Производство возобновляемой энергии в Шотландии — тема, которая вышла на первый план в техническом, экономическом и политическом плане в первые годы 21-го века. [2] Природная ресурсная база для возобновляемой энергии высока по европейским и даже мировым стандартам, причем наиболее важными потенциальными источниками являются ветер , волны и приливы . Возобновляемые источники генерируют почти всю электроэнергию Шотландии , в основном за счет ветроэнергетики страны . [3]
В 2020 году в Шотландии было 12 гигаватт (ГВт) возобновляемых мощностей по производству электроэнергии, что составило около четверти от общего объема возобновляемой генерации в Великобритании . [4] В порядке убывания мощности возобновляемая генерация в Шотландии осуществляется за счет наземного ветра, гидроэнергетики , морского ветра , солнечных батарей и биомассы . [5] Шотландия экспортирует большую часть этой электроэнергии. [6] [7] 26 января 2024 года шотландское правительство подтвердило, что Шотландия произвела эквивалент 113% потребляемой Шотландией электроэнергии из возобновляемых источников энергии, что сделало это самым высоким процентным показателем, когда-либо зарегистрированным для производства возобновляемой энергии в Шотландии. Это было провозглашено «значительной вехой на пути Шотландии к чистому нулю» министром экономики, благосостояния, справедливого труда и энергетики Нилом Греем . Это стало первым случаем, когда Шотландия произвела больше возобновляемой энергии, чем фактически потребила, и продемонстрировало «огромный потенциал зеленой экономики Шотландии», как утверждает Грей. [8]
Продолжающиеся улучшения в области инженерии и экономики позволяют использовать больше возобновляемых ресурсов . Опасения относительно топливной бедности [9] и изменения климата выдвинули эту тему на первый план в политической повестке дня. В 2020 году четверть общего потребления энергии, включая тепло и транспорт, была покрыта за счет возобновляемых источников энергии, а цель шотландского правительства — к 2030 году сократить этот показатель вдвое. [10] Хотя финансирование некоторых проектов остается спекулятивным или зависит от рыночных стимулов, в лежащей в их основе экономике произошли значительные и, по всей вероятности, долгосрочные изменения. [11] [12]
В дополнение к запланированному увеличению крупномасштабных генерирующих мощностей с использованием возобновляемых источников, изучаются различные сопутствующие схемы по сокращению выбросов углерода . [13] Несмотря на значительную поддержку со стороны государственного, частного и общественного секторов, были выражены опасения по поводу влияния технологий на окружающую среду. Также ведутся политические дебаты о взаимосвязи между размещением, а также владением и контролем этих широко распределенных ресурсов. [14] [15]
В 2005 году целью было, чтобы 18% электроэнергии в Шотландии производилось из возобновляемых источников к 2010 году, и выросло до 40% к 2020 году. [26] В 2007 году эта цифра была увеличена до 50% электроэнергии из возобновляемых источников к 2020 году, с промежуточной целью в 31% к 2011 году. [27] [28] В следующем году были объявлены новые цели по сокращению общих выбросов парниковых газов на 80% к 2050 году, которые затем были подтверждены в Плане по предотвращению изменения климата 2009 года. Маф Смит, директор Комиссии по устойчивому развитию в Шотландии, сказал: «Правительства по всему миру уклоняются от принятия необходимых мер. Шотландское правительство заслуживает похвалы за его намерение стать лидером». [29] [30]
Шотландия ставит перед собой цель к 2030 году производить 50% всей энергии (не только электроэнергии) из возобновляемых источников. [31]
Была поставлена амбициозная цель в рамках семилетнего плана по строительству дополнительных 8 ГВт морской ветроэнергетики к 2030 году. [32]
Политика шотландского правительства по-прежнему направлена на сокращение выбросов до нуля к 2045 году. [13]
Производство электроэнергии является лишь частью общего бюджета использования энергии. В 2002 году Шотландия потребила в общей сложности 175 тераватт-часов (ТВт·ч) энергии во всех формах, что примерно на 2% меньше, чем в 1990 году. Из этого количества только 20% было потреблено в форме электричества конечными пользователями, подавляющее большинство используемой энергии получено от сжигания нефти (41%) и газа (36%). [33] [21] Тем не менее, мощность генерации возобновляемой электроэнергии может составлять 60 ГВт или более, что больше, чем требуется для обеспечения существующей энергии, предоставляемой всеми шотландскими топливными источниками в размере 157 ТВт·ч. [16] [18] [34]
Данные за 2002 год, используемые в качестве исходных данных в RSPB Scotland et al. (2006) для производства электроэнергии, следующие: газ (34%), нефть (28%), уголь (18%) и атомная энергия (17%), с возобновляемыми источниками энергии 3% (в основном гидроэлектроэнергия), до существенного роста производства ветровой энергии. [18] В январе 2006 года общая установленная электрическая генерирующая мощность от всех форм возобновляемой энергии составляла менее 2 ГВт, около одной пятой от общего производства электроэнергии . [16] Шотландия также имеет значительные объемы месторождений ископаемого топлива , включая значительные доказанные запасы нефти и газа [35] и 69% запасов угля в Великобритании. [17] Тем не менее, шотландское правительство поставило амбициозные цели по производству возобновляемой энергии.
Большая часть электроэнергии в Шотландии передается через Национальную энергосистему , при этом возобновляемые источники энергии Шотландии, таким образом, вносят вклад в производство электроэнергии Великобритании в целом. [36] К 2012 году более 40% электроэнергии Шотландии производилось из возобновляемых источников энергии, и Шотландия внесла почти 40% в производство возобновляемых источников энергии в Великобритании. В конце того года было 5801 мегаватт (МВт) установленной мощности возобновляемой электроэнергии, что на 20,95% (1005 МВт) больше, чем в конце 2011 года. Производство возобновляемой электроэнергии в 2012 году было рекордно высоким и составило 14 756 ГВт-ч — на 7,3% больше, чем в 2011 году, предыдущем рекордном году для производства возобновляемой электроэнергии. [37] В 2015 году Шотландия произвела 59% своего потребления электроэнергии за счет возобновляемых источников, превысив цель страны в 50% возобновляемой электроэнергии к тому году. [38]
В 2018 году Шотландия экспортировала более 28% вырабатываемой электроэнергии в остальную часть Великобритании. [6] К 2019 году выработка возобновляемой электроэнергии составила 30 528 ГВт-ч, более 90% валового потребления электроэнергии в Шотландии (33 914 ГВт-ч) и 21% от общего потребления энергии было произведено из возобновляемых источников, в то время как цели правительства Шотландии — 100% к 2020 году и 50% к 2030 году соответственно. [7] [39] В начале 2020 года в Шотландии было 11,8 гигаватт (ГВт) установленной мощности возобновляемой электроэнергии, что составляло примерно 25% от общей выработки возобновляемой электроэнергии в Великобритании (119 335 ГВт-ч). [4]
Согласно исследованию Scottish Renewables за 2013 год, отрасль возобновляемой энергии обеспечивает более 11 500 рабочих мест в Шотландии. [40] С 13,9 ГВт проектов возобновляемой энергии в стадии разработки, [41] сектор имеет потенциал для быстрого роста в ближайшие годы, создавая больше рабочих мест в регионе. Глазго, Файф и Эдинбург являются ключевыми центрами развития морской ветроэнергетики , а развивающиеся отрасли волновой и приливной энергетики сосредоточены вокруг Хайленда и островов. Создание рабочих мест в сельской местности поддерживается биоэнергетическими системами в таких областях, как Лохабер , Морей и Дамфрис и Галлоуэй . [42] Хотя финансирование некоторых проектов остается спекулятивным или зависит от рыночных стимулов, произошли значительные и, по всей вероятности, долгосрочные изменения в базовой экономике. [11] [12]
Важной причиной этого стремления является растущая международная обеспокоенность по поводу антропогенного изменения климата . Предложение Королевской комиссии по загрязнению окружающей среды о том, что выбросы углекислого газа должны быть сокращены на 60%, было включено в Белую книгу по энергетике правительства Великобритании 2003 года . [18] В Обзоре Стерна 2006 года предлагалось сокращение на 55% к 2030 году. [43] Недавние отчеты Межправительственной группы экспертов по изменению климата еще больше повысили значимость этой проблемы. [44] [45] [46]
По состоянию на 2007 год Шотландия имела 85% гидроэнергетических[обновлять] ресурсов Великобритании , [47] большая часть которых была разработана Советом по гидроэнергетике Северной Шотландии в 1950-х годах. «Совет по гидроэнергетике», который выдавал «энергию из долин», [48] тогда был национализированной отраслью, он был приватизирован в 1989 году и теперь является частью Scottish and Southern Energy plc . [49]
По состоянию на 2021 год [обновлять]установленная мощность составляет 1,67 ГВт, [50] это 88% от общей мощности Великобритании и включает в себя такие крупные разработки, как схема Бредалбейн мощностью 120 МВт [51] и система Таммел мощностью 245 МВт . [52] Несколько гидроэлектростанций Шотландии были построены для обеспечения электроэнергией алюминиевой промышленности. [49] Они были построены в нескольких «схемах» связанных станций, каждая из которых охватывала водосборный бассейн , в результате чего одна и та же вода может генерировать электроэнергию несколько раз по мере своего спуска. Многочисленные отдаленные участки были затоплены этими схемами, многие из крупнейших из которых включали прокладку туннелей через горы, а также перекрытие рек. [53] Эмма Вуд, автор исследования этих пионеров, описала людей, которые рисковали своими жизнями в этих предприятиях, как «туннельных тигров». [54] [55]
По оценкам, по состоянию на 2010 год [обновлять], еще около 1,2 ГВт мощности остаются доступными для эксплуатации, в основном в виде микро- и малых гидроэлектростанций [56], таких как в Нойдарте и Кингасси . [57] [58] В действительности экологические ограничения и тот факт, что наиболее легкодоступные водосборные площади уже эксплуатируются, делают маловероятным, что все 1,2 ГВт будут эксплуатироваться. [59] [ проверка не удалась ] Проект Глендо мощностью 100 МВт , который открылся в 2009 году, [60] стал первой крупномасштабной плотиной за почти пятьдесят лет. [61]
В апреле 2010 года было выдано разрешение на строительство четырех новых гидроэнергетических проектов общей мощностью 6,7 МВт в национальном парке Лох-Ломонд и Троссакс . [62] [63]
Также существует дополнительный потенциал для новых схем гидроаккумулирования , которые будут работать с прерывистыми источниками энергии, такими как ветер и волны. Эксплуатационные примеры включают 440 МВт Cruachan Dam и 300 МВт Falls of Foyers , [64] в то время как исследовательские работы для 1,5 ГВт схемы Coire Glas начались в начале 2023 года. [65] Эти схемы имеют основную цель - балансировать пиковые нагрузки на электросети. [d]
Ветроэнергетика является самой быстрорастущей технологией возобновляемой энергии в стране , с 8423 МВт установленной мощности по состоянию на 2018 год. [67] 7 августа 2016 года сочетание сильного ветра и низкого потребления привело к большему производству ветровой энергии (106%), чем потреблению. Шотландские ветряные турбины выработали 39 545 МВт·ч в течение 24 часов этой даты, в то время как потребление составило 37 202 МВт·ч. Это был первый случай, когда измерения были доступны для подтверждения этого факта. [68] [69] [70] Электроэнергии, вырабатываемой ветром в ноябре 2018 года, было достаточно для питания почти 6 миллионов домов, а производство ветра превысило общий спрос на электроэнергию в течение двадцати дней в течение этого месяца. Этот последний результат был описан экологической группой WWF Scotland как «действительно знаменательный». [71]
Цель на 2030 год, поставленная в 2023 году, заключалась в том, чтобы к 2030 году мощность морской ветроэнергетики составила 11 ГВт. Это означало бы увеличение морской ветроэнергетики на 400% и увеличение общей вырабатываемой ветроэнергетикой энергии на 60%. [32]
Ветряная электростанция Black Law с 54 турбинами имеет общую мощность 124 МВт. [72] Она расположена недалеко от Форта в Южном Ланаркшире и была построена на месте старой угольной шахты с первоначальной мощностью 97 МВт от 42 турбин. На ней работают семь постоянных сотрудников, и во время строительства было создано 200 рабочих мест. На втором этапе было установлено еще 12 турбин. Проект получил широкое признание за свой вклад в достижение экологических целей. [73] Крупнейшая в Соединенном Королевстве наземная ветряная электростанция (539 МВт) находится в Уайтли в Восточном Ренфрушире . [74]
Есть много других наземных ветровых электростанций , включая некоторые, такие как на острове Гига , которые находятся в собственности сообщества . Heritage Trust создал Gigha Renewable Energy для покупки и эксплуатации трех ветровых турбин Vestas V27. [75] Они были введены в эксплуатацию 21 января 2005 года и способны генерировать до 675 кВт электроэнергии, а прибыль реинвестируется в сообщество. [76] Остров Эйгг на Внутренних Гебридских островах не подключен к Национальной энергосистеме и имеет интегрированное возобновляемое энергоснабжение с ветровой, гидро- и солнечной энергией и аккумуляторными батареями, а также редко используемым резервным дизельным питанием. [77]
Иногда возникает проблема с размещением турбин, но исследования, как правило, показывают высокий уровень принятия ветровой энергии обществом. [78] [79] [80] [81] Разработчикам ветряных электростанций рекомендуется предлагать «фонды общественных благ», чтобы помочь устранить любые недостатки, с которыми сталкиваются люди, живущие рядом с ветряными электростанциями. [15] [82] Тем не менее, руководство по местному плану развития Дамфриса и Гэллоуэя приходит к выводу, что «некоторые районы считаются достигшими потенциала для развития из-за уже очевидных значительных кумулятивных эффектов». [83]
Ветряная электростанция Robin Rigg мощностью 180 МВт, завершенная в апреле 2010 года, является первой в Шотландии морской ветряной электростанцией , расположенной на песчаной отмели в заливе Солуэй-Ферт . [84] [85] Одиннадцать самых мощных в мире ветряных турбин ( Vestas V164 – 8,4 МВт каждая) расположены в Европейском центре развертывания морской ветроэнергетики у восточного побережья Абердиншира . [86]
По оценкам, потенциал ветроэнергетики на суше составляет 11,5 ГВт, что достаточно для производства 45 ТВт-ч энергии. Более чем в два раза больше этого количества на морских участках [18] , где средняя скорость ветра выше, чем на суше. [87] Общий потенциал ветроэнергетики на море оценивается в 25 ГВт, что, хотя и дороже в установке, может быть достаточным для производства почти половины всей потребляемой энергии. [18] Планы по использованию до 4,8 ГВт потенциала во внутренних заливах Морей-Ферт и Ферт-оф-Форт были объявлены в январе 2010 года. Компании Moray Offshore Renewables и SeaGreen Wind Energy получили контракты на разработку от Crown Estate в рамках общебританской инициативы. [88] [89] Также в 2010 году состоялись переговоры между шотландским правительством и норвежской компанией Statoil с целью разработки плавучей ветряной электростанции с 5 турбинами, которая, возможно, будет расположена у берегов Фрейзербурга . [90] В июле 2016 года Королевское общество защиты птиц (RSPB) выступило против развития заливов Ферт-оф-Форт и Ферт-оф-Тей. [91] [92]
Морская ветровая электростанция Moray East Offshore Wind Farm получила разрешение на разработку 1116 МВт в 2014 году от шотландского правительства. 103-й и последний кожух для проекта был установлен в декабре 2020 года. [93] [94] [95] Массив Hywind Scotland у побережья Питерхеда является первой в мире плавучей ветровой электростанцией. Он состоит из пяти турбин мощностью 6 МВт с диаметром ротора 154 м и призван продемонстрировать осуществимость более крупных систем этого типа. [96]
Начиная с 1970-х годов были разработаны различные системы, направленные на использование огромного потенциала волновой энергии у берегов Шотландии. [ требуется ссылка ] Ранние разработки волновой энергии были проведены под руководством Стивена Солтера в Эдинбургском университете на Эдинбургской утке, или утке Солтера , хотя она так и не была коммерциализирована.
Одной из первых волновых электростанций, подключенных к сети, был преобразователь энергии Islay LIMPET (Land Installed Marine Power Energy Transformer). Он был установлен на острове Айлей компанией Wavegen Ltd и открыт в 2001 году как первое в мире коммерческое волновое устройство. Однако в марте 2013 года новые владельцы Voith Hydro решили закрыть Wavegen, решив сосредоточиться на проектах приливной энергетики. [97] Проект Siadar Wave Energy был анонсирован в 2009 году. Эта система мощностью 4 МВт была запланирована npower Renewables и Wavegen для участка в 400 метрах от берега залива Сиадар в Льюисе . [98] Однако в июле 2011 года холдинговая компания RWE объявила о выходе из схемы, и Wavegen искала новых партнеров. [99]
Компания Ocean Power Delivery из Эдинбурга, позднее Pelamis Wave Power , разработала преобразователь энергии волн Pelamis в период с 1998 по 2014 год. Оба устройства P1 и P2 были испытаны в Европейском центре морской энергетики на Оркнейских островах [100] , а три машины P1 были установлены в Португалии на волновой ферме Агусадура в конце 2008 года [101] В 2009 году шведская энергетическая компания Vattenfall начала разработку волновой фермы Aegir у западного побережья Шетландских островов , которая должна была использовать устройства Pelamis, однако проект был отменен после того, как Pelamis перешла под управление администрации. [102]
После распада Pelamis и Aquamarine Power в 2014 году была создана Wave Energy Scotland для содействия развитию волновой энергии. Она была создана шотландским правительством как дочерняя компания Highlands and Islands Enterprise . [103] Однако, хотя в Шотландии «больше волновых и приливных устройств, чем где-либо еще в мире», коммерческое производство волновой энергии развивалось медленно. [104] В период с 2015 по 2022 год программы Wave Energy Scotland помогли профинансировать разработку и демонстрацию устройств частичного масштаба компаниями Mocean Energy и AWS Ocean Energy , которые затем были испытаны в EMEC. [105] Устройство Mocean было повторно развернуто в рамках их проекта Renewables for Subsea Power , обеспечивая электроэнергией более года для автономного мониторинга нефтегазовых проектов. [106]
В отличие от ветра и волн, приливная энергия является изначально предсказуемым источником, [107] и есть много мест вокруг Шотландии, где она может быть собрана для выработки электроэнергии. Пентленд-Ферт между Оркнейскими островами и материковой частью Шотландии был описан как « Саудовская Аравия приливной энергии» [108] и может быть способен генерировать до 10 ГВт, [20] хотя более поздняя оценка предполагает верхний предел в 1,9 ГВт. [109] В марте 2010 года в общей сложности десять участков в этом районе, способных обеспечить установленную мощность 1,2 ГВт приливной и волновой генерации, были сданы в аренду Crown Estate. [110] Несколько других приливных участков со значительным потенциалом существуют на архипелаге Оркнейских островов. [111] Приливные гонки на западном побережье в Кайлерхеа между Скаем и Лохалшем , Серый Пес к северу от Скарбы , Дорус Мор у Кринана и залив Корриврекан также предлагают значительные перспективы. [20]
«Первый в мире общественный приливной генератор» начал работать в заливе Блюмулл у Йелла, Шетландские острова, в начале 2014 года. Это устройство Nova Innovation мощностью 30 кВт питало местную сеть, [112] [113] и было заменено приливной турбиной мощностью 100 кВт, подключенной в августе 2016 года. [114] Массив был расширен до шести турбин в январе 2023 года, [115] хотя три самые старые турбины были демонтированы несколько месяцев спустя. [116]
На противоположном конце страны в отчете консультантов 2010 года о возможности схемы, включающей строительство плотины Солвей, возможно, к югу от Аннана , был сделан вывод о том, что планы «будут дорогими и экологически чувствительными». [117] В 2013 году была предложена альтернативная схема с использованием спектрального преобразователя морской энергии VerdErg Renewable Energy для плана, включающего использование моста вдоль маршрута заброшенной железнодорожной линии между Аннаном и Боунесс-он-Совей . [118]
В октябре 2010 года MeyGen , консорциум Morgan Stanley , Atlantis Resources Corporation и International Power , получил 25-летнюю операционную аренду от Crown Estate на проект приливной электростанции мощностью 400 МВт в заливе Пентленд-Ферт . [119] В сентябре 2013 года шотландское правительство выдало Meygen разрешение на начало «крупнейшего проекта приливной энергетики в Европе», и застройщик объявил об установке демонстрационного проекта мощностью 9 МВт из шести турбин, расширяясь до приливной решетки мощностью 86 МВт. [120] Коммерческое производство началось в ноябре 2016 года, и четыре турбины Фазы 1 были установлены к февралю 2017 года. [121] Текущие владельцы SIMEC Atlantis Energy (SAE) намерены развивать площадку MeyGen до ее текущей мощности сети в 252 МВт. [122] [123] В 2022 и 2023 годах SAE получила контракты на поставку 28 МВт и 22 МВт электроэнергии, которые пойдут на финансирование следующего этапа развития проекта. [124]
Шотландские разработчики приливных установок Nova Innovation и Orbital Marine Power получили по 20 млн евро финансирования Horizon Europe в 2023 году на разработку приливных установок в Шотландии. Nova планирует установить 16 турбин общей мощностью 4 МВт на Оркнейских островах, а Orbital планирует установить четыре турбины O2 общей мощностью 9,6 МВт. [125]
Были проведены различные мелкомасштабные эксперименты с биотопливом . Например, в 2021 году British Airways осуществила демонстрационный полет на 35% авиационного биотоплива из Лондона в Глазго. [126] Некоторые говорят, что устойчивое авиационное топливо (не обязательно биотопливо) для Великобритании должно производиться в Шотландии из-за высокой доли возобновляемой энергии. [127] Из-за относительно короткого вегетационного периода для сахаропроизводящих культур этанол не производится в коммерческих целях в качестве топлива. [128]
Биогаз , или свалочный газ , представляет собой биотопливо, произведенное на промежуточной стадии анаэробного сбраживания, состоящее в основном из 45–90% биологически произведенного метана и углекислого газа. В 2007 году в Сторновее на Западных островах была введена в эксплуатацию установка термофильного анаэробного сбраживания . Шотландское агентство по охране окружающей среды (SEPA) установило стандарт дигестата для облегчения использования твердых продуктов из дигесторов на суше. [129]
Было признано, что биогаз (в основном метан), получаемый в результате анаэробного сбраживания органического вещества, является потенциально ценным и плодовитым сырьем. По [обновлять]оценкам, в 2006 году из сельскохозяйственных отходов можно было бы получить 0,4 ГВт генерирующей мощности. [18] У полигонов есть потенциал для дополнительных 0,07 ГВт [18], при этом такие полигоны, как свалка Avondale в Фолкерке, уже используют свой потенциал. [130]
В отчете 2007 года сделан вывод о том, что древесное топливо превзошло гидроэлектроэнергию и ветер как крупнейший потенциальный источник возобновляемой энергии. Леса Шотландии, которые составляли 60% ресурсной базы Великобритании, [131] по прогнозам могли бы обеспечить до 1 миллиона тонн древесного топлива в год. [132] Прогнозировалось, что поставки энергии из биомассы достигнут 450 МВт или выше (в основном из древесины), при этом электростанциям потребуется 4500–5000 тонн высушенной печи в год на мегаватт генерирующей мощности. [131] Однако в отчете Комиссии по лесному хозяйству и правительства Шотландии за 2011 год сделан вывод о том, что: «...нет возможности поддерживать дальнейшие крупномасштабные электростанции по производству биомассы из отечественного древесного волокна». [133] План по строительству в Эдинбурге завода по производству биомассы мощностью 200 МВт, который бы импортировал 83% своей древесины, [134] был отозван Forth Energy в 2012 году [135], но энергетическая компания E.ON построила электростанцию на биомассе мощностью 44 МВт в Локерби, используя местные культуры. [136] В статье 2007 года Renew Scotland утверждалось, что автоматические котлы на древесных гранулах могут быть такими же удобными в использовании, как и обычные системы центрального отопления. Эти котлы могут быть дешевле в эксплуатации и, используя древесное топливо местного производства, могут попытаться быть максимально нейтральными по выбросам углерода, используя мало энергии для транспортировки. [132]
Также существует местный потенциал для энергетических культур, таких как ива с коротким оборотом или тополь , энергетическая трава мискантус , сельскохозяйственные отходы, такие как солома и навоз, а также отходы лесного хозяйства. [132] [137] Эти культуры могут обеспечить 0,8 ГВт генерирующей мощности. [18]
В Лервике , Шетландские острова, успешно функционирует мусоросжигательный завод , который сжигает 22 000 тонн (24 250 тонн) отходов каждый год и обеспечивает централизованное теплоснабжение более 600 клиентов. [138] Хотя такие заводы генерируют выбросы углерода за счет сжигания биологического материала и пластиковых отходов (которые получаются из ископаемого топлива), они также уменьшают ущерб, наносимый атмосфере от образования метана на свалках. Это гораздо более разрушительный парниковый газ, чем углекислый газ, который образуется в процессе сжигания, хотя другие системы, не включающие централизованное теплоснабжение, могут иметь аналогичный углеродный след, как и простая деградация свалок. [139]
Солнечная радиация имеет ярко выраженную сезонность в Шотландии из-за ее широты. В 2015 году солнечные фотоэлектрические системы внесли 0,2% в конечное потребление энергии в Шотландии. В сценарии 100% возобновляемых источников энергии к 2050 году предполагается, что солнечные фотоэлектрические системы будут обеспечивать 7% электроэнергии. [141] Практический ресурс Великобритании оценивается в 7,2 ТВт-ч в год. [21]
Несмотря на относительно низкий уровень солнечных часов в Шотландии, [142] солнечные тепловые панели могут работать эффективно, поскольку они способны производить горячую воду даже в пасмурную погоду. [143] [144] Технология была разработана в 1970-х годах и хорошо зарекомендовала себя у различных установщиков; например, компания AES Solar из Форреса поставила панели для здания шотландского парламента . [145]
В 2022 году мощность солнечной энергетики в Шотландии достигла 420 МВт. [146] С 2022 года государственные субсидии стали доступны домохозяйствам с низким доходом для установки солнечных электростанций. [147]
Геотермальная энергия получается из тепловой энергии, вырабатываемой и хранящейся в Земле. Наиболее распространенная форма геотермальных энергетических систем в Шотландии обеспечивает отопление с помощью геотермального теплового насоса . Эти устройства передают энергию из теплового резервуара Земли на поверхность через неглубокие трубы, используя теплообменник. Геотермальные тепловые насосы обычно достигают коэффициента полезного действия от 3 до 4, [148] что означает, что на каждую единицу энергии выводится 3–4 единицы полезной тепловой энергии. Углеродоемкость этой энергии зависит от углеродоемкости электроэнергии, питающей насос.
Стоимость установки может варьироваться от 7000 до 10 000 фунтов стерлингов, а гранты могут быть доступны по инициативе CARES, реализуемой Local Energy Scotland . [149] Из этого источника ежегодно доступно до 7,6 ТВт-ч энергии. [23]
Также изучаются геотермальные системы шахтной воды, использующие постоянную температуру окружающей среды земли для повышения температуры воды для отопления путем ее циркуляции через неиспользуемые шахтные каналы. Вода, как правило, требует дальнейшего нагрева, чтобы достичь пригодной температуры. Примером может служить проект Glenalmond Street в Шеттлстоне , который использует комбинацию солнечной и геотермальной энергии для отопления 16 домов. Вода в угольной шахте на глубине 100 метров (328 футов) под землей нагревается геотермальной энергией и поддерживается при температуре около 12 °C (54 °F ) в течение всего года. Нагретая вода поднимается и проходит через тепловой насос, повышая температуру до 55 °C (131 °F), а затем распределяется по домам, обеспечивая отопление радиаторов. [150]
Также существует потенциал для производства геотермальной энергии из выведенных из эксплуатации месторождений нефти и газа. [151]
Очевидно, что если выбросы углерода должны быть сокращены, потребуется сочетание увеличения производства из возобновляемых источников энергии и снижения потребления энергии в целом и ископаемого топлива в частности. [152] Партнерство в области энергетических технологий обеспечивает мост между академическими исследованиями в энергетическом секторе и промышленностью и нацелено на перевод исследований в экономическое воздействие. [153] Хотя Торнесс также является низкоуглеродной, единственная атомная электростанция должна быть закрыта в 2028 году, и ни одна новая атомная электростанция в Шотландии не будет построена из-за противодействия шотландского правительства. [154]
Модели спроса меняются с появлением электромобилей и необходимостью декарбонизации тепла. [155] Правительство Шотландии исследовало различные сценарии энергоснабжения в 2050 году, и в одном из них под названием «Электрическое будущее» «хранение электроэнергии широко интегрировано во всей системе», а «парк электромобилей работает как огромное распределенное хранилище энергии, способное поддерживать местный и национальный энергетический баланс», а «более эффективная изоляция зданий означает, что внутренний спрос на энергию значительно снизился». [156]
В 2007 году Scottish and Southern Energy plc совместно с Университетом Стратклайда начали реализацию «Региональной энергетической зоны» на Оркнейском архипелаге. Эта новаторская схема (которая может быть первой в своем роде в мире) включает «активное управление сетью», которое позволит лучше использовать существующую инфраструктуру и позволит вывести в сеть еще 15 МВт новой «негарантированной генерации» из возобновляемых источников. [157] [158] [ требуется обновление ]
В январе 2009 года правительство объявило о запуске «Морского пространственного плана» для картирования потенциала побережья залива Пентленд-Ферт и Оркнейских островов и согласилось принять участие в рабочей группе, изучающей варианты морской сети для соединения проектов возобновляемой энергии в Северном море с береговыми национальными сетями. [159] Потенциал такой схемы был описан как включающий в себя работу в качестве « батареи 30 ГВт для чистой энергии Европы». [160] [ требуется обновление ]
В августе 2013 года Scottish Hydro Electric Power Distribution подключила литий-ионную батарею мощностью 2 МВт на электростанции Kirkwall . Это была первая в Великобритании крупномасштабная батарея, подключенная к местной распределительной сети электроэнергии. [161] Разрабатываются и другие инициативы по управлению спросом. Например, Sunamp, компания из Восточного Лотиана , получила инвестиции в размере 4,5 млн фунтов стерлингов в 2020 году для разработки своего теплоаккумулятора, который хранит энергию, которую затем можно использовать для нагрева воды. [162] Батарея мощностью 50 МВт/100 МВт-ч строится в Уишоу недалеко от Глазго, [163] а батарея мощностью 50 МВт начнет работу в 2023 году. [164]
Было предложено установить более тесную связь для продажи большего количества электроэнергии в Англию, но это может оказаться нежизнеспособным, если в Великобритании будет введено узловое ценообразование на электроэнергию . [165] Норвегия до сих пор отказывалась от соединительной линии Шотландия-Норвегия .
Также известная как улавливание и хранение углерода , эта технология включает хранение углекислого газа (CO2 ) , который является побочным продуктом промышленных процессов, путем его закачки в нефтяные месторождения. Это не форма производства возобновляемой энергии, но это может быть способом значительного снижения воздействия ископаемого топлива, пока возобновляемые источники энергии коммерциализируются. Технология была успешно опробована в Норвегии . [166] Пока в Шотландии нет проектов коммерческого масштаба, хотя в 2020 году правительство Великобритании выделило 800 миллионов фунтов стерлингов на попытку создания кластеров секвестрации углерода к 2030 году, направленных на улавливание выбросов углекислого газа от тяжелой промышленности. [167]
Хотя водород предлагает значительный потенциал в качестве альтернативы углеводородам в качестве носителя энергии, ни сам водород, ни связанные с ним технологии топливных элементов не являются источниками энергии сами по себе. Тем не менее, сочетание возобновляемых технологий и водорода представляет значительный интерес для тех, кто ищет альтернативы ископаемому топливу . [168] В этом исследовании участвует ряд шотландских проектов, поддерживаемых Шотландской ассоциацией водорода и топливных элементов (SHFCA). [169]
Проект PURE на острове Анст в Шетландских островах — это учебный и исследовательский центр, который использует комбинацию обильных запасов энергии ветра и топливных элементов для создания ветровой водородной системы. Две турбины мощностью 15 кВт прикреплены к топливному элементу «Hypod», который, в свою очередь, обеспечивает питание для систем отопления, создания запаса жидкого водорода и инновационного автомобиля на топливных элементах. Проект принадлежит сообществу и является частью партнерства Анст, траста развития сообщества . [170]
В июле 2008 года SHFCA объявила о планах по «водородному коридору» от Абердина до Питерхеда. Предложение включает в себя движение автобусов на водородном топливе по A 90 и поддерживается Советом Абердиншира и Королевской почтой . [171] Экономика и практическое применение водородных транспортных средств изучаются , в частности, Университетом Глазго . [172] В 2015 году город Абердин стал местом первой в Великобритании станции по производству водорода и заправке автобусов [173], а совет объявил о покупке еще 10 водородных автобусов в 2020 году. [174] «Водородный офис» в Метиле стремится продемонстрировать преимущества повышения энергоэффективности и возобновляемых и водородных энергетических систем. [175]
В отчете о состоянии производства водорода на Шетландских островах, опубликованном в сентябре 2020 года, говорится, что Совет Шетландских островов (SIC) «присоединился к ряду организаций и проектов для продвижения планов по использованию водорода в качестве будущего источника энергии для островов и за их пределами». Например, он был членом Шотландской ассоциации водородных топливных элементов (SHFCA). Проект Orion, призванный создать энергетический центр, планировал использовать чистую электроэнергию для разработки «новых технологий, таких как генерация синего и зеленого водорода». [176]
Производство водорода методом электролиза было в самом разгаре в начале 2021 года на Оркнейских островах , где чистые источники энергии (ветер, волны, приливы) производили избыточное электричество, которое можно было использовать для создания водорода, который можно было бы хранить до тех пор, пока он не понадобится. [177] В ноябре 2019 года представитель Европейского центра морской энергии (EMEC) сделал такой комментарий: «Сейчас мы смотрим в сторону развития водородной экономики на Оркнейских островах». [178] В конце 2020 года был составлен план по испытанию здесь первого в мире парома на водородном топливе. В одном из отчетов говорилось, что «если все пойдет хорошо, водородные паромы могут ходить между островами Оркнейских островов в течение шести месяцев». [179] [180] К тому времени в аэропорту Киркволла уже разрабатывался план по добавлению системы двигателей внутреннего сгорания на водороде в систему отопления, чтобы сократить значительные выбросы, которые создавались при использовании старых технологий, которые обогревали здания и воду. Это было частью плана, разработанного шотландским правительством для Хайленда и островов, «чтобы стать первым в мире регионом с нулевым уровнем выбросов авиации к 2040 году». [181]
В декабре 2020 года шотландское правительство опубликовало заявление о политике в отношении водорода с планами по включению синего и зеленого водорода для использования в отоплении, транспорте и промышленности. [182] Шотландское правительство также запланировало инвестиции в размере 100 миллионов фунтов стерлингов в сектор водорода «для Фонда новых энергетических технологий стоимостью 180 миллионов фунтов стерлингов». [183] Совет Шетландских островов планировал получить дополнительные сведения о наличии финансирования. Правительство уже согласилось с тем, что производство «зеленого» водорода из энергии ветра вблизи терминала Саллом-Во является допустимым планом. В обновлении от декабря 2020 года говорилось, что «обширный терминал также может использоваться для прямой заправки судов, работающих на водороде», и предполагалось, что четвертый причал в Саллом-Во «может быть пригоден для экспорта аммиака». [184]
Важной особенностью возобновляемого потенциала Шотландии является то, что ресурсы в значительной степени удалены от основных центров населения. Это ни в коем случае не совпадение. Сила ветра, волн и приливов на северном и западном побережьях, а также гидроэнергетика в горах создают драматические пейзажи, но иногда и суровые условия жизни. [185]
Это географическое и климатическое стечение обстоятельств создало различные противоречия. Очевидно, что существует существенная разница между небольшим по размеру предприятием по производству возобновляемой энергии, которое обеспечивает островное сообщество всеми его энергетическими потребностями, и промышленной электростанцией в том же месте, которая предназначена для экспорта электроэнергии в отдаленные городские районы. Таким образом, планы по строительству одной из крупнейших в мире наземных ветряных электростанций на Гебридском острове Льюис вызвали значительные дебаты. [186] Связанная с этим проблема — высоковольтная линия электропередачи Beauly–Denny , которая доставляет электроэнергию от проектов по производству возобновляемой энергии на севере и западе в города на юге. [14] Вопрос был вынесен на публичное расследование и был описан Яном Джонстоном из The Scotsman как «битва, в которой экологи сражаются с защитниками природы, а гигантские энергетические компании — с аристократическими землевладельцами и вождями кланов ». [187] В январе 2010 года Джим Мазер , министр энергетики, объявил, что проект будет реализован, несмотря на более чем 18 000 полученных возражений. [188] 53 км линии 132 кВ внутри парка были демонтированы и не заменены. [189] Линия Бьюли – Денни была включена в электроснабжение к Рождеству 2015 года. [190]
Существует значительная поддержка энергетических проектов в масштабах сообщества. [191] Например, Алекс Салмонд , тогдашний первый министр Шотландии , заявил, что «мы можем мыслить масштабно, реализуя малое» и стремился иметь «миллион шотландских домохозяйств с доступом к собственной или общественной возобновляемой генерации в течение десяти лет». [108] Фонд Джона Мьюира также заявил, что «лучшие варианты возобновляемой энергии вокруг диких земель — это небольшие, чувствительные и прилегающие к сообществам, которые получают от них прямую выгоду», [192] хотя даже схемы, принадлежащие сообществу, могут оказаться спорными. [193]
Связанный вопрос — положение Шотландии в Соединенном Королевстве. Утверждалось [ кто? ] , что структуры ценообразования на передачу электроэнергии в Великобритании утяжелены против развития возобновляемых источников энергии, [194] [195] [196] спор, который подчеркивает контраст между малонаселенным севером Шотландии и высокоурбанизированными югом и востоком Англии. Хотя экологические следы Шотландии и Англии схожи, связь между этим следом и биоемкостью соответствующих стран не такая. Биоемкость Шотландии (мера биологически продуктивной площади) составляет 4,52 глобальных гектара (гга) на душу населения, что примерно на 15% меньше текущего экологического эффекта. [197] Другими словами, при сокращении потребления на 15% шотландское население могло бы жить в пределах производительной способности земли, чтобы поддерживать их. Однако экологический след Великобритании более чем в три раза превышает биоемкость, которая составляет всего 1,6 гга, что является одним из самых низких показателей в Европе. [198] [199] Таким образом, чтобы достичь той же цели в условиях Великобритании, потребление пришлось бы сократить примерно на 66%.
Экономика развитого мира очень зависит от ископаемого топлива «из точечных источников». Шотландия, как относительно малонаселенная страна со значительными возобновляемыми ресурсами, находится в уникальном положении, чтобы продемонстрировать, как можно осуществить переход к низкоуглеродной, широко распределенной энергетической экономике. Необходимо будет найти баланс между поддержкой этого перехода и обеспечением экспорта в экономики густонаселенных регионов в Центральном поясе и других местах, поскольку они ищут свои собственные решения. Напряжение между местными и национальными потребностями в шотландском контексте может, таким образом, также проявиться на более широкой сцене Великобритании и Европы. [200]
Растущая обеспокоенность в стране относительно пика добычи нефти и изменения климата выдвинула тему возобновляемой энергии на первое место в политической повестке дня. Для развития потенциала были созданы различные государственные органы и государственно-частные партнерства. Форум по развитию возобновляемой энергии в Шотландии (FREDS) — это партнерство между промышленностью, академическими кругами и правительством, направленное на то, чтобы Шотландия могла извлечь выгоду из своих возобновляемых источников энергии. Форум по возобновляемым источникам энергии Шотландии — важная посредническая организация для отрасли, проводящая ежегодную церемонию вручения наград Green Energy Awards . Community Energy Scotland предоставляет консультации, финансирование и финансы для проектов в области возобновляемой энергии, разработанных общественными группами. Aberdeen Renewable Energy Group (AREG) — это государственно-частное партнерство, созданное для выявления и продвижения возможностей возобновляемой энергии для предприятий на северо-востоке. [201] В 2009 году AREG сформировала альянс с North Scotland Industries Group, чтобы помочь продвинуть Север Шотландии как «международный центр возобновляемой энергии». [202]
Комиссия по лесному хозяйству активно продвигает потенциал биомассы. Группа Climate Change Business Delivery Group стремится стать способом для бизнеса обмениваться передовым опытом и решать проблемы изменения климата. Многочисленные университеты играют свою роль в поддержке энергетических исследований в рамках программы Supergen, включая исследования топливных элементов в Сент-Эндрюсе , морские технологии в Эдинбурге , распределенные энергосистемы в Стратклайде [136] и биомассовые культуры в Оркнейском колледже Института тысячелетия UHI . [203]
В 2010 году студенческие фестивали первокурсников Scotcampus, проходившие в Эдинбурге и Глазго, полностью обеспечивались возобновляемой энергией в целях повышения осведомленности среди молодежи. [204]
В июле 2009 года Друзья Земли , Королевское общество защиты птиц , Всемирное движение развития и Всемирный фонд дикой природы опубликовали исследование под названием «Возобновленная сила Шотландии». В этом исследовании утверждалось, что страна могла бы удовлетворить все свои потребности в электроэнергии к 2030 году без необходимости использования ядерных или работающих на ископаемом топливе установок. [205] В 2013 году энергетическое исследование YouGov пришло к выводу, что:
Новое исследование YouGov для Scottish Renewables показывает, что шотландцы в два раза чаще отдают предпочтение ветровой энергии, чем ядерной или сланцевому газу. Более шести из десяти (62%) человек в Шотландии говорят, что они поддержали бы крупномасштабные ветровые проекты в своем районе, что более чем вдвое превышает число тех, кто сказал, что они в целом поддерживают сланцевый газ (24%), и почти вдвое больше, чем ядерную энергию (32%). Гидроэнергетика является самым популярным источником энергии для крупномасштабных проектов в Шотландии, причем подавляющее большинство (80%) высказалось за. [78]
Энергетические планы шотландского правительства предусматривают, что 100% потребляемой электроэнергии будет вырабатываться за счет возобновляемых источников, а к 2030 году половина общего потребления энергии (включая тепло и транспорт) будет покрываться за счет возобновляемых источников. [206]
Энергетическая политика в Шотландии является « зарезервированным » вопросом, т.е. ответственность за него лежит на правительстве Великобритании. Бывший первый министр Шотландии и лидер ШНП Никола Стерджен обвинила их в «полном отсутствии видения и амбиций в отношении энергетических технологий будущего» и сравнила это со своей точкой зрения, что шотландское правительство «уже является мировым лидером» в решении этого вопроса. [207] Во время референдума о независимости Шотландии в 2014 году энергетические ресурсы Шотландии были важной темой, [208] и, вероятно, станут таковыми снова, если будет еще один референдум о независимости . [209] Шотландская партия зеленых решительно поддерживает «низкоуглеродную энергию для всех». [210]
Шотландские лейбористы (являющиеся частью Лейбористской партии Великобритании ) также поддерживают то, что они называют «зеленой промышленной революцией». [211] Политика партии шотландских консерваторов (являющихся отделением Консервативной партии Великобритании ) направлена на то, чтобы «к 2030 году 50 процентов энергии в Шотландии поступало из возобновляемых источников». Они также поддерживают дополнительное производство ядерной энергии, [212] против чего выступает правительство Шотландской национальной партии. [213] Шотландские либеральные демократы «привержены тому, чтобы 100% шотландской электроэнергии поступало из возобновляемых источников». [214]
Конференция Организации Объединенных Наций по изменению климата 2021 года (КС-26) проходила в Глазго с 1 по 12 ноября 2021 года под председательством Соединенного Королевства . [215]
Глобальный
.jpg/1280px-European_Offshore_Wind_Deployment_Centre_(from_Newburgh_beach).jpg)
{{cite web}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка ){{cite web}}: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка ){{cite web}}: CS1 maint: бот: исходный статус URL неизвестен ( ссылка )Оркнейские острова начали планировать свою экономику на основе водорода в 2016 г.
Это экономика, основанная на электролизе воды, процессе, который подпитывается обильными поставками ветровых возобновляемых источников энергии на побережье Оркнейских островов и вокруг него.