший потенциал с низкими требованиями к хранению. Это контрастирует с западным регионом Индонезии (Ява и Суматра), который, как ожидается, будет иметь значительные будущие потребности в хранении.

Следующий рисунок иллюстрирует размер наилучшего потенциала PHES в каждом индонезийском регионе по сравнению с требованиями в 2060 году для богатой, декарбонизированной Индонезии.

В нашей будущей работе мы рассмотрим, нужно ли Индонезии строить прочные линии передачи электроэнергии с востока на запад для недорогой энергосистемы или система лучше работает независимо в каждом регионе.

Офф-ривер PHES доступен по цене

Гидроаккумулирующее хранилище с перекачкой является самым дешевым способом хранения солнечной энергии в одночасье и имеет самую большую долю мирового рынка хранения энергии.

В нашей недавней статьемы смоделировали гипотетический участок мощностью 150 ГВт в Wonosobo Regency в Центральной Яве мощностью 7,5 гигаватт – это большая система хранения. Эта система может работать на полной мощности в течение 20 часов. Участок имеет перепад высот между резервуарами 741 метр, длину туннеля 4 км и требует 4 га затопленной земли на ГВтч.

Мы оценили капитальные затраты в размере 9,4 миллиарда долларов США на разработку этого сайта, включая стоимость первоначального заполнения водой и приобретения земли. Для сравнения, аккумуляторная батарея общего назначения Tesla потребует капитальных затрат в размере 60 миллиардов долларов США для той же мощности (150 ГВт-ч) – 1,2 миллиона долларов США за 3 МВтч.

Зная потенциал Индонезии вне реки PHES, правительство может с уверенностью планировать развитие очень крупномасштабной солнечной генерации. Таким образом, энергетический переход к углеродной нейтральности является реалистичной целью для достижения.

https://www.asia-pacificresearch.com/sunshine-day-water-night-indonesia-could-pair-vast-solar-hydro-storage-decarbonise-country/5631154