В Калифорнии отличная погода. И жители штата, конечно же, с удовольствием покупают солнечные батареи. Они просчитались, но… где?
Солнечные батареи установлены по всей Калифорнии — от засушливой и пустынной Калифорнийской долины до центральных районов Лос-Анджелеса. Электроэнергия, которая добывается с их помощью, составляет больше четверти от всей электроэнергии штата. Но в последние годы из-за стремительного развития солнечной энергетики поставщики электроэнергии столкнулись с необычной проблемой: в некоторые сезоны солнечной энергии становится так много, что ее избыток ведет к скачкам цен на электричество, рассказало издание The Washington Post. Вот как власти США и специалисты пытаются стабилизировать этот рынок, не затормозив развитие альтернативной энергетики.
К маю 2023 года солнечная энергия составляла около трех процентов от всей энергии, вырабатываемой в США. Тогда же администрация Джо Байдена намерилась увеличить этот показатель до 45% к 2050 году — с помощью строительства солнечных электростанций по всей стране. Лидер в использовании альтернативных источников энергии среди американских штатов — Калифорния. По последним подсчетам, установленные там батареи вырабатывают до 47 гигаватт солнечной энергии достаточно, чтобы обеспечить электричеством 13,9 миллиона домов, или четверть всего штата.
Однако спрос на солнечную энергию зависит от климата и времени года. Весной и осенью, в ясные дни, когда батареи в Калифорнии вырабатывают большое количество энергии, ее становится слишком много, при этом расходовать ее некуда: для отапливания помещений еще слишком жарко, а для кондиционирования прохладно. Из-за этого разница между количеством энергии, которую готов предоставить оператор, и тем, сколько энергии требуется пользователям, резко увеличивается.
Статистика зафиксировала еще один феномен: весной и осенью, в утренние часы и после наступления темноты, когда солнечные батареи не вырабатывают достаточно энергии, спрос на электричество, выработанное с использованием ископаемого топлива, достигает пиковых отметок. При этом в течение дня, когда солнце вырабатывает всю необходимую энергию с избытком, он резко опускается до нулевого. Специалисты назвали такую закономерность «кривой утки»: отражающие ее графики напоминают силуэт птицы с выпуклым брюхом посередине — резкой дугой в дневные часы, когда у пользователей отпадает потребность в любой энергии, кроме солнечной.
По словам живущего в Калифорнии научного журналиста Эндрю Моузмана, проблема с избытком солнечной энергии во многом связана с тем, что темпы ее выработки опережают возможности властей штата распространять и хранить эту энергию. В начале 2017 года в Калифорнии невостребованными остались три процента от всей произведенной солнечной энергии — их утилизировали. К 2022 году этот показатель достиг шести процентов. А уже в марте 2023 года сетевым операторам приходилось утилизировать 15 процентов невостребованной в утренние часы солнечной энергии.
По словам сотрудника Национальной лаборатории по изучению возобновляемой энергии Пола Денхолма, который поговорил с The Washington Post, с технической точки зрения утилизация невостребованной энергии не представляет особых трудностей. Но ее результатом становятся скачки цен на электричество и проблемы, возникающие у предпринимателей, которые продают энергию своих солнечных батарей компаниям-поставщикам.
Система, при которой каждая единица электроэнергии обладает фиксированной стоимостью, независимо от спроса, называется «чистым измерением». Раньше владельцы солнечных батарей получали от 20 до 30 центов за каждый киловатт-час, который они отдавали энергосистеме штата. В прошлом году из-за избытка солнечной энергии власти Калифорнии отказались от «чистого измерения». Теперь они оплачивают каждый киловатт-час в зависимости от его ценности для компании-поставщика. В весенние месяцы, когда избыток солнечной энергии достигает максимума, эта ценность часто стремится к нулю.
Такие реформы вызвали недовольство частных владельцев солнечных батарей и компаний по производству солнечной энергии — предприниматели утверждают, что бизнес пришел в упадок. Многие отказываются от установки солнечных батарей, опасаясь убытков, а те, кто уже установил батареи, отключают их — из-за того, что не получают практически никакой прибыли. Глава консалтинговой фирмы Wood Mackenzie Power and Renewables Мишель Дэвис прогнозирует, что к 2025 году количество солнечных батарей в частных домах Калифорнии упадет примерно на 40%.
Журналист The Atlantic Эндрю Моузман отмечает, что солнечные панели стоят около 10 тысяч долларов. Если раньше домовладельцы могли окупить их установку и обслуживание за пять-шесть лет благодаря выплатам от компании-поставщика в рамках «чистого измерения», то теперь, когда тарифы на солнечную энергию регулируются в зависимости от времени суток и спроса в разное время года, по оценкам аналитиков, чтобы окупить приобретение солнечной батареи, потребуется до 15 лет. Многим предпринимателям такое вложение кажется невыгодным. Похожая проблема возникает и в других штатах, где в последние годы активно развивалась альтернативная энергетика: из-за избытка солнечной энергии выплаты сокращают владельцам батарей в Неваде и на Гавайях.
От системы «чистого измерения» отходят в Индиане и Северной Каролине, где активисты даже подали иск против энергетической компании Duke Energy с требованием установить минимальный размер выплат для владельцев солнечных батарей. Похожие инициативы обсуждают в Аризоне и Висконсине.
Однако ни в одном из этих штатов проблема не стоит настолько остро, как в Калифорнии: там власти, с одной стороны, стараются развивать солнечную энергетику в рамках национальной программы перехода на альтернативные источники энергии. А с другой, вынуждены ограничивать распространение батарей, поскольку не могут эффективно расходовать всю получаемую от них энергию. Чтобы справиться с избытком, калифорнийская компания-поставщик CAISO продает часть энергии другим штатам. Еще власти Калифорнии планируют установить дополнительные хранилища, которые позволят сохранять солнечную энергию до более поздних часов, когда спрос на нее снова возрастает. Еще один способ избежать избытка — строительство новых линий электропередачи. Журналистка The Washington Post Шеннон Осака обращает внимание, что в регионах, где не хватает ЛЭП для передачи таких объемов солнечной энергии, тратится много электричества.
Такого же мнения придерживается Тимоти Хейд, сооснователь компании Scale Microgrid Solutions, которая занимается строительством экологичных энергосистем. По его словам, действующих линий электропередачи просто недостаточно, чтобы операторы могли переправлять солнечную энергию туда, где потребность в ней выше. Администрация президента Джо Байдена уже объявляла о планах расширить систему ЛЭП. Но, как отмечает журналист Робинсон Мейер, специализирующийся на темах климата и энергетики в The Atlantic, в действительности строительство линий электропередачи часто превращается в неразрешимую бюрократическую головоломку, поскольку для этого «требуется получить согласие каждого штата, округа, города, а иногда и землевладельца, чей участок располагается на предполагаемом пути следования ЛЭП».
Автор The Atlantic Эндрю Моузман пишет, что «при идеальном раскладе» можно было бы накапливать солнечную энергию, чтобы пользоваться ею по ночам, «но для этого потребовалось бы масштабное строительство крупных батарей, разработка которых пока находится на ранней стадии». Избыточную солнечную энергию можно транспортировать в регионы с пасмурной погодой, но, продолжает Моузман, «электричество нельзя просто телепортировать из солнечного Палм-Спрингс в промозглый Портленд [штата Мэн]». Чтобы такая транспортировка электричества стала возможна, американским властям и энергетическим компаниям обязательно придется расширять систему ЛЭП и строить новые, более мощные батареи, способные удерживать энергию дольше.
С точкой зрения Моузмана согласен сотрудник Национальной лаборатории по изучению возобновляемой энергии Пол Денхолм. По его словам, «невозможно вечно выпускать солнечную энергию напрямую в электросеть» — рано или поздно ее потребуется где-то хранить. До тех пор, пока в Калифорнии и других штатах не появится достаточно линий электропередач и мощных батарей для транспортировки и хранения всей избыточной энергии, компаниям-поставщикам придется балансировать между необходимостью развивать «зеленую» энергетику и жесткими ограничениями для владельцев солнечных батарей.
«Медуза»