นักวิทยาศาสตร์ได้ใช้โมเดลโอเพนซอร์สเพื่อจำลองสถานการณ์การติดตั้งปั๊มความร้อนสำหรับปี 2030 การลงทุนเพิ่มเติมประมาณ 54 GW ถึง 57 GW ของกำลังการผลิตแผงโซลาร์เซลล์แบบมีต้นทุนต่ำที่สุดจะช่วยให้สามารถติดตั้งปั๊มความร้อนได้ 10 ล้านเครื่องภายในสิ้นทศวรรษนี้
การผลิตไฟฟ้าจากแหล่งต่างๆ
รูปภาพ: สถาบันวิจัยเศรษฐศาสตร์เยอรมัน (DIW Berlin), การสื่อสารโลกและสิ่งแวดล้อม, CC BY 4.0
นักวิจัยจากสถาบันวิจัยเศรษฐกิจเยอรมัน (DIW Berlin) ได้วิเคราะห์สถานการณ์ต่าง ๆ สำหรับการขยายปั๊มความร้อนแบบกระจายศูนย์ในเยอรมนีภายในปี 2030 โดยเน้นที่บทบาทของการกักเก็บความร้อนบัฟเฟอร์ในการบรรเทาความต้องการไฟฟ้า และผลกระทบของวิธีการผลิตไฟฟ้าที่แตกต่างกันต่อต้นทุน การลงทุนด้านกำลังการผลิต และการปล่อยมลพิษ พวกเขาพบว่าการลงทุนใน PV สามารถดำเนินการควบคู่ไปกับการเปิดตัวปั๊มความร้อนได้อย่างคุ้มทุน
“ในการวิเคราะห์ของเรา เราใช้แบบจำลอง TEASER สำหรับการขยายกำลังการผลิตโอเพนซอร์ส ซึ่งพิจารณาความแปรปรวนรายชั่วโมงของการผลิตไฟฟ้าหมุนเวียนและความต้องการความร้อนตลอดทั้งปี” ทีมงานอธิบาย “นอกจากนี้ยังคำนึงถึงภาระไฟฟ้าเพิ่มเติมที่เกี่ยวข้องกับยานยนต์ไฟฟ้าและการผลิตไฮโดรเจนสีเขียวด้วย เท่าที่เราทราบ ยังไม่มีการวิเคราะห์ดังกล่าว”
ในสถานการณ์จำลองแรกที่ได้รับการทดสอบ ซึ่งเป็นสถานการณ์อ้างอิง ทีมได้คาดการณ์ว่าจะมีปั๊มความร้อนแบบกระจายศูนย์ 1.7 ล้านเครื่องในปี 2030 ซึ่งสะท้อนถึงจำนวนปั๊มความร้อนที่ติดตั้งในเยอรมนีในปี 2024 นอกจากนี้ ทีมยังคาดการณ์ว่าจะมีแหล่งจ่ายความร้อน 24.7 TWh ต่อปี สถานการณ์จำลองการเปิดตัวแบบช้าๆ คาดการณ์ว่าจำนวนปั๊มความร้อนจะถึง 3 ล้านเครื่องภายในปี 2030 โดยจะติดตั้งเฉพาะในบ้านเดี่ยวและบ้านสองหลังที่สร้างขึ้นระหว่างปี 1995 ถึง 2009 ในกรณีนั้น แหล่งจ่ายความร้อนต่อปีจะถึง 53.2 TWh
ในสถานการณ์การเปิดตัวของรัฐบาล ทีมงานคาดการณ์ว่าจะบรรลุเป้าหมายอย่างเป็นทางการของเยอรมนีในการติดตั้งปั๊มความร้อน 6 ล้านเครื่องในปี 2030 ซึ่งครอบคลุมบ้านเดี่ยวและสองครอบครัวส่วนใหญ่ที่สร้างหลังปี 1995 และใช้ความร้อน 92.9 2 TWh ต่อปี สุดท้าย พวกเขาเสนอสถานการณ์ที่รวดเร็วโดยติดตั้งปั๊มความร้อน 10 ล้านเครื่องภายในปี 2030 ซึ่งจะให้ความร้อน 226.3 TWh ในสถานการณ์นี้ ปั๊มความร้อนจะถูกติดตั้งในบ้านเดี่ยวและสองครอบครัวมากขึ้น แม้แต่บ้านหลังเก่าที่สร้างก่อนปี 1979 ซึ่งมีมาตรฐานประสิทธิภาพพลังงานต่ำมาก
“ปั๊มความร้อนแบบอากาศคิดเป็น 80% ของปั๊มความร้อนที่ติดตั้งทั้งหมด และปั๊มความร้อนแบบพื้นดินคิดเป็น 20% ที่เหลือ” ทีมงานอธิบาย “ขนาดการกักเก็บพลังงานที่คาดไว้แสดงเป็นอัตราส่วนพลังงานต่อกำลัง (E/P) ที่อยู่ในช่วง 0 ถึง 168 ชั่วโมง (0, 2, 6, 24 และ 168 ชั่วโมง) ในคำศัพท์นี้ การกักเก็บความร้อนที่มีอัตราส่วน E/P เท่ากับ 2 ชั่วโมงจะมีความสามารถในการกักเก็บความร้อนรวมเท่ากับ 2 ชั่วโมงของผลผลิตความร้อนสูงสุดของปั๊มความร้อน”
สำหรับการผสมผสานพลังงานในการจำลอง กลุ่มได้จำกัดโรงไฟฟ้าที่ใช้ถ่านหินและน้ำมันไว้ที่ระดับปัจจุบัน โรงไฟฟ้าที่ใช้ก๊าซ วงจรเปิด (OCGT) และวงจรรวม (CCGT) สามารถขยายออกไปเกินระดับปัจจุบันได้ จากสถิติของรัฐบาล โรงไฟฟ้าพลังงานลมบนบกถูกจำกัดไว้ที่ 115 กิกะวัตต์ และนอกชายฝั่งที่ 30 กิกะวัตต์ กำลังการผลิตของ PV พลังงานแสงอาทิตย์ไม่มีขีดจำกัดใดๆ
“เราพบว่าการขยายสต๊อกปั๊มความร้อนของเยอรมนีจาก 1.7 ล้านเป็น 10 ล้านเครื่องนั้นจะต้องมีการลงทุนเพิ่มเติมอีกประมาณ 54–57 กิกะวัตต์ของกำลังการผลิตแผงโซลาร์เซลล์แบบ PV ในโซลูชันที่มีต้นทุนต่ำที่สุด โดยขึ้นอยู่กับปริมาณการกักเก็บความร้อนที่มีอยู่” นักวิชาการกล่าว “หากต้องการให้การเปิดตัวช้าลง ซึ่งยังคงบรรลุเป้าหมายของรัฐบาลเยอรมนีในการสร้างปั๊มความร้อน 6 ล้านเครื่องภายในปี 2030 จำเป็นต้องมีกำลังการผลิตแผงโซลาร์เซลล์เพิ่มเติมประมาณ 4–8 กิกะวัตต์”
จากการศึกษาของนักวิชาการ พบว่าหากเปรียบเทียบกับสถานการณ์อ้างอิง การเปิดตัวของรัฐบาลเยอรมนีจะช่วยให้เยอรมนีประหยัดเงินได้ 2.0–6.7 ล้านยูโรต่อปี ขึ้นอยู่กับราคาก๊าซธรรมชาติ ซึ่งคาดว่าจะอยู่ระหว่าง 50 ถึง 150 ยูโรต่อเมกะวัตต์ชั่วโมง ในกรณีของการเปิดตัวอย่างรวดเร็ว จะสามารถประหยัดได้ถึง 27.1 ล้านยูโรต่อปี
นักวิทยาศาสตร์สรุปว่า “การนำระบบกักเก็บความร้อนมาใช้โดยมีอัตราส่วน E/P 2 ชั่วโมง (ชม.) จะช่วยลดความจำเป็นในการใช้กำลังการผลิตแผงโซลาร์เซลล์เพิ่มเติม เช่น 6 กิกะวัตต์แทนที่จะเป็น 8 กิกะวัตต์เพิ่มเติมในการติดตั้งให้กับรัฐบาลเมื่อเทียบกับรุ่นอ้างอิง นอกจากนี้ ความจำเป็นในการกักเก็บแบตเตอรี่ยังลดลงประมาณ 7 กิกะวัตต์เมื่อเทียบกับกรณีที่ไม่มีการกักเก็บความร้อนในการติดตั้งให้กับรัฐบาล และลดลง 5 กิกะวัตต์เมื่อเทียบกับรุ่นอ้างอิง”
ผลการวิจัยดังกล่าวได้รับการนำเสนอในหัวข้อ “ประโยชน์ของปั๊มความร้อนแบบยืดหยุ่นสำหรับภาคส่วนพลังงานในสถานการณ์ปี 2030” ซึ่งตีพิมพ์ใน การสื่อสารโลกและสิ่งแวดล้อม.
เนื้อหานี้ได้รับการคุ้มครองลิขสิทธิ์และไม่อาจนำไปใช้ซ้ำได้ หากคุณต้องการร่วมมือกับเราและต้องการนำเนื้อหาบางส่วนของเราไปใช้ซ้ำ โปรดติดต่อ: editors@pv-magazine.com
ที่มาจาก นิตยสาร pv
ข้อสงวนสิทธิ์: ข้อมูลที่ระบุไว้ข้างต้นจัดทำโดย pv-magazine.com โดยเป็นอิสระจาก Cooig.com Cooig.com ไม่รับรองหรือรับประกันคุณภาพและความน่าเชื่อถือของผู้ขายและผลิตภัณฑ์ Cooig.com ขอปฏิเสธความรับผิดชอบใดๆ ต่อการละเมิดลิขสิทธิ์ของเนื้อหา
