Группа исследователей из Университета Хериот-Уатт в Эдинбурге предложила способ сократить потери энергии, возникающие на ветроэлектростанциях (ВЭС), путем преобразования избыточной генерации в зеленый водород. С этой проблемой уже сталкивается энергетическая система Шотландии: из-за ограниченной пропускной способности электросетей часть выработанной ветровой энергии оказывается невостребованной и попросту теряется.
В условиях стремительного роста ветроэнергетики, особенно в северных регионах Великобритании, действующая инфраструктура не справляется с объемами передаваемой энергии. Особенно остро ситуация складывается на направлении между Шотландией и Англией, где линии электропередачи перегружены. Это приводит вынужденным ограничениям работы электростанций. По расчетам исследователей, только за 2020–2021 годы из-за этого в Шотландии было потеряно почти 6 тераватт-часов электроэнергии, что составляет около 88% всех аналогичных потерь в Великобритании. Некоторые ветропарки из-за таких ограничений недопоставляют до четверти своей потенциальной мощности.
Чтобы решить проблему простоя ветрогенерации, ученые предложили задействовать водородные электролизеры, с помощью которых расщепляют воду на водород и кислород. Полученный в результате этого процесса водород может служить чистым топливом для промышленности, транспорта и энергетики. Особое внимание в исследовании уделено децентрализованной модели: электролизеры предлагается размещать вблизи ВЭС, где и возникает избыточная генерация, а не в удаленных узлах потребления.
Для оценки потенциала такого подхода был разработан алгоритм, позволяющий рассчитывать объемы вынужденных отключений для каждой станции. Он анализирует данные из системы балансировки электроэнергии Великобритании, сопоставляя плановую генерацию с фактически принятой сетью мощностью с точностью до одной минуты. Алгоритм позволяет получать непрерывные временные ряды по каждому объекту, определять реальные масштабы потерь и представлять их в виде наглядных графиков и таблиц. Эта технология открыла возможность для оценки потенциальной эффективности водородной генерации и сравнения различных сценариев размещения электролизеров. В частности, расчеты показали, что электролизер мощностью 50 МВт, установленный вблизи группы северных шотландских ВЭС, может работать более половины времени исключительно за счет той энергии, которая в ином случае осталась бы неиспользованной.
Ученые отмечают, что такой подход дает сразу несколько преимуществ: позволяет снизить выбросы CO₂, избежать затрат на строительство новых ЛЭП, сократить издержки системы и поддержать развитие водородной экономики.
