Логотип Рентехно
(044) 332-81-90
Решения возобновляемой энергетики - Превышая ваши ожидания
enuaru

Солнечный просьюмеризм: проблема или решение?

Главная » Блог » Солнечный просьюмеризм: проблема или решение?

Солнечный просьюмеризм: проблема или решение?

Потребители электроэнергии, которые и потребляют, и производят электричество («просьюмеры» от producer+consumer), могут кардинально изменить энергосистему, т.к. их активность позволяет уменьшить счета за электроэнергию, что впоследствии может создать проблемы для традиционных производителей энергии и операторов электросетей.

Просьюмеры бывают разные: домовладельцы, генерирующее электричество дома – в основном, солнечными PV-панелями на своих крышах; кооперативы или объединения жильцов; коммунальные просьюмеры, основная забота которых – не продажа электроэнергии, а экономия для общественных учреждений, таких как школы или больницы. Росту числа таких активных участников рынка производства и распределения энергии способствовало падение стоимости технологий использования возобновляемых источников энергии (ВИЭ), особенно солнечных панелей (см. «Экономика энергонезависимости - «Сделай сам!»). В ряде стран ЕС производят электроэнергию по цене равной или меньшей, чем розничные цены. Например, согласно данным Европейской организации потребителей (BEUC), 80% домохозяйств в ЕС расположены в регионах, где киловатт-час электричества, производимого PV-панелями на крышах домов, уже дешевле, чем средняя национальная розничная цена на энергию. В ЕС пока нет регламентации принципов самогенерации или самопотребления, нет даже «узаконенного» термина «просьюмер». А проблема просьюмеров уже есть.

Но Директива по энергоэффективности ЕСДиректива ЕС по ВИЭ и Руководящие принципы по оказанию государственной помощи включают положения, которые относятся к малым производителям электроэнергии. Европарламент призвал ЕС к содействию просьюмерам, выработке дефиниций и к принятию нового законодательства в области энергетики, чтобы «обеспечить меры по поощрению инвестиций для возможности «самогенерации» всеми категориями потребителей, включая наименьших». В переводе с бюрократического: «Всякие просьюмеры нужны, всякие просьюмеры важны!».

 

Головная боль больших компаний

В исследовании консалтинговой компании Sweco об эффективной интеграции распределенных энергетических ресурсов (DER, Distributed Energy Resources) для обеспечения гибкости системы электроснабжения, подготовленном специально для Еврокомиссии, отмечается главная проблема из-за увеличения числа малых независимых производителей энергии из ВИЭ – уменьшение платы за электричество, часть из которой идет на поддержание инфраструктуры этих же энергосетей. И это помимо других проблем – небалансы, неготовность нынешней инфраструктуры и т. д. Чем больше появляется просьюмеров, тем больше в тарифе на электричество растет доля не за электроэнергию, а за ее доставку и «отвод», причем самим просьюмерам платят по «зеленому тарифу». Из-за волатильности генерации из ВИЭ возникает «перегенерация» – некуда девать суточный переизбыток (см. «Горизонт планирования – на сутки вперед»).

В Европе с ее развитым рынком электроэнергии, даже внутрисуточная перегенерация мгновенно снижает цену. И цена может стать отрицательной – потребителям заплатят за ими же потребленное электричество. По данным Bloomberg это, например, произойдет в Германии уже второй раз за последние 2 года: в 2016 г. – весной, а в 2017 - осенью (см. https://www.bloomberg.com/news/articles/2017-10-26/record-wind-will-force-germany-to-pay-power-users-this-weekend).

Чем тоньше серая стрелка (см. рис. 1), тем меньше денег поступает энергокомпаниям за эксплуатацию «проводов». Вот откуда желание многих операторов ввести абонентную плату за само существование подключения к электросети, разделив счета за потреблённую энергию и за наличие розетки в доме.

 

Рис. 1. Схематическое представление принципа работы энергосистемы. Источник: Ecofys.

 

Запуская «зеленую» спираль

Крупные игроки энергорынка призывают остановить «death spiral» – мертвую петлю неминуемого роста цен на электроэнергию из-за необходимости модернизации общественных электросетей после ухода из нее «автономных» хозяйств и просьюмеров, которые обнулили или сократили свои счета за электричество, чем уменьшили прибыль энергокомпаний. «Бегство из сети» одних потребителей неблагоприятно для тех, кто остался в сети (см. «Экономика энергонезависимости»).

Этот почти апокалиптический сценарий можно остановить… путем поддержки просьюмеров, особенно той ее части, которая имеет свои системы хранения энергии (ESS) и может влиять на сброс избытков в сеть. Это показали исследования Института устойчивого развития Цюрихского Университета прикладных наук (Institute for Sustainable Development in Zurich University of Applied Sciences, ZHAW) и Института экономики (Institute for Economy and the Environment University of St. Gallen), Швейцария, совместно с Delft University of Technology, Нидерланды.  

Весь вопрос в степени потребления ВИЭ-генерации на собственные нужды, в том числе за счет применения ESS. Матмоделирование показало, что самая очевидная проблема перехода на ВИЭ (см. подробнее «Как изменить нынешнюю модель энергогенерации?») – снижение пикового спроса –  достигается повышением доли потребления выработанной энергии на собственные нужды. Причем при «самопотреблении» до 30-35% просьюмеры вообще не влияют на сглаживание пиков, но если поднять эту долю выше 35% вплоть до 75% (см. рис. 2), то можно снизить пиковый спрос в сети на 30%. Выше уровня самообеспеченности 75% начинают страдать энергораспределительные компании, им не хватает средств на поддержание общественных сетей в исправном состоянии, не говоря об их модернизации. Тарифы на доставку электроэнергии будут неуклонно расти, отчего пострадают простые потребители, не производящие энергию сами.

  

Рис. 2. Концепция «оптимального» просьюмеризмаИсточникZHAW.

 

Модель повышения уровня «самопотребления» довольно проста – за счет ESS и других способов полезной утилизации электрики в хозяйствах просьюмеров (например, закачка воды для системы водоснабжения, подогрев воды в баках-аккумуляторах ГВС и т. п.) необходимо перераспределить дневной график у самих просьюмеров. То есть нужно сдвинуть пики потребления в зону максимальной генерации (B), а избыток генерации – хранить (см. рис. 3).

Но как мотивировать мелких просьюмеров и коммерческих инвесторов вкладываться в ESS и поддерживать оптимальное соотношение выработка/продажа? Снижение цен на аккумулирующие системы способствует этому, но недостаточно. По большому счету, удешевление ESS происходит параллельно со снижением затрат на PV-установки.

 

Рис.3. Схематическая схема ежедневной сетевой нагрузки (A + C), «чистая генерация» (B + C) и абсолютное самопотребление (C) в здании с локальной PV-установкой. Источник: Photovoltaicself-consumption in buildings, Linköping University, Швеция.

 

Исследование ZHAW показало, что одних призывов «спасем мир от потепления» недостаточно. Из всего множества возможных инвесторов максимальное количество тех, кто станет вкладываться в оптимальную «зеленую» генерацию по "идейным" мотивам, ни при каких условиях не превысит 31%. Остальные 69% руководствуются исключительно соображениями финансовой выгоды. 

Матмоделирование в ZHAW также показало, что рост цен за доставку энергии – первичный, но недостаточный мотиватор инвестиций в ESS и увеличение «самопотребления» (SCC). Если мотивируется (и оплачивается по «зеленому тарифу»), например, только PV-генерация – это ошибочный путь. Нужно запустить финансовые стимулы, которые способствовали бы отбору избытка энергии из сети в наилучшее время и наоборот. Тогда запускаются спирали обратных связей для устойчивого «зеленого» развития, которые охватывают и спрос на энергию, и интерес инвесторов ко всем звеньям энергосистемы с учетом производителей и дистрибьюторов энергии на всех уровнях (см. рис 4).

 

 

Рис. 4. Динамическая модель мотивации увеличения доли самопотребления (SCC) просьюмерами. Источник: ZHAW.

 

Кнутом закона и денежным пряником

Не утихают споры о том, как именно – финансово или регуляторно – оптимизировать энергосистему. Обсуждаемые в развитых странах (а кое-где – реализующиеся на практике) варианты стимулирования просьюмеров, в целом таковы: 

  • снижать «зеленый» тариф и вводить надбавки (бонусы) за подключение ESS просьюмеров к общей сети, (ЕС);
  • инициировать всеобщую модернизацию сетевой инфраструктуры путем создания параллельных масштабируемых сетей на поставку энергии отдельно потребителям и отдельно от производителей, включая просьюмеров, со станциями хранения на всех уровнях – от индивидуальных просьюмеров, до сетей регионального и национального уровня, (США);
  • всячески уменьшать единичную мощность отдельных энергоустановок, вводимых взамен износившейся «традиционной генерации», и максимально использовать распределение мощностей производства и хранения, приближать их к потребителям, чем снижать потери в энергосетях и эффективно использовать возможности локальных сетей, (Германия);
  • всячески способствовать подключению к сети новых PV-производителей, рассчитывая на положительный эффект от массовой распределенной генерации, (Франция);
  • стимулировать вовлечение просьюмеров, обладающих ESS, в локальные смарт-сети и «умно» перераспределять энергию «агрегаторами»: компаниями, которые берут на себя не только функции внутрисуточного учета спроса и перетока энергии, но и «мгновенное» ценовое реагирование на них плюс физическое управление энергоперетоками; и т.д.

На практике, для максимизации доли ВИЭ и других видов распределенных энергетических ресурсов (DER) в единой энергосистеме с традиционными источниками, будут использоваться все возможные модели, см. рис. 5, включая распределенную генерацию и хранение энергии, микросети, зарядку электромобилей (см. «Солнечные заправки и «зеленый» бизнес. Часть 1» и «Часть 2») и «demand response» (DR) – реагирование на спрос в режиме реального времени благодаря системам с искусственным интеллектом и мгновенным «блокчейн»-транзакциям (см. рис. 5).

 

 

Рис. 5.  Распространение технологий использования распределенных энергетических ресурсов (DER) по видам, МВт. 2016-2025. Источник: Navigant Research.

 

Подобные шаги невозможны без «диджитализации» всех компонентов энергосистем. Аналитики Bloomberg в начале ноября 2017 г. обнародовали исследование, согласно которому инвестиции в цифровые технологии управления энергетикой достигнут до 2025 г. уровня $64 млрд. При этом вложения в системы для традиционной энергетики снизятся вдвое (см. рис. 6).

 

Рис. 6. Размеры рынка цифровых технологий в энергетике, млрд. USD. Источник: Bloomberg New Energy Finance, ноябрь 2017 г.

 

Перемены неотвратимы

Для уверенного перехода на ВИЭ (см. «Как изменить нынешнюю модель энергогенерации?») нужно прекратить создавать производителям ВИЭ всех уровней трудности по подключению к сетям, включая даже тех, кто пока не приобрел подключенную к сети ESS. А специальная исследовательская служба Европарламента (EPRS) в своем документе в поддержку просьюмеров добавляет, что пересмотренная Директива по ВИЭ, Директивы об энергоэффективности и рынке электроэнергии будут включать в себя положения о просьюмерах, включая коллективные схемы. В этом пакете законодательства ЕС также должна быть установлена нормативная база для новых участников рынка, таких как агрегаторы.   

Еще одно мощно развивающееся направление для PV-просьюмеризма – «агривольтаика» – то есть PV-генерация для производства агропродукции (полив, энергия для технологического транспорта и с/х-техники, тепло и свет для теплиц, первичная переработка и многое другое). Но это, как говорится, уже совсем другая история.


Печать
Строительство промышленных солнечных электростанций
Оборудование для солнечных электростанций
Инвестиции в сфере возобновляемых источников энергии

Остались вопросы по назначению наших услуг?
Оставьте нам заявку. Наши специалисты проконсультируют Вас

Тема вашего запроса
Заказать звонок

^