Децентралізоване виробництво, чому це гаряча тема EnergyStream - EnergyStream
Енергетичний перехід до суспільства, менш залежного від розподіленої та викопної енергії, вимагає розвитку відновлюваних джерел енергії, однією з характеристик яких є децентралізація. Після нашої серії «Потоків енергії» про різні енергетичні форми децентралізованого виробництва, ця стаття пропонує краще розуміння факторів, що сприяють децентралізації архітектури нашої енергетичної системи.
Історія енергетичних систем відзначається фундаментальною зміною: віддаленість місць виробництва та перетворення енергії від областей споживання, оскільки основні енергетичні сектори були структуровані та спеціалізовані навколо певної форми енергії. Ця історична тенденція призвела до появи централізованої енергетичної архітектури, тобто в якій енергетичні потоки спрямовуються від "центру" виробництва до "периферій" споживання. Слід визнати, що незначна частка децентралізованого виробництва залишається в будь-якій електроенергетичній системі, зокрема для постачання електрикою ізольованих регіонів або стратегічних об’єктів, але загалом близько двадцяти виробничих ділянок щодня постачають електроенергію всьому французькому населенню.
Однак сьогодні межа між "пропозицією" та "попитом" стирається, межа між дійовими особами стирається. Змінюється вся архітектура енергетичної системи. Ми можемо виділити чотири основні фактори, що стоять за цим зрушенням, структурним та неминучим, до децентралізованої моделі.
Відкриття ринків електроенергії створило умови для розвитку децентралізованого виробництва
Поділ між виробництвом, транспортом, розподілом та постачанням та відкриття їх конкуренції формує більш відкриту та динамічну енергетичну систему. Закон від 10 лютого 2000 року припиняє виробничу монополію та дозволяє юридичним особам (спочатку лише органам ліцензування), а також фізичним особам виробляти енергію. Сьогодні все більша кількість споживачів стає виробниками завдяки сонячним батареям або геотермальним зондам, і майбутня демократизація технологій інтелектуальних мереж повинна зробити можливим зробити їх майстрами постачання.
Боротьба зі зміною клімату дозволяє технологічне дозрівання відновлюваних джерел енергії
Це спонукає держави розпочати стратегію декарбонізації електроенергетичної суміші. До 2050 року все європейське виробництво електроенергії має бути нейтральним до вуглецю. У цій перспективі держави створили щедрий режим фінансової підтримки в надії прискорити поширення нових "зелених" технологій виробництва, щоб підтримати їх у напрямку економічної прибутковості. Ці заходи регулярно ставляться під сумнів через їх непередбачуваний вплив і поступово розвиваються до важелів, пов'язаних з ринками, зокрема за рахунок ринкових премій, запропонованих у законопроекті, але цілі "Дорожньої карти" на 2050 рік залишаються.
Зростання вартості історичних засобів виробництва виявляє межі централізованої енергетичної системи
По-перше, теорія економії від масштабу, яка говорить про те, що будівництво все більших електростанцій зменшить виробничі витрати кожної кіловат-години, підривається реальністю. Випадок з ядерною енергією є особливо репрезентативним: в той час як потужності зросли з 900 МВт на початку 1990-х років до майже 1,6 ГВт для майбутнього ЕПВ, інвестиційні витрати дотримувались тієї ж тенденції [1]. Причин багато:
- витрати на будівництво зростають зі складністю технологій
- витрати на будівництво ліній передачі дуже високої напруги для розсіювання виробленої електроенергії зростають із зменшенням їх соціальної прийнятності
- витрати на безпеку вибухають для подолання людських та екологічних ризиків
Отже, криві навчання та очікувана економія від масштабу не здійснились, навпаки, кожна рослина дорожча за попередню. Зараз нові технології демонструють виграш, який можна отримати не від ефекту розміру, а від серійного ефекту: комбіновані цикли, когенерація та відновлювані технології слідують прискореним кривим навчання. Виробництво їх збільшується, масове виробництво зменшує виробничі витрати, а низькі потужності заважають їм надмірно інвестувати в транспорт і безпеку.
Крім того, централізована система зазнає значних втрат енергії протягом усього пірамідального ланцюга виробництва та розподілу енергії [3]: в кінці ланцюга енергетична ефективність лампи досягається з цих причин - ледве 2%. Через ці втрати витрати на передачу та розподіл електроенергії становлять в середньому 30% рахунків споживачів. Децентралізоване виробництво дозволяє зменшити ці втрати, локально відновлюючи залишкове тепло від виробництва тепла, обмежуючи втрати при передачі та обмежуючи втрати, спричинені поломками мережі.
Крім того, звичайні енергії мають приховані екологічні витрати. Енергетична система, що базується на викопних ресурсах, є головним рушієм кліматичної кризи і вже представляє значні витрати для економічної системи. Викиди парникових газів є зовнішнім фактором [2], який оцінюється в 80 євро за тонну викидів СО2. У короткостроковій перспективі це відповідає додатковій вартості 9 євро цт/кВт-год на електроенергію, вироблену вугільними електростанціями, та 5 євро цт/кВт-год на електроенергію з газових електростанцій. Інтерналізація цих зовнішніх витрат зробить відновлювані джерела енергії більш привабливими, ніж "звичайна" електроенергія.
Наближення виробництва енергії до споживача допомагає контролювати попит на енергію
Централізація місць виробництва енергії утримує їх від споживачів, які не мають інформації про розподіл обсягів споживання, джерело електроенергії та стан мережі. Крім того, регульовані тарифи на продаж не спонукають споживачів враховувати зміни у витратах на виробництво та розподіл енергії. Переміщення засобів виробництва на територіях, максимально наближених до громадян, створює прямі зв'язки між виробництвом та використанням енергії. Це призводить до розширення можливостей споживача, який усвідомлює переваги кращого контролю свого споживання.
З цих причин централізовані засоби виробництва, якщо вони не зникнуть, швидше за все, займуть менш важливе місце в енергетичній системі завтра. У другій статті ми побачимо, наскільки децентралізовані відновлювані джерела енергії можуть претендувати на їх заміну.
[1] У звіті Рахункової палати про витрати на ядерну енергію прогнозується збільшення виробничих витрат на 20% протягом наступних трьох років, тоді як у звіті парламентського розслідування щодо ядерної енергії побоюється вибуху витрат, пов'язаних з ядерною енергетикою. продовжити термін експлуатації реакторів понад 40 років.
[2] Зовнішні витрати, або зовнішні ефекти, - це витрати, які несуть не приватні суб’єкти економічної діяльності, а суспільство.
[3] Втрати на перетворення енергії на рівні станції, втрати на передачу та розподіл, втрати внаслідок зберігання, втрати, пов'язані з поломками.