Pokud chceme stabilní elektrickou síť, musíme urychleně investovat do její modernizace

• 01. 09. 2024
• Redakce

Zdvojnásobení ročních investic do sítí

Společnost Hitachi Energy naléhavě vyzývá k rozšíření globálních přenosových sítí, odstranění překážek v připojení nových zdrojů a urychlení energetické transformace pomocí inovativních technologií výkonové elektroniky.

V současné době čeká na připojení k síti 3 000 gigawattů (GW) z projektů obnovitelných zdrojů energie, což představuje pětinásobek výkonu z fotovoltaiky a větru připojeného v roce 2022. Podle odhadů bude do roku 2040 nutné doplnit nebo nahradit 80 milionů kilometrů sítí. To si vyžádá zdvojnásobení ročních investic do sítí na více než 600 miliard USD do roku 2030 (IEA).

Rostoucí podíl obnovitelných zdrojů, decentralizace výroby energie a elektrifikace a dekarbonizace průmyslových odvětví tradičně založených na fosilních palivech vytvářejí pro elektroenergetické systémy náročné provozní podmínky. Kvůli proměnlivým tokům elektrické energie, nižší setrvačnosti a horší předvídatelnosti je pro podporu vzdálené udržitelné výroby rostou požadavky na řízení propojovacích kapacit a zelených energetických koridorů pro přímé napájení měst. Setrvačnost je pak klíčová pro zajištění celkové stability sítě.

Klíč k udržitelné energetice

Pro řešení těchto problémů a potřeb rychle se vyvíjejícího energetického systému představila společnost Hitachi Energy na zasedání CIGRE 2024 Grid-enSureTM – portfolio plně integrovaných řešení, které pomáhá zvýšit flexibilitu, odolnost a stabilitu sítě, a urychlit tak přechod na udržitelnou energetiku.

Grid-enSure přináší nový holistický přístup k navrhování, plánování a provozování současných i budoucích elektroenergetických systémů. Portfolio je založeno na rozsáhlých poradenských a konzultačních službách společnosti Hitachi Energy v oblasti rozvoje a modernizace sítí, na vlastním vertikálně integrovaném hodnotovém řetězci s výkonovou elektronikou a pokročilými řídicími systémy, stejně jako na rozsáhlých odborných znalostech v oblasti energetických systémů a řídicí techniky.

Poradenské služby společnosti Hitachi Energy rovněž pomáhají zákazníkům porozumět budoucím výzvám a identifikovat vhodná řešení Grid-enSure pro jejich zvládnutí. Tato řešení kombinují stávající i budoucí technologie na bázi výkonové elektroniky společnosti Hitachi Energy, jako jsou stejnosměrné systémy VVN a ZVN pro přenos energie (HVDC), dynamické systémy kvality elektrické energie (STATCOM a Enhanced STATCOM), statické frekvenční měniče (SFC), stejnosměrné systémy pro střední a vysoké napětí (MVDC), řešení pro ukládání energie a výkonové polovodičové technologie pro další aplikace.

Jsme v rozhodujícím okamžiku energetické transformace

„Nacházíme se v rozhodujícím okamžiku energetické transformace. Vzhledem k bezprecedentnímu množství energie z obnovitelných zdrojů, které přibývá po celém světě, musíme přehodnotit způsob navrhování, plánování a provozování energetických systémů, abychom podpořili rychlé tempo přechodu na novou energetiku. Tradiční energetické technologie samy o sobě nezajistí potřebnou rychlost a funkce, které naše sítě napájené z obnovitelných zdrojů vyžadují, takže je zapotřebí komplexnější přístup,“ řekl Niklas Persson, výkonný ředitel obchodní jednotky Grid Integration společnosti Hitachi Energy.

Řešení Grid-enSure s výkonovou elektronikou stojí na pokročilých polovodičových technologiích vyráběných v závodech Hitachi Energy, které umožňují rychlou a bezpečnou konverzi a řízení toků energie díky vyšší hustotě výkonu a optimální spínací frekvenci moderních polovodičů.

„Špičkové řídicí systémy v mikrosekundách reagují na potřeby sítě a zajišťují požadovanou flexibilitu pomocí pokročilých řídicích funkcí, jako jsou například Grid Forming, umělá setrvačnost, rychlá frekvenční odezva, řízení napětí, interoperabilita a mnoho dalšího. Tím se portfolio Grid-enSure dostává do centra transformace energetického systému,“ uvedla Inés Romero, ředitelka produktového managementu a strategie obchodní jednotky Grid Integration společnosti Hitachi Energy.

Větší využití energie při emisích nižších až o 40 %

Odhaduje se, že jen v evropské synchronní oblasti bude do roku 2030 zapotřebí 450 gigawattsekund (GWs) další energie na pokrytí požadavků na setrvačnost sítí. V minulosti by tento požadavek řešily velké rotační synchronní generátory a stroje.

Řešení Grid-enSure společnosti Hitachi Energy, jako je Enhanced-STATCOM, využívají energii uloženou v superkondenzátorech řízených vysoce výkonnými polovodiči, dokáží zdvojnásobit míru využití energie a snížit potřebný instalovaný výkon o 20 a více procent ve srovnání s konvenčními řešeními.

Kromě toho řešení, jako jsou HVDC, STATCOM a řešení pro ukládání energie, dokáží pomoci v sítích stabilizovat napětí a frekvenci, zvýšit provozní spolehlivost a snížit potřebu výstavby nových elektráren.

Investice do technologií STATCOM nové generace by celosvětově mohly přinést až o 40 % nižší emise CO2 během 30 let životnosti ve srovnání s tradičními alternativami, investice do HVDC Light® společnosti Hitachi Energy pak přinášejí více než 65% snížení uhlíkové stopy ve srovnání s tradiční technologií HVDC.