Các nhà khoa học đã sử dụng các mô hình nguồn mở để mô phỏng các kịch bản triển khai máy bơm nhiệt cho năm 2030. Các khoản đầu tư bổ sung khoảng 54 GW đến 57 GW công suất điện mặt trời vào giải pháp có chi phí thấp nhất sẽ cho phép lắp đặt 10 triệu máy bơm nhiệt vào cuối thập kỷ này.
Sản xuất điện theo nguồn
Hình ảnh: Viện nghiên cứu kinh tế Đức (DIW Berlin), Truyền thông Trái đất & Môi trường, CC BY 4.0
Các nhà nghiên cứu từ Viện nghiên cứu kinh tế Đức (DIW Berlin) đã phân tích các kịch bản khác nhau để mở rộng máy bơm nhiệt phi tập trung tại Đức vào năm 2030. Họ tập trung vào vai trò của lưu trữ nhiệt đệm trong việc giảm nhu cầu điện và tác động của các phương pháp phát điện khác nhau đến chi phí, đầu tư công suất và khí thải. Họ nhận thấy rằng đầu tư vào PV có thể tiết kiệm chi phí khi triển khai máy bơm nhiệt.
“Trong phân tích của mình, chúng tôi sử dụng mô hình TEASER mở rộng công suất nguồn mở, mô hình này xem xét sự thay đổi theo giờ của nhu cầu nhiệt và sản xuất điện tái tạo trong toàn bộ một năm”, nhóm nghiên cứu giải thích. “Nó cũng tính đến tải điện bổ sung liên quan đến xe điện và sản xuất hydro xanh. Theo hiểu biết của chúng tôi, cho đến nay vẫn chưa có phân tích nào như vậy”.
Trong kịch bản đầu tiên được thử nghiệm, kịch bản tham chiếu, nhóm nghiên cứu đã giả định 1.7 triệu máy bơm nhiệt phi tập trung vào năm 2030, phản ánh lượng máy bơm nhiệt được lắp đặt tại Đức vào năm 2024. Nhóm nghiên cứu cũng giả định 24.7 TWh nhiệt cung cấp hàng năm. Kịch bản triển khai chậm giả định số lượng máy bơm nhiệt sẽ đạt 3 triệu vào năm 2030, chỉ được lắp đặt trong các ngôi nhà một gia đình và hai gia đình được xây dựng từ năm 1995 đến năm 2009. Trong trường hợp đó, lượng nhiệt cung cấp hàng năm sẽ đạt 53.2 TWh.
Trong kịch bản triển khai của chính phủ, nhóm nghiên cứu cho rằng họ sẽ đạt được mục tiêu chính thức của Đức là 6 triệu máy bơm nhiệt vào năm 2030, bao phủ hầu hết các ngôi nhà một và hai gia đình được xây dựng sau năm 1995 và sử dụng 92.9 2 TWh mỗi năm. Cuối cùng, họ đề xuất một kịch bản nhanh, trong đó 10 triệu máy bơm nhiệt được lắp đặt vào năm 2030, cung cấp 226.3 TWh nhiệt. Trong kịch bản này, máy bơm nhiệt sẽ được lắp đặt trong nhiều ngôi nhà một và hai gia đình hơn, ngay cả những ngôi nhà cũ được xây dựng trước năm 1979 với tiêu chuẩn hiệu quả năng lượng rất thấp.
“Trong tất cả các loại tòa nhà, máy bơm nhiệt nguồn không khí chiếm 80% máy bơm nhiệt được lắp đặt và máy bơm nhiệt nguồn đất chiếm 20% còn lại”, nhóm nghiên cứu giải thích. “Kích thước lưu trữ năng lượng giả định được thể hiện bằng tỷ lệ năng lượng trên công suất (E/P) trong khoảng từ 0 đến 168 giờ (0, 2, 6, 24 và 168 giờ). Theo thuật ngữ này, một kho lưu trữ nhiệt có tỷ lệ E/P là 2 giờ có tổng công suất lưu trữ nhiệt bằng 2 giờ của công suất nhiệt tối đa của máy bơm nhiệt”.
Đối với hỗn hợp năng lượng trong mô phỏng, nhóm đã giới hạn các nhà máy điện chạy bằng than và dầu ở mức hiện tại. Các nhà máy điện chạy bằng khí đốt, chu trình mở (OCGT) và chu trình kết hợp (CCGT) có thể được mở rộng vượt quá mức hiện tại. Dựa trên số liệu thống kê của chính phủ, các nhà máy điện gió trên bờ được giới hạn ở mức 115 GW và ngoài khơi ở mức 30 GW. Công suất của PV mặt trời không có bất kỳ giới hạn nào.
“Chúng tôi thấy rằng việc mở rộng kho dự trữ máy bơm nhiệt của Đức từ 1.7 lên 10 triệu sẽ đòi hỏi phải đầu tư thêm khoảng 54–57 GW công suất PV mặt trời trong một giải pháp ít tốn kém nhất, tùy thuộc vào lượng nhiệt lưu trữ có sẵn”, các học giả cho biết. “Để triển khai chậm hơn, vẫn đạt được mục tiêu 6 triệu máy bơm nhiệt của chính phủ Đức vào năm 2030, cần có thêm công suất PV khoảng 4–8 GW”.
Theo các học giả, so với kịch bản tham chiếu, việc triển khai của chính phủ sẽ tiết kiệm cho Đức 2.0–6.7 tỷ euro mỗi năm, tùy thuộc vào giá khí đốt tự nhiên, được cho là từ 50 đến 150 euro/MWh. Trong trường hợp triển khai nhanh, số tiền tiết kiệm sẽ lên tới 27.1 tỷ euro mỗi năm.
“Việc giới thiệu lưu trữ nhiệt với tỷ lệ E/P là 2 giờ (h) làm giảm nhu cầu về công suất PV mặt trời bổ sung, ví dụ, 6 GW thay vì 8 GW bổ sung trong triển khai của chính phủ so với tham chiếu”, các nhà khoa học kết luận. “Ngoài ra, nhu cầu lưu trữ pin giảm khoảng 7 GW so với trường hợp không có lưu trữ nhiệt trong triển khai của chính phủ và giảm 5 GW so với tham chiếu”.
Những phát hiện của họ đã được giới thiệu trong “Lợi ích của ngành điện đối với máy bơm nhiệt linh hoạt trong các kịch bản năm 2030”, được xuất bản trong Truyền thông Trái đất & Môi trường.
Nội dung này được bảo vệ bản quyền và không được phép sử dụng lại. Nếu bạn muốn hợp tác với chúng tôi và muốn sử dụng lại một số nội dung của chúng tôi, vui lòng liên hệ: editors@pv-magazine.com.
Nguồn từ tạp chí pv
Tuyên bố miễn trừ trách nhiệm: Thông tin nêu trên được cung cấp bởi pv-magazine.com độc lập với Cooig.com. Cooig.com không tuyên bố và bảo đảm về chất lượng và độ tin cậy của người bán và sản phẩm. Cooig.com từ chối mọi trách nhiệm pháp lý đối với các vi phạm liên quan đến bản quyền nội dung.
