Эта особенность делает ее очень своеобразным продуктом, для которого особое значение имеет баланс между производством и потреблением.
Примечательно ДТЭК начинает строительство первой очереди Тилигульской ВЭС
Решить эту проблему могут системы накопления энергии (СНЭ). Их можно сравнить со стриминговыми сервисами. Если раньше телевидение было доступно только в прямом эфире, то теперь мы можем выбирать время просмотра. Точно так же и с электроэнергией. СНЭ позволяют потреблять электроэнергию тогда, когда в этом есть потребность, а не тогда, когда ее выработали. Помимо функции хранения, стоит подчеркнуть еще одно преимущество СНЭ – возможность мгновенно регулировать частоту сети. Это важно для обеспечения стабильного качества электроэнергии.
Мировой опыт использования СНЭ
СНЭ – новая технология, которая активно развивается во всем мире. Каждая страна по-своему регулирует и адаптирует использование СНЭ в соответствии со своими реалиями.
Соединенные Штаты Америки
США являются рынком номер один в сфере СНЭ и давно входят в так называемый «100 MW Club» – страны, где устанавливают системы накопления энергии больше, чем 100 мегаватт-часов. Рынок Соединенных Штатов сильно зарегулирован. Такая особенность дает возможность вертикально интегрированным энергокомпаниям легче принимать долгосрочные инвестиционные решения.
Европа
Европейский рынок более демократичен и не так ограничен, как рынок США. Он допускает участие различных игроков. В рынке могут участвовать генерирующие компании, распределяющие компании, компании, которые предоставляют вспомогательные услуги, домохозяйства. Основная модель экономической деятельности СНЭ на европейском рынке – это участие на рынке вспомогательных услуг и предоставление услуг по регулированию отклонений частоты и мощности для того, чтобы оператор мог поддерживать нужные параметры надежности и качества электроэнергии в сети. Вторым ключевым видом деятельности СНЭ в Европе является работа в связке с генерацией из возобновляемых источников энергии (ВИЭ). Такие объединенные системы служат для выравнивания неравномерных графиков генерации из ВИЭ и распространены в Португалии, Испании, Италии.
По данным Clean Horizon Consulting, состоянием на апрель 2020 г. в Европе лидируют: Великобритания с объемом 850 МВт установленной мощности и 1894 МВт анонсированной мощности; Германия – 428 МВт и 109 МВт; Франция – 137 МВт и 248 МВт соответственно. В Венгрии, Чехии, Сербии, Словакии и Польше рынок накопления только начинает набирать обороты, но в этих странах уже существуют правила присоединения подобных систем к сети и механизмы вознаграждения экономического участия СНЭ на рынке электроэнергии.
35 европейских стран объединены в единую сеть ENTSO-E (Energy Network Transmission Services Operator). Трансграничные отношения в общеевропейской сети урегулированы директивами ENTSO-E. В то же время каждая страна имеет свои особенности функционирования рынка. Важно подчеркнуть, что эти особенности отображены во внутренних нормативно-правовых актах и, при этом, не противоречат общим правилам европейской системы. В целях способствования развитию рынка, каждая страна самостоятельно выбирает свой путь развития, механизмы поддержки, стимулирования и гарантии для обеспечения инвестиционной привлекательности проектов строительства новых СНЭ.
На рынке электроэнергии России промышленных инсталляций нет, но ведется активная деятельность по внесению необходимых изменений в законодательную базу.
Азия
Среди стран Азии, Южная Корея – лидер по количеству инсталляций как домашних систем, так и систем grid scale (системы промышленного масштаба). Одним из факторов, который способствовал быстрому развитию СНЭ в Корее, стало введение на государственном уровне правила, обязывающего оснащать все общественные здания системой накопления. Китай занимает лидирующие позиции по производству систем накопления. В Японии популярны домашние системы накопления. Это связано, в первую очередь, с большим количеством природных катаклизмов и стремлением людей себя обезопасить.
Австралия
В Австралии огромный и стремительно развивающийся рынок СНЭ. Внедрение систем накопления привело к значительным изменениям на энергетическом рынке, обеспечив возможность интеграции возобновляемых источников энергии.
СНЭ как элемент обеспечения гибкости сети
С появлением ВИЭ и просьюмеров (те, кто сами генерируют для себя электроэнергию) в системе возникла большая волатильность (изменчивость). Чем больше волатильность, тем более гибкой должна быть система. Для любой энергосистемы важны два показателя: адекватность и гибкость. Адекватность – показатель имеющихся генерирующих мощностей и их возможности удовлетворить спрос. Гибкость – это способность быстро менять мощность так, чтобы отвечать возросшему потреблению, или возможность изменять потребление так, чтобы оно соответствовало мощности. Проблема энергосистемы Украины – это ее негибкость. Основную нагрузку в Украине несут тепловые и атомные станции.
В мировой практике существует четыре способа обеспечения гибкости энергосистемы:
Интерконнекторы-перетоки с другими странами
В Европе система интерконнекторов-перетоков составляет основу общеевропейской сети ENTSO-E. Ее участники помогают балансировать энергосистему. Со времен СССР у Украины остался интерконнектор с Россией и Беларусью, но Украина планирует отсоединиться от этого перетока и присоединиться к сети ENTSO-E.
Demand response management
Demand response management (DRM) – это управление нагрузкой. В странах, где работает DRM, потребитель (или промышленный объект) получает оплату за изменение графика потребления электроэнергии.
Маневренная генерация
Маневренная генерация предполагает использование газовых турбин или газо-поршневых агрегатов (ГПА) для балансирования системы.
Системы накопления энергии
Существуют различные технологии систем накопления энергии, такие как механические, электро-химические, электрические, химические и термальные. Наиболее распространенные из них – механические и электро-химические. К механическим относятся решения для гидро-аккумулирующих электростанций, но они могут быть применены только на определенных географических ландшафтах. Наиболее широко используемой и зрелой технологией для СНЭ электро-химического типа являются литий-ионные батареи. Именно по этой причине ДТЭК остановил свой выбор на этой технологии.
Система накопления энергии промышленного масштаба / Фото ДТЭК
В чем преимущество литий-ионных систем накопления энергии?
Литий-ионные батареи углеродно-нейтральны (в отличие от ГПА и турбин) и универсальны. Батарея может предоставлять несколько услуг и работать одновременно на нескольких рынках, что максимизирует доходную часть и инвестиционную привлекательность проекта. Батареи обеспечивают самую высокую маневренность при высокой скорости набора и разгрузке мощности. Никакой другой вид ресурсного объекта в энергосистеме на это не способен.
Единственный недостаток – высокая стоимость. Но мы видим существенное снижение цен на СНЭ (за последние 10 лет стоимость за МВт*ч упала на 89%), и эта тенденция будет продолжаться. Схожая ситуация ранее наблюдалась на рынке солнечных панелей.
Перспективы развития СНЭ в Украине
Важным шагом для полноценного участия СНЭ в энергетическом рынке Украине является формирование регуляторной среды. Сейчас идет работа над законопроектом №2582, который вносит изменения в Закон "О рынке электроэнергии". В случае принятия данный законопроект позволит ввести для систем накопления энергии отдельный статус. На данный момент в Украине предусмотрено только два класса объектов: генерация и потребление, а СНЭ совмещает в себе обе эти функции. Эти изменения важны для введения СНЭ в рынок с целью балансирования работы энергосистем и повышения стабильности работы сети.
Пока все изменения не будут приняты, система накопления может быть подключена либо как объект генерации, либо как объект потребления. Такие условия не позволят построить привлекательный инвестиционный проект.
В Украине есть большой интерес к системам накопления. В июле 2020 года ДТЭК подписал контракт с американской компанией Honeywell на поставку литий-ионной СНЭ мощностью 1 МВт и емкостью 2.25 МВт⋅ч. Она уже доставлена в Украину, сейчас идет её подключение. Это будет первая в Украине система накопления энергии промышленного масштаба, которая станет пилотным проектом ДТЭК по наработке оптимальных моделей работы на различных сегментах энергетического рынка страны.
ДТЭК готовит к запуску первую в Украине систему накопления энергии промышленного масштаба / Фото ДТЭК
Кроме того, запуск проекта будет способствовать гибкости системы и поможет стране синхронизироваться с европейской энергосистемой ENTSO-Е. Это, в свою очередь, позволит малым и крупным игрокам участвовать в европейском рынке. ДТЭК поддерживает развитие конкурентной среды – такие условия способствуют улучшению качества предоставляемых услуг, повышению безопасности, надежности и гибкости сети. Гибкость сети позволит ускорить переход к зеленым источникам энергии и содействовать декарбонизации.