Европа имеет достаточно солнечных и ветровых ресурсов, чтобы полностью удовлетворить свои потребности в электроэнергии из возобновляемых источников. Новое исследование, проведенное исследователями из Института исследований трансформационной устойчивости (IASS) в Потсдаме, показывает, что многие регионы и муниципалитеты могут удовлетворить свои потребности в электроэнергии, используя системы электроснабжения, основанные исключительно на возобновляемых источниках энергии. Тем не менее, их развитие усугубит давление землепользования вокруг столичных районов и крупных агломераций.
Результаты исследования представлены онлайн на интерактивной карте, охватывающей регионы и города Европы. Карта показывает потенциал для выработки электроэнергии из возобновляемых источников энергии по всей Европе и демонстрирует, могут ли регионы удовлетворить свои потребности в электроэнергии из возобновляемых источников.
«Наши результаты показывают, насколько трудно, особенно в случае густонаселенных городов, таких как Берлин, удовлетворить спрос на электроэнергию из возобновляемых источников энергии», — объясняет ведущий автор Тим Трёндл, — «но технология в настоящее время достаточно продвинута, чтобы даже это было возможно, если мегаполисы объединят свои силы с соседними регионами. Сельские районы и городские районы с обширными сельскими районами могут полностью удовлетворить свои потребности в электроэнергии из возобновляемых источников: на местном уровне 75 процентов муниципалитетов могут получить доступ к достаточным солнечным и ветровым ресурсам для удовлетворения своего годового спроса на электроэнергию» .
Развитие самодостаточного, рекуперативного электроснабжения требует наличия достаточного количества открытых поверхностей или земли, которая может быть использована для выработки энергии. В рамках своих исследований ученые собрали данные для определения приемлемых областей и поверхностей и определения выработки возобновляемой электроэнергии на континентальном, национальном, региональном и муниципальном уровнях.
Во главе с профессором Йоханом Лиллиестамом авторы IASS и ETH Zurich определили технические возможности наземных фотоэлектрических систем, а также наземных и морских ветряных турбин путем анализа наличия и пригодности земельных участков. Их анализ учитывает текущий земельный покров и землепользование в городах, а также сельскохозяйственное использование и включает в себя высоты и местные климатические условия, которые могут ограничивать выработку электроэнергии из возобновляемых источников. Это позволило исследователям определить потенциальный выход электроэнергии с учетом технических ограничений.
Но если будущие энергетические системы будут устойчивыми и широко распространенными в обществе, они не смогут использовать весь свой технический потенциал. Чтобы отразить это, исследователи исключили некоторые области, такие как природные заповедники и пахотные земли, где энергетическая инфраструктура может повредить ландшафт или предотвратить сельскохозяйственную деятельность. Данные по потреблению электроэнергии за 2017 год использовались для оценки спроса. В соответствии с предыдущим анализом авторы смогли продемонстрировать, что технический и социальный потенциал возобновляемой электроэнергии превышает спрос на континентальном и национальном уровнях. Однако для достижения автаркии электроэнергии на субнациональном уровне регионы должны будут выделять большие доли, а иногда и всю свою неосвоенную землю для производства электроэнергии из возобновляемых источников энергии, согласно исследованию.
Перспективы для Европы
Если применяются социально-технические ограничения, общая потенциальная выработка электроэнергии на континентальном уровне составляет 15 000 ТВт-ч / год, что более чем в четыре раза превышает текущий спрос. Даже когда применяются жесткие социальные ограничения, снижающие технический потенциал более чем на 90 процентов, Европа все еще может потенциально генерировать достаточно электроэнергии из возобновляемых источников для достижения автаркии электроэнергии на континентальном уровне и в каждой отдельной стране.
На региональном и муниципальном уровнях авторы видят самый низкий относительный потенциал в границах города: например, Осло демонстрирует самый низкий потенциал, так как менее четверти городского спроса на электроэнергию может быть удовлетворено за счет местного производства энергии из возобновляемых источников. Другие городские районы также не имеют достаточного технического и социального потенциала, в том числе Иль-де-Франс (Париж), Дублин и Берлин. Но эти города могли бы достичь автаркии электроэнергии, сотрудничая с окружающими регионами, чтобы сформировать самодостаточные столичные регионы. Исследование также показывает, что преследование местной автаркии может сконцентрировать выработку электроэнергии в и без того густонаселенных районах — результат, который может быть или не быть желательным, и какие регионы необходимо будет рассмотреть.
«В конечном счете, это баланс между самодостаточностью и более интенсивным местным землепользованием, с одной стороны, и принятием импорта, а также расширением сотрудничества с другими муниципалитетами, регионами и странами Европы, с другой», — говорит Трендл. — «Но в принципе 100%-ная самообеспеченность возобновляемой электроэнергией возможна на всех административных уровнях от континентального до регионального, и часто даже на муниципальном уровне, особенно если могут быть созданы механизмы для торговли электроэнергией между регионами и странами».
