Tekst ukazał się pierwotnie w portalu internetowym euronews.com. 

Formułowane w czasie pandemii plany ponownego uruchomienia i dekarbonizacji gospodarek koncentrują się na źródłach odnawialnych. Dlatego gracze z zielonego przemysłu i operatorzy sieci coraz częściej przyglądają się danym klimatycznym w celu optymalizacji produkcji energii – donosi portal internetowy euronews.com.

Rok 2019 był szczególnie rozświetlony dla Europejczyków; kontynent nie widział tylu godzin słonecznych od co najmniej wczesnych lat 80. Zauważyła to przede wszystkim branża produkcji energii słonecznej, ponieważ moc generowania energii z tego źródła wzrosła ponad dwukrotnie w porównaniu z rokiem 2018, co stanowiło największy skok od dziesięciu lat. Odnawialne źródła energii stają się coraz silniejsze. W 2019 roku ich udział w dostarczaniu energii elektrycznej w UE osiągnął rekordowy poziom 34,6%. I chociaż pandemia COVID-19 zahamowała rozwój nowych obiektów zielonej energii, odnawialne źródła energii stają się kluczem Europy do wznowienia gospodarki i zamiany niedawno formułowanych planów obniżenia emisji o 50-55 % do 2030 roku na realiazaję podwójnej misji: szybkie przejmowanie lwiej części systemu energetycznego, przy jednoczesnym stawaniu się bardziej niezawodnym i wydajnym, również w zmieniającym się klimacie, co samo w sobie ogranicza ryzyko.

Prognoza udziału odnawialnej energii elektrycznej w bilansie energetycznym Europy w roku 2030

(długoterminowa strategia Komisji Europejskiej)

Źródło: euronews.com

„Zielona transformacja jest jednym z głównych filarów pakietu naprawczego zaproponowanego przez Komisję [Europejską] pod koniec maja” – powiedział komisarz UE ds. Energii Kadri Simson. „Europejski Zielony Układ to nasza strategia osiągnięcia neutralności klimatycznej do 2050 roku, przy jednoczesnym zwiększaniu konkurencyjności naszej gospodarki”, dodaje komisarz. Według Międzynarodowej Agencji Energii Odnawialnej (IRENA) Unia Europejska może znacznie zwiększyć swój udział odnawialnych źródeł energii w koszyku energetycznym i osiągnąć zyski. W tym kierunku popychają ją spadające koszty technologii, a podczas gdy rekordowe prognozy dotyczące odnawialnych źródeł energii w 2020 roku zostały złagodzone, oczekuje się, że branża energii niskoemisyjnej odbije się, wzmocniona spadającym popytem na ropę i gaz. Ten trend będzie się utrzymywał przynajmniej tak długo, jak długo trwa pandemia.

Jednak chociaż odnawialne źródła energii mogą okazać się odporne na wstrząsy gospodarcze, muszą nadal wykazywać swoją stabilność wobec zmieniających się wzorców klimatycznych i coraz częstszych ekstremalnych warunków pogodowych. Zmiany temperatur, opadów deszczu, promieniowania, poziomu morza, cząstek powietrza i ekstremalne zjawiska, takie jak fale upałów, powodzie lub susze, mogą wpływać na produkcję energii odnawialnej i infrastrukturę, a także kształtować zapotrzebowanie na energię.

Według Agora Energiewende podaż energii wodnej w Europie nadal spada, ponieważ mniejsza ilość opadów i cieplejsza pogoda doprowadziły w ubiegłym roku do zmniejszenia całkowitej produkcji o 6%, podczas gdy fale upałów związane z powtarzającym się brakiem opadów uderzają we Francję, Hiszpanię, Włochy i Portugalię. Poziom wody tych krajach w okresie wiosennym i letnim odzwierciedla analizy potencjału energetycznego rzek z raportu 2019 European State of the Climate. Niektórzy naukowcy szacują, że zmieniające się wzorce opadów i temperatur mogą zwiększyć potencjał hydroenergetyczny Europy Północnej i zmniejszyć moc na południu.

Średnia miesięczna anomalia zrzutu rzek w roku 2019

Źródło: euronews.com

Prognozy prędkości wiatru pozostają pewną dozę niepewności, ale wiadome jest, że niewielkie zmiany mogą znacznie wpłynąć na podaż dostępnej mocy. W 2018 roku słabe wiatry letnie zmniejszyły produkcję nawet o 20 %. Ekstremalne zjawiska pogodowe i wzrost poziomu morza mogą mieć wpływ na infrastrukturę farm wiatrowych zarówno na lądzie, jak i na morzu. Energia słoneczna napotyka także niepewne zmienne klimatyczne, a niektóre badania przewidują wyższe promieniowanie słoneczne w Europie (do 10%) prowadzące do uzyskiwania większych mocy. Cieplejsza jutro może jednak przeciwdziałać temu zjawisku, ponieważ panele fotowoltaiczne (PV) tracą wydajność wraz ze wzrostem temperatury.

„Badania klimatyczne mówią nam, że ekstremalne zjawiska pogodowe będą występować częściej – ale o ile? Są to kluczowe pytania dotyczące zapewnienia niezawodnych odnawialnych źródeł energii”, mówi Colin McKinnon, prezes Institute of Environmental Analytics (IEA). „Dane klimatyczne są niezbędne do oceny naszych potrzeb energetycznych i zdolności produkcyjnych, szczególnie w sektorze energii odnawialnej”, mówi komisarz Simson.

Ponieważ producenci energii odnawialnej muszą radzić sobie z niepewnością klimatyczną przez cały okres realizacji swoich projektów, posiadanie danych klimatycznych staje się kluczowe dla zwiększenia udziału odnawialnych źródeł energii w koszyku energetycznym. Operatorzy sieci muszą także być w stanie przewidzieć ekstremalne warunki pogodowe wpływające na stan linii przesyłowych – np. powodzie, wichury, fale upałów, śnieg – oraz determinujące równoważenie podaży i popytu w zależności od warunków klimatycznych wpływających na produkcję i zużycie energii.

„Informacje o klimacie stanowią kluczowy wkład, który należy brać pod uwagę przy podejmowaniu decyzji na różnych etapach projektów”, twierdzi zespół ds. Klimatu w hiszpańskiej firmie Iberdrola, która ma szeroki portfel projektów odnawialnych w całej Europie. Firma łączy pomiary

miejscowe z krótko- i długoterminowymi informacjami klimatycznymi w każdym miejscu realizacji projektu. Na przykład w przypadku energii wiatrowej Iberdrola wykorzystuje dane klimatyczne i modele pogodowe, aby określić najlepsze miejsca do zainstalowania turbin i oszacować ich zdolność produkcyjną w całym okresie eksploatacji.

„Dane klimatyczne są wykorzystywane w modelach do obliczania zużycia i wytwarzania z elektrowni słonecznych, wiatrowych, wodnych i cieplnych, które są następnie wykorzystywane w modelach systemów elektroenergetycznych do badania adekwatności miksu energetycznego”, mówi dr Gabriel Bareux, zastępca dyrektora systemów teleinformatycznych w RTE, francuskim operatorze systemu przesyłowego. „W przypadku infrastruktury, biorąc pod uwagę to, że komponenty są instalowane przez okres do 80 lat, istnieje silna potrzeba oceny potencjalnego przyszłego ryzyka dla istniejących instalacji, przy jednoczesnej dokładnej ocenie stanu przyszłych aktywów, które będą eksploatowane w zmienionym klimacie”, mówi dr Bareux .

„Wyobraź sobie, że chcesz zbudować nową elektrownię słoneczną” – mówi dr Etienne Wey, dyrektor generalny Transvalor, która zapewnia między innymi usługi w zakresie promieniowania słonecznego i danych meteorologicznych. „Bank sfinansuje cię głównie na podstawie szacunków, ile energii wyprodukujesz w ciągu najbliższych 20 lat”, wyjaśnia dr Wey. „Pięć lat temu poziom niepewności przy budowie nowej elektrowni słonecznej nie był tak ważny, ponieważ koszty, za które rządy lub operatorzy sieci byli gotowi kupić kilowatogodzinę, były bardzo wysokie w porównaniu z obecnym. Dzisiaj rynek jest bardzo konkurencyjny, więc wszelkie duże niepewności mogą mieć wpływ na zysk i stratę ”, mówi dr Wey.

„Wykorzystanie danych klimatycznych w branży energetycznej stało się bardziej powszechne w ciągu ostatnich 5 lat”, mówi dr Alberto Troccoli, dyrektor założyciel Światowej Rady ds. Energii i Meteorologii (WEMC). WEMC jest liderem Copernicus Climate Change Service (C3S) działającego na rzecz sektora energetycznego, dostarczając zainteresowanym użytecznych danych klimatycznych w czasie rzeczywistym.

Wcześniejsze obserwacje klimatu są jednym z najczęstszych źródeł danych wykorzystywanych do modelowania systemów elektroenergetycznych; na przykład obserwowanie przeszłych zdarzeń, takich jak zimno lub fale upałów oraz ich wpływ na wiatr i energię słoneczną, może wskazywać na to, co może się wydarzyć w podobnej przyszłej sytuacji. „Takie podejście jest przydatne do spojrzenia na następne kilka lat, ale przy rosnącej oczywistości zachodzących zmian klimatu wykorzystanie przeszłych danych do przyszłych prognoz wyraźnie zmienia wagę informacji”, mówi dr Bareux z RTE. „Na przykład fala upałów w 2003 roku, której nie widziano nigdy w przeszłości, może stać się nową normą do 2050 roku. Jest to bardzo ważne, aby wziąć pod uwagę symulacje przyszłego systemu energetycznego”, dodaje dr Bareux.

Usługa C3S zapewnia zapisy historyczne, prognozy sezonowe i prognozy wieloletnie, a także wskaźniki energetyczne. „Mamy modele sprawdzające, w jaki sposób klimat wpłynie na popyt”, mówi dr Troccoli. „W Europie temperatura rośnie w większości krajów, co napędza popyt, chociaż wzorce użytkowania będą się różnić”, mówi dr Troccoli. „Zmienia się również zmienność klimatu, a modele klimatyczne mogą dostarczyć informacji o okresach, w których jeden zasób energii będzie miał większą zmienność w porównaniu z innymi”.

Usługa mapuje zmienność klimatu i energii na całym kontynencie. Dane klimatyczne pomogą graczom sektora energetycznego przewidywać zmiany klimatu dla przemysłu (np. fale zimna, fale upałów, susze), ale także w analizie, w jaki sposób temperatura napędza zapotrzebowanie na energię elektryczną na całym kontynencie i jak to się wiąże ze zmiennością produkcji energii odnawialnej .

Przykład, w jaki sposób scenariusze energii słonecznej na następne dziesięciolecia są prezentowane w Copernicus Climate Change Service.

Źródło: euronews.com

Informacje klimatyczne mogą pomóc rządom i producentom energii w podjęciu decyzji o właściwej kombinacji odnawialnych źródeł energii w ich systemach energetycznych. Jako wstęp do usługi, C3S uruchomił w 2017 roku projekt demonstracyjny European Climatic Energy Mixer. „Pomaga ocenić, jak dobrze różne mieszanki dostaw energii w Europie zaspokoją popyt, koncentrując się na roli klimatu w kombinacji źródeł energii”, mówi Mckinnon z IEA, który opracował to rozwiązanie. Najnowszy projekt C3S koncentruje się na opracowaniu odpornych na klimat standardów dla infrastruktury. Pomoże to inżynierom, architektom i organom normalizacyjnym zapewnić, że ich projekty – w tym na przykład projekty dotyczące energii odnawialnej – będą w stanie sprostać wyzwaniom związanym ze zmiennością klimatu i ekstremalnymi zagrożeniami pogodowymi.

„Ponieważ odnawialne źródła energii zwiększają swój udział i gdy elektryczność znajduje nowe zastosowania (transport, ogrzewanie i chłodzenie itp.), pojawiają się nowe zastosowania danych klimatycznych, które odgrywają ważną rolę”, uważa zespół Iberdrola. Na przykład dane mogą przyczynić się do analizy sposobu łączenia różnych technologii magazynowania energii elektrycznej podczas fali upałów, aby zmaksymalizować produkcję i zaspokoić rosnące zapotrzebowanie na energię.

Kolejne wyzwanie związane ze spełnianiem wymogów dotyczących funkcjonowania producentów i sieci energii odnawialnej to „dostarczanie danych klimatycznych co godzinę, co ma kluczowe znaczenie dla systemu energetycznego”, mówi dr Bareux z RTE, bowiem „modele systemów energetycznych wykorzystują referencje godzinowe”. Dr Bareux wyjaśnia, że ​​ponieważ symulacje klimatu są dostępne codziennie lub w ciągu kilku godzin, użytkownicy interpretują dane klimatyczne samodzielnie i mogą nie być do zachodzących zmian lepiej przystosowani.  Rozwiązaniem może być znormalizowana procedura, z której mogą korzystać wszyscy użytkownicy