Homework для «зеленої» енергетики

Перехід на ВДЕ вже не сприймається світом, як малоокупна соціальна місія заради збереження чистоти довкілля. Розвиток технологій, інноваційні рішення та значне здешевлення виводить зелену енергетику на комерційну основу. Галузь вбудовується у технологічні плани розвитку індустрій, які раніше базувались на вуглеводнях.

У глобальних планах Єврокомісії довести частку всієї відновлюваної енергії у 2050 році до половини європейського енергобалансу.

Чеський  експерт з енергетики, кандидат технічних наук Зденек Пістора досліджує тему кілька років. Він зазначає, що технічні питання пов'язані з виробництвом енергії з ВДЕ успішно вирішуються: промислова вітрогенерацію активно нарощує встановлену потужність агрегатів, підійматися ККД сонячних батарей, але зараз на перший план виходять нові задачі.

Експерт вважає, що частина активістів екологічних рухів не до кінця розуміє, що 1 МВт·год з сонця або вітру не те ж саме, що 1 МВт·год з атома або вугілля. Енергетики поки не можуть повністю замінити одне на інше.

«Задача -  забезпечити можливості використовувати дану потужність в момент, коли вона потрібна. У випадку з ВДЕ це, на жаль, не можливо, адже їх виробництво залежить від природи і не підконтрольне диспетчерським бажанням людини», - пояснює Пістора.

Країни, що активно розвивають «зелену» генерацію вирішують зараз питання технічного і економічного плану, про які раніше не замислювалися. Зденек Пістора розказав про основні світові тренди у розвитку зеленої економіки.

Змінюється роль споживачів - від Consumers до Prosumers

Локальні енергосистеми набувають у світі   звичайного явища. Розвивається клас просумерів.  Це коли дрібний чи середній споживач встановлює у себе невелику електростанцію, наприклад, сонячні батареї, які повністю або частково покривають його споживання. Одночасно він має можливість свій моментальний надлишок продавати в мережу. Тобто людина є і виробником, і споживачем одночасно.

Сьогодні називається Prosumer - PROducer і  conSUMER. Це слово ще визначають як злиття слів «professional» - професійний і «consumer» - споживач.

Розвиток такого класу одноосібних енергетиків впливає на мережі:

1. Змінюється технічний спосіб експлуатації мереж

Мережа низької і високої напруги була в минулому запланована і побудована для передачі енергії від одного джерела до багатьох споживачів, ток енергії в ній йшов в одному напрямку. Усе технічне обладнання в мережі було підпорядковане цим принципам.

Сьогодні напрямок струму енергії в мережі змінюється в залежності від роботи поновлюваних джерел - світить сонце або не світить, дме вітер чи не дме. Це питання найпростіше з усіх і його можна вирішувати чисто технічними заходами, які вже відомі.

2. Змінюється економіка використання мереж

У разі PROSUMER мережа для споживача часто використовується для резервного живлення. І тільки тоді, коли не працюють встановлені відновлювані джерела - наприклад вночі без сонця або в безвітряну погоду. Це впливає на оплату за використання мережі. У минулому ця оплата насамперед залежала від переданої енергії, як плата за кожну кВт·год.

 Якщо більшість часу замовник нічого з мережі не бере, виникають проблеми. Плата заснована на такому принципі веде до сильного зниження доходів мережевих компаній, а це ставить під питання поточний ремонт і подальший розвиток мереж.

З'являються навіть випадки, хоча і рідкісні, повного відключення споживачів від мережі. Така практика веде до повної відсутності доходу від таких споживачів.

Але мережа потребує поточного ремонту, для якого потрібні кошти. Ці кошти треба зібрати за рахунок решти споживачів.  Це призводить до підвищення плати за використання мережі. Подібні тенденції, які супроводжують широкий розвиток відновлюваних джерел енергії в країнах ЄС, перевели питання з чисто економічного на політичний рівень і активно обговорюються.

Виникають пропозиції або заборонити відключення від мереж, або дозволити за певних умов, наприклад, зі збереженням деякої плати. Та ж проблема - в системах центрального теплопостачання, від яких відключаються житлові будинки, мешканці яких встановили індивідуальний котел. В цьому випадку піднімається ціна тепла для решти споживачів. Відповідей на це питання поки немає, але політична дискусія триває.

3.Необхідна рівновага між виробництвом і споживанням

Для надійної роботи енергосистеми, кожен момент часу необхідно забезпечити рівновагою між виробництвом і споживанням. Якщо вона порушується, то коливається системна частота (50 Гц), що за європейськими технічним правилам неприпустимо. Проблему можна вирішувати двома шляхами - з боку виробника і з боку споживачів. Технічно вони освоєні, але значно впливають на ціну електроенергії, а також на безперервність постачання та надійність.

Щоби ця схема почала діяти, потрібні мотивовані споживачі, які захочуть міняти свою завантаження в залежності від моментальної ціни енергії. У цьому їм можуть допомогти Smart meters останнього покоління, яких можна запрограмувати до від- / підключення окремих споживачів у замовника (підігрів води, опалення, кондиціонер і т.д.) в залежності від ціни енергії. Технічні питання, пов'язані з передачею інформації про ціну та інше, поки ще не уніфіковані, але технічні відповіді вже існують.

На енергетичному ринку з'являться нові гравці, так звані «агрегатори». Вони будуть укладати договір з кожним споживачем, де вказують яку потужність він може забезпечити. Все буде відбуватись автоматично, без впливу людського фактора. Всі ці потужності будуть агреговані, а компанія-агрегатор буде з ними виходити на біржу що регулює потужності разом з власниками газових турбін і т.і.

Які мотивації є у  споживачів до участі в такій схемі, поки не вирішене питання. Адже є політично дуже чутливим, і в рамках ЄС чекає своїх відповідей на вищому політичному рівні.

Збереження енергії - Energy storage

У мережах з великою часткою ВДЕ дуже актуальний пошук можливостей і способів накопичення енергії. Таким способом, можна зберегти енергію, вироблену наприклад днем ​​з сонця і використовувати її вночі. Запас енергії можна забезпечити на комплексному системному рівні, наприклад, при роботі гігаватних гідростанцій. Або на рівні селищ чи, навіть, окремих споживачів потужністю близько десятків кіловат.

Можна використовувати для цієї мети і акумулятори. Електромобілі на цей час ще не достатньо масово представлені на ринку, а ось домашні системи вже відомі, хоча ще досить дорогі. Але, якщо вже бізнес приєднається, наприклад, в Чеській республіці вже найбільший дистрибутор ČEZ пропонує постачання таких систем, включно з сонячнимибатареями на дах під ключ, то можна очікувати падіння цін.

Щодо України Зденек Пістора вважає, що наша держава ще далека від ситуації, коли доведеться практично розв'язувати вищевказані питання, але рано чи пізно такий момент настане і треба бути готовими скористатися досвідом чужих помилок.

При вступі до Енергетичного співтовариства Україна взяла зобов'язання до 2020 року довести частку ВДЕ в енергобалансі країни до 11%. Втім, зважаючи на кризові явищі в українській енергетиці уряд вирішив переглянути плани, і прогнозний показник «зеленої» енергії в енергобалансі країні на 2020 році зупинили на позначці 7,9%.