Як зробити українську енергосистему гнучкою

Як зробити українську енергосистему гнучкою

Українська енергосистема може економити 300 млн євро щороку. Пропоную рецепт.
Середа, 4 вересня 2019, 16:00
директор з розвитку ринків "Wärtsilä Energy у Східній Європі"

Очікується, що до кінця 2020 року потужності відновлюваних джерел енергії (ВДЕ) в Україні становитимуть 7,5 ГВт, що відповідає половині літнього навантаження всієї енергосистеми.

Звичайно, ВДЕ не покриють половину потреби, бо сонце не світить 24 години на добу і вітер не завжди дме з повною силою.

Тим не менш, такий обсяг потужностей ВДЕ стає суттєвим фактором для енергосистеми і впливає на її роботу. Яким чином?

З наявною потужністю генерації і прогнозованим обсягом потужності ВДЕ енергосистема не здатна прийняти понад 30% обсягу виробленої "зеленої" енергії через фізичні обмеження системи.

Таким є один з висновків моделювання об'єднаної енергосистеми України, яке здійснила наша компанія, маючи досвід відповідного аналізу для близько 80 енергосистем світу у поміч урядам та операторам енергосистем.

Суть в тому, що за відносно невеликої частки ВДЕ переривчастість виробництва компенсується іншими видами генерації, насамперед, ТЕС. Проте після певної межі гнучкість енергосистеми стає недостатньою, і оператор системи повинен обмежити видачу "надлишкової" "зеленої" енергії в мережу.

Це було б не так загрозливо, якби не стандартні умови угод з виробниками за "зеленим" тарифом: неспожита енергія оплачується за принципом take or pay. Відповідно, згідно з нашими розрахунками, споживачі повинні сплатити близько 580 млн євро на рік за енергію, яка не використовуватиметься.

Щоб уникнути такого сценарію, в енергосистему необхідно додати джерела гнучкості, тобто засоби, здатні швидко балансувати сонячну і вітрову генерацію.

За досвідом найбільш розвинених енергосистем, потужність засобів балансування повинна становити 25-30% від встановленої потужності ВДЕ. Мова не йде про пікові станції чи потужності так званого вторинного резерву. Це мусять бути потужності, що працюють у принципово новому режимі, відсутньому у традиційних енергосистемах. Назвемо цей режим компенсацією похибки прогнозування.

Він не пов'язаний ні з циклічністю добового споживання, ні з аварійними ситуаціями в енергосистемі, а лише з непередбачуваністю відхилень фактичного виробництва сонячної та вітрової енергії від прогнозу. Наявність значних відхилень в умовах великої частки ВДЕ є новою реальністю, і енергосистеми мусять стати більш гнучкими для швидкого реагування на несподівані ситуації.

Є чотири типи джерел гнучкості: генерація (ГЕС і маневрені ТЕС), мережеві рішення (інтерконектори для перетоків між країнами та концепції Smart Grid), гнучкість попиту (коли споживачі регулюють своє навантаження) і технології накопичення енергії (ГАЕС, батареї). Усі ці джерела мають свої переваги.

Найкращого результату можна досягти оптимальною комбінацією різних джерел.

Loading...

На наше переконання, українська енергосистема є однією з найбільш негнучких у світі. Близько 55% генерації забезпечує атомна енергетика, третину — старі негнучкі ТЕС і ТЕЦ, можливості ГЕС обмежені водними ресурсами, а перетоки енергії між сусідніми країнами обмежені технічними і політичними чинниками.

У такій конфігурації в міру зростання "зеленої" енергетики підвищуються ризики для стійкості системи. Певні надії покладаються на приєднання до європейської мережі ENTSO-E у 2023 році, але умовою приєднання є самодостатність ОЕС України і наявність резервів для проходження випробувань в ізольованому режимі.

Отже, є нагальна потреба у створені джерел гнучкості для енергосистеми. Які технології потрібно застосувати? Відповідь не може бути знайдена у минулому —набутий досвід експлуатації обладнання і традиційні режими роботи енергосистеми мало відповідають майбутнім викликам.

Міненерго, "Укренерго", експерти розуміють, що слід переймати досвід передових країн. Урядовий "Порядок проведення конкурсу на будівництво генеруючої потужності та виконання заходів з управління попитом" повинен створити механізм залучення інвестицій у нові технології, необхідні для енергосистеми.

Важливим завданням наступного етапу є наповнення прописаної в документі процедури таким змістом, який відповідатиме найкращим світовим практикам.

Вони полягають в об'єктивному і неупередженому визначенні оптимальної конфігурації енергосистеми через порівняння впливу різних технологій, запропонованих на конкурсі, на енергосистему в цілому.

Найкращим чином така об'єктивність досягається шляхом формалізованого розрахунку собівартості електроенергії на рівні системи для різних сценаріїв та режимів з урахуванням динамічних характеристик обладнання.

Відбір інвестиційних проектів для генерації, систем накопичення і систем керованого попиту у США, Аргентині, Бразилії відбувається через моделювання роботи енергосистеми із запропонованими для конкурсу технічними рішеннями.

Розвиток ВДЕ вимагає більшої гнучкості від енергосистем, і це знаходить відображення у технічних вимогах до конкурсних пропозицій. Звичайною справою у США стала вимога 1 500 пусків на рік для маневрених теплових станцій.

Це стандартна вимога для новітніх ТЕЦ у Німеччині, а швидкість пуску станції при цьому встановлюється на рівні двох хвилин. У цьому сегменті конкурують лише газопоршневі двигуни. Важливо, що конкурси технологічно нейтральні, отже, інші технології мають можливість підтягуватися до рівня лідерів і конкурувати з ними.

Тепер про економію 300 млн євро на рік. Станції, що можуть запускатися 1 500 разів на рік, виходити на повну потужність за дві хвилини і здатні перебувати в резерві без споживання палива, — це принципова відмінність від традиційного "гарячого" резерву ТЕС. За результатами моделювання, для інтеграції згаданих вище 7,5 ГВт "вітру" і "сонця" необхідно 2 ГВт газопоршневих станцій.

Ці станції вивільнять вугільні ТЕС від неефективного режиму часткового навантаження, у якому вони працюють для надання "гарячого" резерву.

Більшість блоків ТЕС зможуть навантажитися до оптимального рівня, а найстаріші блоки будуть виведені з експлуатації. Завдяки зменшенню споживання вугілля загальний економічний ефект становитиме близько 300 млн євро на рік. Викиди СО2 скоротяться на 13% і головне — майже не буде обмежень для "зеленої" енергії. Непогані перспективи для української енергосистеми та українців.

Колонка є видом матеріалу, який відображає винятково точку зору автора. Вона не претендує на об'єктивність та всебічність висвітлення теми, про яку йдеться. Точка зору редакції «Економічної правди» та «Української правди» може не збігатися з точкою зору автора. Редакція не відповідає за достовірність та тлумачення наведеної інформації і виконує винятково роль носія.

powered by lun.ua
Підпишіться на наші повідомлення!