Нове дослідження професора Стенфордського університету Марка Якобсона засноване на моделюванні різних варіантів енергосистем, які зможуть постачати енергію вітру, води і сонця по всій Західній Європі. У дослідженні показано, що при 100% впровадженні відновлюваних джерел енергії, посилення міжмережевої взаємодії між країнами призведе до зниження витрат на електроенергію, підвищення стабільності мереж, а також знизить випадки відмов електрообладнання внаслідок екстремальних погодних умов.
Будівництво високовольтного кабелю Nordlink протяжністю 500 км, що з'єднує електричні мережі Німеччини і Норвегії.
Моделювання, проведене Марком Якобсоном, показало, що сполука Норвегії з іншою частиною Північної Європи забезпечить найістотніше скорочень енерговитрат.
У міру того, як зростає частка переривчастих поновлюваних джерел енергії в структурі енергоспоживання, доступність і безперебійна подача електроенергії стають все більш складним завданням у всьому світі.
Для балансування мереж, що працюють на поновлюваних джерелах енергії, основна роль відводиться системам зберігання енергії. Однак взаємозв'язок між країнами і регіонами також може бути розглянутий в якості ефективної альтернативи, так як кліматичні і погодні умови, профілі ресурсів в різних регіонах відрізняються, і імпорт енергії між такими країнами може врівноважити рівень попиту і пропозиції в об'єднаній енергосистемі.
В останній роботі Марка Якобсона розглянуті різні сценарії міжмережевої взаємодії між 14 країнами Західної Європи - Бельгії, Данії, Франції, Німеччини, Гібралтару, Італії, Люксембургу, Нідерландів, Норвегії, Португалії, Іспанії, Швеції, Швейцарії та Сполученого Королівства - за умови 100% загального попиту на енергію (не тільки електрика) за рахунок поновлюваних джерел енергії.
У дослідженні порівнюється вартість «повністю взаємопов'язаних» і «повністю ізольованих» мереж в різних ітераціях по досліджуваним регіонах з урахуванням прогнозів клімату, даних інтеграції мереж і потреб в енергії.
Як показало дослідження, при кожному змодельованому сценарії, об'єднання призводить до зниження витрат на енергію і велику стабільність мережі, ніж в умовах ізольованої енергосистеми. «Основним висновком цієї роботи є те, що об'єднання мереж сприяє стабільності енергосистеми і зниження витрат в області чистої енергетики», - йдеться в дослідженні. Далі Якобсон зазначає, що міжмережеві з'єднання підвищать надійність навіть тих мереж, які використовують викопне паливо, особливо в умовах несподіваних природних катаклізмів. «Ізольована мережу, яка не має зовнішнього джерела електроенергії, може вийти з ладу під час екстремальних погодних умов, наприклад, як це сталося під час урагану в Техасі 14-18 лютого 2021 року», - заявив Якобсон.
Витрати на балансування мереж.
Об'єднання енергомереж дозволить знизити витрати на електроенергію в середньому на 13% в порівнянні з ізольованим сценарієм. Найбільш економічно вигідно з'єднання Норвегії з Данією і іншою частиною північно-західної Європи: використання великих гідроенергетичних потужностей скандинавської країни дозволить знизити витрати енергосистеми на 20,6%.
Варіанти, що розглядаються в дослідженні - повне об'єднання і повна ізоляція - не відображають повністю реальну ситуацію. Більшість енергетичних систем Європи на сьогоднішній день в тій чи іншій мірі вже взаємопов'язані і, ймовірно, так і «залишаться десь посередині між двома сценаріями». Політичні обмеження на міжмережеві з'єднання ще більше ускладнюють картину: «Кожна країна не може розраховувати на свою енергетичну безпеку і покладатися тільки на добру волю сусідів, оскільки побоюється, що подача електроенергії під час конфлікту може припинитися», - йдеться в роботі. «Ризик може бути урівноважений нижчою вартістю і підвищеною ефективністю взаємозалежної системи».
Однак моделювання все ж дозволяє робити відповідні висновки. «Демонстрація того, що мережі можуть залишатися стабільними при низьких витратах зі 100% ОСВ і сховищах як в ізольованих, так і в повністю взаємопов'язаних випадках, свідчить про те, що вони можуть залишатися стабільними при низьких витратах в проміжних випадках», - стверджується в дослідженні. Реальність, безумовно, може виявитися набагато менш передбачуваною, але в більшості випадків розширення міжмережевої взаємодії є цінний інструмент при створенні більш доступних і надійних енергетичних систем, повністю залежних від вітру, води і сонячного світла.