США могут достичь 90% чистой электроэнергии к 2035 году — без каких-либо дополнительных затрат

Возобновляемые источники энергии исторически считались слишком дорогими и слишком ненадежными для питания энергосистемы, но новые исследования навсегда опровергли эту тенденцию. Стремительно падающие цены на ветровую, солнечную энергию и хранение показали, что Соединенные Штаты могут достичь 90% чистой электроэнергии к 2035 году – без повышения потребительских расходов вообще от сегодняшних уровней и фактически снижения оптовых затрат на электроэнергию на 10%.

Строительство 90% чистой системы электроснабжения к 2035 году будет катализировать массовый экономический рост, который поможет вытащить США из рецессии COVID-19, поддерживая более полумиллиона новых чистых рабочих мест в год, впрыскивая в экономику 1,7 триллиона долларов США и пополняя внутреннее производство. Технологически нейтральная политика может обеспечить 90%-ную чистоту энергосистемы, помочь энергетическим разработчикам и инвесторам процветать и проложить путь к технологиям будущего.

90% чистой электроэнергии не требует новых электростанций на ископаемом топливе, при этом все существующие угольные электростанции выходят на пенсию упорядоченным образом, а потребление природного газа со временем падает на 70%, поэтому коммунальные службы могут возмещать непогашенные постоянные затраты и избегать сковывающих активов. Эти закрытия позволят сократить выбросы в масштабах всей экономики на 27% к 2035 году и избежать 1,2 трлн долл. США расходов на охрану окружающей среды в результате выбросов ископаемого топлива к 2050 году.

Сложите все это, и система экологически чистого электричества на 90% — это беспроигрышный план инвестирования в будущее Америки, стимулирования более здоровой инновационной экономики и создания новых рабочих мест — и все это без увеличения счетов за электроэнергию.

90% чистая электроэнергия фактически снизила бы расходы на электроэнергию в США

Новое исследование, опубликованное Goldman School of Public Policy при Калифорнийском университете в Беркли, является первым исследованием, которое окончательно показывает, что ветер, солнце и хранение могут обеспечить массовое сокращение выбросов и экономический рост без увеличения потребительских расходов. Исчерпывающее моделирование демонстрирует ежечасную работу энергосистемы США в течение 60 000 часов в 134 региональных зонах, 310 линиях электропередач и более чем 15 000 отдельных генераторов.

Предыдущие исследования доказали, что декарбонизация энергетического сектора возможна к 2050 году, но при существенно более высоких ценах для потребителей – например, в докладе Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии за 2014 год по возобновляемой энергии будущего установлено, что 90% чистой энергии к 2050 году значительно увеличит цены на электроэнергию по сравнению с 2010 годом.

Быстро падающие затраты на возобновляемые источники и хранение энергии изменили этот прогноз – чистая энергия теперь дешевле ископаемого топлива, а фактические затраты в 2018-2019 годах были ниже, чем ранее прогнозируемые затраты на 2030-2035 годы. Исследования показали, что к 2025 году 86% угольного парка США будет стоить больше, чем его замена местной ветровой и солнечной генерацией, а чистые энергетические портфели возобновляемых источников энергии и хранилища будут дешевле, чем новая генерация природного газа.

Поскольку цены упали так быстро, 90% чистая электроэнергетическая система фактически снизит оптовые затраты на электроэнергию на 10% к 2035 году по сравнению с текущими уровнями. Важно отметить, что это исследование определяет «чистый» как любое поколение, которое не производит прямые выбросы углекислого газа СО2, поэтому такие технологии, как ядерная энергетика и улавливание и хранение углерода (CCS), могут способствовать чистому энергетическому будущему.

В то время как политика должна оставаться нейтральной в технологическом отношении, сегодняшняя выровненная стоимость энергии примерно 2-4 цента за киловатт-час (кВтч), даже в регионах страны с низкокачественными возобновляемыми энергетическими ресурсами, означает, что анализ с наименьшими затратами не создает никакой ядерной или CCS.

Ветровая и солнечная выровненная стоимость энергомощностей построенных 2020-2035 гг.

Большинство существующих исследований было нацелено на 2050 год, когда был возможен чистый нулевой сектор энергетики, но ориентация на 90% чистую электроэнергию к 2035 году использует существующие недорогие варианты для достижения темпов сокращения выбросов, необходимых для безопасного климата в будущем. Быстрое добавление чистой энергии также открывает путь к электрификации для сокращения транспортных и строительных выбросов и ускоряет внедрение чистых энергетических технологий, необходимых для замещения последних 10% выбросов в энергетическом секторе .

«Мы говорим о способности достичь почти 100% чистой электроэнергии к 2035 году, в половине случаев, когда большинство людей говорят об этом», — пояснил Дэвид Вули, профессор Университета Беркли и ведущий автор доклада.

90% чистой электроэнергии требует массивного ветра, солнечной энергии и накопления

Создание надежной 90% чистой системы электроснабжения к 2035 году требует массивного наращивания ветровых, солнечных и энергетических запасов — но не нового производства ископаемого топлива. Необходимо построить 1100 гигаватт (ГВт) новой ветровой и солнечной генерации, что примерно удвоит генерирующие мощности США. В докладе также оценивается, что около 150 ГВт новых четырехчасовых накопителей энергии будет экономически эффективно балансировать любые перебои.

Почасовая отправка энергосистемы США в экстремальные погодные дни в случае 90% чистоты в 2035 году

В то время как добавление около 70 ГВт в год — это более чем в два раза больше, чем текущая национальная скорость установки, Управление энергетической информации США прогнозирует, что в 2020 году будет построено более 37 ГВт ветра и солнца. И более 500 ГВт ветровых, солнечных и аккумуляторных батарей в настоящее время предлагаются и ждут в очередях присоединения по всей территории США.

Кроме того, США добавили примерно 65 ГВт мощности природного газа в 2002 году, но ветер и солнечная энергия имеют более короткие сроки строительства, чем природный газ, и не требуют подключения к трубопроводу, что указывает на то, что 90% чистое строительство является сложным, но возможным.

Добавление всей этой чистой энергии будет поддерживать около 9 миллионов новых чистых рабочих лет в энергетическом секторе до 2035 года, что в общей сложности составит 530 000 новых рабочих мест в год по сравнению с обычным бизнесом в каждом уголке страны. Чистые энергетические рабочие места предлагают более высокую заработную плату, чем в среднем по экономике, не могут быть переданы на аутсорсинг и широко доступны для работников без дипломов колледжа, что открывает экономические возможности для всех американцев.

Поскольку цены на возобновляемые источники энергии упали так быстро, они теперь конкурентоспособны по стоимости во всех регионах США и требуют лишь скромной модернизации линий передачи на большие расстояния, со значительными инвестициями «отводной линии», которые избегают пересечения нескольких общин и Штатов, только добавляя 0,2 цента/кВт*ч к общим затратам системы.

Авторы доклада отмечают, что их моделирование представляет собой консервативную стратегию декарбонизации энергетического сектора, поскольку она сохраняет все существующие гидроэнергетические и ядерные генерирующие мощности под общим объемом чистой электроэнергии 90% (после учета запланированных отставок). Выработка природного газа снижается на 70%, но значительная доля существующих мощностей будет сохранена, чтобы помочь сбалансировать последние 10% потребностей энергосистемы, предоставляя при этом достаточно времени для существующего неэкономичного, но необесцененного производства ископаемого топлива для покрытия постоянных затрат.

Массивное общественное здравоохранение выигрывает от 90% чистого электричества

90% чистой электроэнергии создаст огромные преимущества для общественного здравоохранения наряду с этим устойчивым экономическим ростом и предотвратит 85 000 преждевременных смертей от выбросов электростанций к 2050 году. Выбросы будут практически устранены из энергетического сектора США: выбросы CO2 будут сокращены на 1300 миллионов метрических тонн (88%) к 2035 году, в то время как выбросы оксидов азота упадут на 96%, а выбросы диоксида серы сократятся на 99%.

Сокращение выбросов CO2, SO2 и NOx в 90% случаях чистой политики, 2020-2035 гг.
Смарт-действия политики открывают 90% чистой электроэнергии

Но резкого падения цен на ветровую и солнечную энергию недостаточно, чтобы очистить сеть самостоятельно – без вмешательства политики чистая энергия будет составлять только 53% от общего объема электроэнергии в США к 2035 году. Коммунальные службы нуждаются в помощи для вывода из строя существующих неэкономичных электростанций на ископаемом топливе, конструкция оптового рынка электроэнергии может быть по своей сути смещена в сторону производства ископаемого топлива, даже если они стоят дороже, чем чистая энергия, и экономические вредные последствия загрязнения воздуха не рассматриваются в рамках текущей политики.

Доклад 2035 года сопровождался рекомендациями по нейтральной в технологическом отношении политике для Конгресса, Федерального департамента и национальных лабораторий, губернаторов и законодательных органов штатов, а также регуляторов рынка электроэнергии, чтобы помочь достичь 90% чистого электричества в будущем:

  • Конгресс должен принять федеральный стандарт чистой электроэнергии, достигающий 55% к 2025 году, 75% к 2030 году, 90% к 2035 году и 100% к 2045 году; Штаты должны принять стандарты чистой энергии в размере 90% к 2035 году или ранее и 100% к 2045 году (или ранее).
  • Конгресс должен расширить существующие федеральные налоговые льготы на инвестиции в чистую энергетику и производство, обеспечив право на хранение энергии, и конвертировать кредиты в более ликвидные стимулы.
  • Федеральные и государственные директивные органы должны помочь рефинансировать задолженность по углю, чтобы снизить затраты на переход от угля к чистой энергии, и поддержать зависимые от угля общины, укрепляя пенсионные и медицинские услуги, финансируя переподготовку работников для чистой энергетической экономики.
  • Конгресс и федеральные должностные лица должны оптимизировать размещение объектов возобновляемой энергетики и передачи энергии, а также региональное планирование, сокращая при этом затраты на подключение.
  • Федеральные и государственные директивные органы должны инвестировать в политику НИОКР для разработки будущих технологий, необходимых для достижения 100% чистой электроэнергии.
  • Директивные органы штатов и штатов должны реформировать оптовые рынки и бизнес-модели коммунальных услуг, чтобы справедливо оценивать чистую энергию и поддерживать инвестиции в наименее затратный, технологически нейтральный портфель энергоресурсов.
Массовый экономический рост и безопасный климат в будущем

Обезуглероживание нашей электроэнергетической системы никогда не было более важным – изменение климата, вызванное выбросами парниковых газов, уже бьет по нашим общинам из-за экстремальной погоды и чрезмерной жары. Рецессия COVID-19 усугубила эту проблему с необходимостью восстановить экономику и вернуть людей к работе.

К счастью, резкое падение цен на возобновляемые источники энергии и накопление энергии сделали возможными обе цели без каких-либо дополнительных затрат для потребителей. Принимая разумные политические меры, федеральные и государственные лидеры могут создать массовый экономический рост, который также обеспечивает безопасное климатическое будущее.

Елизавета Коробкова

Редактор ЭНЕРГОСМИ.РУ