Studija francuskih naučnika upozorava: solarni i vetro-parkovi s pratećim skladištenjem smanjuju EROI faktor sa 25 na samo 2,3

Naučni rad pod naslovom “Taux de retour énergétique du bouquet électrique: l’impact des sources intermittentes” (Energetski povrat investicije elektroenergetskog miksa: uticaj povremenih izvora), objavljen u prestižnom časopisu francuske akademije nauka, donosi značajne nalaze koji bacaju novo svetlo na održivost scenarija potpune energetske tranzicije zasnovane isključivo na obnovljivim izvorima energije

Autori, među kojima su francuski naučnici Mark Fontenkav (Marc Fontecave) sa uglednog Collège de France i Žak Treiner (Jacques Treiner), analizirali su evoluciju stope povrata energije (EROI – Energy Return On Investment) za dva moguća scenarija francuskog energetskog miksa za 2050. godinu. EROI je ključni pokazatelj koji meri odnos ukupne isporučene energije (tokom životnog veka postrojenja) i ukupne energije uložene u njegovu izgradnju, rad i dekomisiju.

Glavni i najupečatljiviji zaključak studije jeste da masovno uvođenje isprekidanih izvora energije, kao što su solarni paneli (PV) i vetro-elektrane, drastično obara ukupni EROI faktor celokupnog elektroenergetskog sistema. Danas, EROI faktor francuskog energetskog miksa (koji se u velikoj meri oslanja na nuklearnu i energiju hidroelektrana) iznosi oko 25,5. To znači da na svaku jedinicu uložene energije sistem generiše 25,5 jedinica isporučene električne energije koja ide u potrošnju i koja se upotrebljava.

Analizirajući alternativne scenarije, Fontenkav i Treiner zaključuju da bi u eventualnom scenariju 50%-50% OIE i nuklearna energija EROI faktor bio približno 6,6. Drugi scenario sa 100% obnovljivim izvorima EROI faktora pada na izuzetno nisku vrednost od oko 2,3. 

Ovakve niske vrednosti nameću ozbiljno pitanje o održivosti predloženih scenarija za razvijena društva. Autori podsećaju da literatura ukazuje na to da je za funkcionisanje razumne razvijene zemlje potreban određeni minimalni EROI faktor, te postavljaju pitanje da li je sistem sa EROI od 2,3 uopšte “održiv za naše društvo”.

Autori naglašavaju da slab EROI faktor u scenarijima sa visokim udelom OIE nije primarno posledica niže efikasnosti samih solarnih panela ili vetrogeneratora (koja jeste niža – kapacitetni faktor solarnih panela, na primer, je oko 20%, dok je u nuklearnim elektranama on često viši od 90%), već je esencijalno rezultat uticaja sistema za skladištenje energije. 

Za razliku od prethodnih studija koje su analizirale EROI isprekidanih izvora uzimajući u obzir samo dnevno skladištenje (poput baterija), Fontecave i koautori su izvršili detaljne simulacije celog sistema fleksibilnosti neophodnog za funkcionisanje mreže tokom cele godine (dakle, ne samo u toku jednog dnevnog ciklusa).

Pa tzako tvrde, da, budući da solarna i energija vetra imaju sezonske i nasumične fluktuacije (npr. solarna proizvodnja je četiri puta manja zimi nego leti u Francuskoj), mreža zahteva masivne sisteme za međusezonsko skladištenje.

Simulacije koje su obavili Fontenkav i Treeiner su otkrile sledeće: 

• Skladištenje je presudno: U scenariju 50% Nuklearna/50% OIE, ukupan Ein (uložena energija) u sistemu skladištenja iznosi 64,4 TWh, što čini više od polovine ukupne energije uložene u ceo električni sistem.
• Visoki gubici vodonika: Glavni generator pada EROI faktora je upotreba vodonika za međusezonsko skladištenje (u scenariju 50%). Zbog izuzetno niske efikasnosti konverzije “struja-gas-struja” (power-to-gas-to-power), koja iznosi samo 30%, gubici u sistemu skladištenja su enormni.
• Neophodna dodatna proizvodnja: Gubici u skladištenju (koji dostižu 32,2 TWh u scenariju 50/50, odnosno 87,6 TWh u scenariju 100% OIE) moraju biti nadoknađeni dodatnom proizvodnjom električne energije kako bi se održala ravnoteža mreže.

Stoga zaključuju da ogromni gubici povezani sa ovim skladištenjem čine 75% ukupne energetske investicije (Ein) u tom scenariju, rušeći EROI na 2,3.

Studija zaključuje da su sistemi koji se oslanjaju na visoke udele isprekidanih izvora neodvojivi od velikih sistema za skladištenje, čija niska efikasnost ne samo da zahteva velika energetska ulaganja u izgradnju već generiše i ogromne energetske gubitke.

Ovi rezultati su u suprotnosti sa tvrdnjama da su obnovljivi izvori energije sami po sebi efikasniji. Autori sugerišu da sveobuhvatne studije EROI faktora moraju uključiti ceo lanac fleksibilnosti – uključujući sezonsko skladištenje – kako bi se izbeglo pogrešno procenjivanje održivosti energetske tranzicije.

Za društvo koje želi da održi visok nivo ekonomske razvijenosti i životnog standarda, potreban je EROI faktor znatno viši od vrednosti 2,3, što snažno dovodi u pitanje izvodljivost scenarija potpune energetske tranzicije bazirane na solarnoj i vetro-energiji.

Istraživanje u originalu možete pročitati ovde. 

Izvor: Comptes rendu chimie

S.A.