Остров на Аляске перешел на возобновляемую энергетику

Источник: http://cleantechies.com/2015/05/21/an-alaskan-island-goes-100-renewable/, 21 мая 2015 г., автор — Laurie Guevara-Stone.

Как может засвидетельствовать большинство жителей Аляски, энергия там стоит дорого. Средние тарифы за электричество в этом штате больше 18 центов за киловатт-час, что на 50% выше, чем в среднем по стране. В частности причиной этого является то, что многие местные сообщества используют для получения энергии завозное дизельное топливо. Но население (15 000 человек) острова Кодьяк (Kodiak Island) на юге Аляски надеется почти на 100 % обеспечить себя энергией за счет возобновляемых источников.

Хотя Кодьяк, второй по величине остров в США, на 80 процентов обеспечивался энергией от гидроэлектростанций, он еще сжигал в год 2,8 миллиона галлонов дизельного топлива, на что требовалось 7 миллионов долларов в год. Учитывая угрозу изменения климата и высокую цену топлива руководство и менеджеры Электротехнической Ассоциации Кодьяка (Kodiak Electric Association, KEA) задались целью обеспечить к 2020 году 95 % потребностей острова в электроэнергии за счет возобновляемых источников. Они достигли этого уровня гораздо раньше заявленного срока и уже в настоящее время получают 99,7 процента электроэнергии из возобновляемых источников — от ветра и воды.

Как был осуществлен такой переход

В штате Аляска существует фонд возобновляемой энергетики, созданный в 2008 году департаментом энергетики Аляски с целью финансирования энергетических проектов и сокращения расходов на энергию. KEA получила от этого фонда грант в 16 миллионов долларов и облигации на возобновляемую энергетику (clean renewable energy bonds, CREBs) на 39,6 миллионов долларов. Эти облигации равноценны кредиту под почти нулевой процент.

На первом этапе были закуплены три ветровых турбины от General Electric (GE) мощностью 1.5 Мегаватта. Они были установлены в 2009 году. Директор Электротехнической Ассоциации Кодьяка Дэррон Скотт (Darron Scott) говорит: “Тогда было мало информации о том, как обеспечить стабильную частоту в сети и устойчивость работы при переменной силе ветра. Это была неизведанная территория. Но после исследования, которое оценивало технические и экономические последствия для электросети, были установлены первые три ветровые турбины».

Обновление гидростанций

На втором этапе было выполнено моделирование с учетом реальных данных, полученных на первой стадии проекта, и было предложено установить еще три турбины. Но прежде чем устанавливать эти ветровые турбины, KEA хотела обновить существующую систему гидроэлектростанций. В KEA понимали, что для обеспечения стабильности энергосистемы, количество энергии от ветровых турбин, поставляемой в систему, должно быть максимальным. 20-мегаваттная гидроэлектростанция на озере Террор, построенная в 1984 году, имела 2 турбины, но дальновидные инженеры заложили при ее создании возможность установки третьей турбины в случае, если нагрузка будет расти. В 2011 году пиковые нагрузки на острове Кодьяк превысили 26 МВт и это, а также желание получать больше энергии из возобновляемых источников привели к установке третьей турбины мощностью 10 МВт.

Помимо покрытия пиковых нагрузок эта турбина обеспечивает необходимую мощность и повышенную стабильность сети на тот случай, когда три новых ветровых турбины будут введены в строй. Кроме того, появляется избыточность, необходимая для обслуживания двух старых 30-летних гидротурбин. Теперь такого рода ремонтные работы можно проводить в периоды снижения нагрузки без переключения на дизельные источники энергии.

Роль аккумулирующих устройств

Для небольших электросетей с часто изменяющимся потреблением и переменным притоком энергии от возобновляемых источников вроде ветровых турбин большое значение имеет способ аккумулирования и сохранения энергии. В 2012 году одновременно с установкой трех дополнительных ветровых турбин мощностью 1,5 МВт были установлены аккумуляторные батареи на 3 МВт. Они обеспечивают поддержку мощности сети в течение 30-90 секунд, что достаточно для наращивания мощности гидростанций в случае, если поступление энергии от ветровых станций падает.

Недавно порт острова Кодьяк захотел установить новый кран мощностью 2 МВт, что потенциально может привести к дестабилизирующим колебаниям потребляемой мощности. Это вызывает нежелательные циклы перезаряда батарей и требует увеличенного потребления дизельного топлива для обеспечения нужного резерва. Поэтому KEA планирует добавить дополнительное устройство сохранения энергии на основе маховика, что позволит компенсировать пиковые нагрузки, вызванные использованием мощного крана. Устройство PowerStore на основе махового колеса от ABB обеспечит поддержку стабильности напряжения и частоты тока в сети, компенсирует неравномерность поступления энергии от ветряков и сократит число циклов перезарядки аккумуляторных батарей, что позволит увеличить срок их службы.

Экономическая стабильность

Финансовые выгоды от проекта представляются очень хорошими. По словам Д.Скотта жители острова уже существенно экономят. Счета за электричество падают и сейчас уже на 2,5 % ниже, чем в 2001 году. «Стабильные тарифы на электроэнергию позволяют более активно вести строительство, расширять рыбный промысел, вводить новые рабочие места и увеличить доходы от налогов.»  И, по крайней мере, одна из компаний по производству морепродуктов делает ставку на возобновляемые источники энергии, поскольку ее завод по обработке лосося питается от энергии ветра.

Штат Аляска поставил цель достичь к 2025 году получения 50% энергии из возобновляемых источников. Остров Кодьяк представляет прекрасный пример того, как этого можно достичь и даже превзойти. Джордж Роу (George Roe), профессор Центра энергетики Аляски (Alaska Center for Energy and Power), сказал: «На Аляске есть много общин с серьезными достижениями в создании микросетей и имеется огромный потенциал для использования на местном, национальном и даже глобальном уровне такого с трудом добытого опыта, как на острове Кодьяк».

Департамент энергетики Аляски и Ассоциация энергетики Кодьяка получили в 2014 году за свои достижения в развитии возобновляемой энергетики награду State Leadership in Clean Energy Award. Сенатор от Аляски заявила при вручении этой награды “Департамент энергетики Аляски и Электротехническая Ассоциация Кодьяка внедряют в практику пять принципов, которые по моему мнению в наших общенациональных интересах: получать энергию в изобилии, сделать ее доступной, чистой, разнообразной и безопасной.» Кодьяк преодолел  свою зависимость от гидроэнергетики, используя различные возобновляемые ресурсы и устройства сохранения энергии, что делает его электрическую систему более надежной, безопасной, и моделью для других общин, желающих дополнить свои электросети возобновляемыми источниками энергии.