Российская версия распределенной энергетики

Модель применения распределенной энергетики в условиях города. Фото Олега Никифорова

Мир не стоит на месте. Потребность в энергии растет. Развитые страны стремятся перейти на зеленую энергию и сокращают долю классической генерации. Повсюду появляются микро- и мини-электростанции. Как последние тенденции отразились на российской энергетике?

Прошли те времена, когда российская энергетика жила по плану. Ее судьбу теперь определяют не только государство и крупные промышленные объекты, а множество игроков энергорынка и самые разные типы потребителей. Новые производители энергии становятся на рынке все более заметными.

Официальная статистика говорит о том, что доля распределенной малой энергетики уже составила 5% от установленных мощностей. К ней относится более 50 тысяч электростанций мощностью около 340 кВт, которые также вырабатывают тепло.

Малую энергетику поддерживают отдельные регионы. В Белгородской области еще в 2010 году были запущены пилотные проекты в области солнечной энергии. В регионе работает программа развития распределенной энергетики до 2020 года, по которой должно быть построено более 170 малых электростанций. Этот опыт будет интересен администрациям удаленных городов и поселков на Крайнем Севере и Дальнем Востоке, где потребителей немного и не все вопросы энергоснабжения решены. 

Новые игроки появляются также в результате развития традиционных энергокомпаний. Росатом и Fortum выходят на рынок ветроэнергетики, развивается российское производство солнечных панелей. Хотя пока возобновляемые источники энергии обеспечивают всего 1,5% генерации, стратегия Минэнерго предусматривает увеличение этой цифры до 5% к 2024 году.

Таким образом, все мировые тенденции уже влияют на российскую энергетику, она уже развивается по распределенной модели.

Какими будут последствия? Есть положительные моменты. Например, в некоторых городах и регионах электричество перестанет стоить неоправданно дорого. Отрицательные моменты сводятся к тому, что стабильность энергосистемы начинает зависеть от малоуправляемых факторов, предложение может не сходиться со спросом, доступность и дешевизну энергии контролировать сложнее.

Пока не решены вопросы, как первые ветряные фермы будут отгружать энергию в сеть и как будет продаваться этот относительно небольшой объем энергии, ветряная энергетика будет ограничена в своем развитии. Солнечные электростанции также пока могут снабжать только отдельных потребителей. Пока не принят закон, который бы позволял владельцам домов продавать излишки солярной энергии в сеть. Как учитывать объем энергии от микроэлектростанций на балконах квартир или крышах домов и как это должно оплачиваться, еще не решено.

Тем не менее изменения не остановить. Чем дальше, тем больше доля нестабильной энергии и сложнее баланс энергосистемы.

По классификации МЭА, пока Россия находится на первой стадии интеграции ВИЭ, когда новые производители энергии почти не влияют на энергетику. Многие европейские страны находятся на второй и третьей стадиях, когда ВИЭ составляет от 3 до 15% генерации или больше. Как в Европе пережили переход от централизованной энергетики к распределенной? 

Германия в 2011 году запустила масштабную перестройку энергетики, после того как был принят план отказа от АЭС. В эту сферу были привлечены существенные инвестиции. Государство субсидировало строительство объектов альтернативной энергетики и брало на себя до 50% тарифа. Более того, вся энергетика перешла на новый принцип балансировки на основе виртуальных электростанций. Системы, которые реализуют эту концепцию, в реальном времени собирают информацию о доступных мощностях, спросе на текущий момент и в будущем, возможностях ограничить отдельных потребителей и т.д. Аналитика на основе этих данных позволяет планировать загрузку энергосистемы, управлять спросом, а также вести расчеты между производителями и потребителями.

В переходный период в Германии прогнозирование изменений в генерации, аналитику потребления и баланс сети взяло на себя Energy Cloud. Оно регулирует генерацию так, чтобы при высоком спросе не нужно было задействовать дорогие электростанции, то есть либо ограничивает потребление, либо привлекает относительно дешевую, доступную генерацию. 

Еще один показательный пример можно найти в Финляндии. Высокие цены на электричество подталкивают финских потребителей и энергокомпании к экспериментам. Fortum Corporation, в частности, ведет два пилота с виртуальными электростанциями. 

Один из них объединяет 70 домохозяйств, которые используют водонагревательные котлы для отопления и горячего водоснабжения. Соответствующие мощности, пока всего 100 кВт, Fortum объединяет в единую сеть и использует для регулирования нагрузки энергосистемы. Для этого Fingrid, системный оператор Финляндии, дистанционно контролирует потребление водонагревателей. Если потребовалось больше мощности, Fingrid ограничивает потребление водонагревателей, но в таких пределах, чтобы это было некритично для домохозяйства. Найденные таким образом резервы и называют виртуальной электростанцией.

Второй пилот в этой области задействует системы накопления энергии в скандинавских странах.  Его авторы ставят себе цель проверить, насколько литий-ионные батареи надежны и позволяют ли они балансировать энергосистему. Этими мощностями также оперирует виртуальная электростанция, предложенная в распоряжение Fingrid.

Управление распределенной энергетикой – мировая тенденция, поэтому решения в этой области есть не только в Европе. В Австралии, например, помимо использования ВИЭ есть задача минимизировать отключения энергии. Такие цели стоят перед компанией AGL, которая собирает из солнечных панелей и систем накопления энергии в домохозяйствах Южной Австралии 5-мегаваттную виртуальную электростанцию. Помимо обеспечения домов энергией, она поможет обеспечивать стабильность энергосистемы при высоких нагрузках. 

Какой вывод можно сделать из этих примеров? Во-первых, переход к распределенной энергетике – это новая экономическая модель, в которой учтены интересы производителя, потребителя и посредников, распределены роли и согласована методика учета.

Во-вторых, сегодня экономические модели в энергетике основываются на технологиях, в первую очередь на виртуальных электростанциях, системах прогнозирования и аналитики энергопотребления.

В-третьих, быстрый переход к распределенной энергетике возможен при развитой инфраструктуре, к которой относятся АСКУЭ, дающие четкую картину потребления.

И конечно, реализацию новых идей должен взять на себя один из участников энергорынка – у распределенной энергетики должен появиться свой лидер.