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

Солнечные заправки и «зеленый» бизнес. Часть 2

Главная » Блог » Солнечные заправки и «зеленый» бизнес. Часть 2

Солнечные заправки и «зеленый» бизнес. Часть 2

Грядущая массовая электрификация транспортных средств (см. «Солнечные заправки и «зеленый» бизнес. Часть 1») – еще больший вызов для стабильного функционирования энергосетей, чем проблемы от перехода на ВИЭ с присущей им неравномерностью выработки электроэнергии, в частности, как у солнечной электрогенерации. Сами по себе электромобили (EV), при сохранении нынешней модели их электроснабжения, не улучшают ситуацию с небалансом «генерация/потребление». Даже модели V2G (vehicle-to-grid), предполагающие возможность использовать емкость аккумуляторов EV для резервного питания домохозяйств и локальных off-grid хозяйств, могут разве что несколько сгладить ночной провал потребления (заряжая свои аккумуляторы ночью по льготному тарифу), но мало помогут в компенсации неравномерности дневной ВИЭ-генерации.

Применение EV «вытесняет» углеводороды с рынка энергоносителей для транспорта. Это огромные, многомиллиардные суммы. Комбинация зарядки от солнечной энергии и электромобиля – ключ к резкому сокращению зависимости страны от ископаемого топлива. Однако почти половина стоимости зарядных EV-станций пока приходится на системы хранения электричества (ESS), другая – на оснащение их PV-генерацией.

Тем не менее, из-за ожидаемого снижения стоимости ESS (см. «Солнечные заправки и «зеленый» бизнес. Часть 1»), объединение EV-чарджеров с PV-модулями и ESS в «умную» сеть, интегрированную с общей энергосистемой, может стать привлекательным и по настоящему «зеленым» бизнесом.

Такие решения способны, помимо расширения доли применения ВИЭ, решить проблему небалансов и стабильности частоты в энергосистеме. Эти «дополнительные» сервисы могут приносить владельцам станций равную, если не большую часть дохода по сравнению с непосредственным заряжанием EV и продажей избытка электроэнергии в сеть по «зеленому тарифу».

 

«Плюс электрификация всех АЗС страны...»

Электромобилизация требует примерно в 2-3 раза более плотной сети станций для подзарядки EV, чем нынешнее распределение АЗС. Это совершенно новый быстрорастущий сегмент бизнеса с применением новейших технологий.

Группа CleanTechnica в своем отчете «Electric Car Drivers Report Surveys 2016» определило потребительские предпочтения и средневзвешенное «ожидание» оптимального запаса хода EV до полной разрядки батарей – от 165 до 170 км. Т.е., максимальное расстояние между зарядными станциями должно быть не более 50–70 км.

По данным сайта PlugShare.com о количестве и расположении эл.заправок в мире, нынешняя сеть EV-чарджеров в Украине (рис. 1) даже, пожалуй, поплотнее, чем в соседних Румынии и Болгарии, однако до оптимальных значений расстояния между ними еще очень далеко. Для Украины – это новый рынок, с огромным импульсом развития и новой «Added Value» в смежные производственные отрасли и сервисы, включая компоненты для PV-генерации.

 


Рис. 1. Расположение станций для зарядки электромобилей в Украине, сентябрь 2017.

 

Перевод EV-чарджеров на работу от ВИЭ существенно снизит общий мировой уровень выбросов парниковых минимум на 13–17%. Лидер предпочтений здесь есть и будет PV-генерация (см. рис. 2), плюс к этому солнечная энергия есть повсюду. Цена PV-энергии может сравняться или стать даже дешевле «ископаемой» генерации уже к 2020 г.


Рис. 2. Средневзвешенная стоимость электрогенерации из ВИЭ, $ за 1 МВт·ч. Источник: «BNEF global trends in renewable energy investment 2017».

 

Естественный симбиоз

Всего 10 PV-панелей (это сопоставимо со средним навесом над одним авто на парковке) могут обеспечить достаточно электричества для пробега EV от 14000 до 21000 км в год. Этого недостаточно для ожидаемого среднегодового пробега легкового EV (порядка 100000 км). Для «озеленения» углеродного следа от EV понадобятся еще источники энергии, например, локальные малые PV-СЭС.

Будучи подключенными в общую сеть (локальные и региональные on-grid схемы), системы хранения электроэнергии (ESS) для зарядных PV-станций и PV-навесов на стоянках станут мощнейшим средством решения проблемы сглаживания суточной и сезонной неравномерности не только PV-станций, но и генерации из ВИЭ в целом.

 


Рис. 3. «Облачные» модели оптимизации работы PV-зарядных станций для EV и взаимодействия их систем хранения с общей электросетью: слева от GM, справа – ABB.

 

Решения для этого уже имеются и даже внедряются. На рис. 3 показаны схемы PV-заправок с мощностью порядка 50 кВт, реализуемых GM и ABB, предполагающие оптимизацию уровня накопленной энергии для быстрой зарядки EV с учетом их маршрутов, плотности трафика, заряженности батарей у движущихся EV, интенсивности локальной PV-генерации, запаса заряда в ESS на данной станции и на соседних. Благодаря интеллектуальному ПО они регулируют степень выдачи PV-энергии в общую электросеть и ее количество, направляемое для локального хранения.

 


Рис. 4. Почти каждый второй новый автомобиль в Норвегии – электрический.

 

Компьютерные экономико-энергетические модели показали, что EV-зарядки без ESS, использующие энергию из обычной сети – порочны по сути, см. рис. 3, потому что увеличивают дневной пик и усугубляют ночной «провал» потребления в энергосистеме (не говоря о том, что они просто используют невозобновляемую энергию).

«Зеленые» PV-зарядки, даже с локальными ESS, но которые не включены в сеть (off-grid) – экономически неэффективны. Они не могут оптимально использовать дневной переизбыток собственной генерации для общих нужд (продажа в сеть) и, фактически, неоправданно увеличивают плановый срок возврата инвестиций (Pay-Back Period).

Оптимальные модели функционирования ESS для EV предполагают, что дорожные «заправки» будут использоваться для быстрого «доливания» EV в дороге до уровня, чтобы не «опрокинуть» его аккумулятор и добраться до места, где можно зарядиться полностью (см. рис. 3).

Схема «on-grid» сети PV-чарджеров с ESS и автоматическим обменом информацией о балансе «генерация/зарядка/хранение» с другими EV-заправками на локальном или региональном уровне – оптимальная схема, хотя она пока и кажется затратной (из-за стоимости ESS). И она же становится способом решения проблемы сглаживания суточной и сезонной генерации и небалансов на региональном и национальном уровне.


Из-за огромной суммарной распределенной мощности (потенциально это ~15% от мощности всей энергосистемы) объединенные в сеть локальные маломощные хранилища PV-электричества на EV-заправках способны поглотить пиковый переизбыток генерации из всех видов ВИЭ (не только солнечной) и стать стабилизатором энергосистемы и в ночные периоды.

Системы с «облачной» диспетчеризацией (см. рис. 3) предполагают, что к началу интенсивного дорожного трафика утром ESS-станция должна быть заряженной (если надо – по ночному тарифу из сети). PV-панели на зарядных постах или на навесах автостоянок используются, прежде всего, для пополнения ESS на EV-станции, и лишь затем для выдачи электроэнергии в общую сеть. Подключение к общей электросети восполнит дефицит мощности заряда на самой станции. Наличие сети управляемых распределенных ESS на «заправках» (при их достаточной суммарной емкости) способно в национальном масштабе решить проблему своих и чужих «небалансов» ВИЭ-генерации, за что законом уже предусмотрены штрафы, и откорректировать несогласованность графиков генерации.

 

Парадоксы «зеленого» тарифа

«Зеленый тариф» (ЗТ) был задуман для тарифной мотивации ускоренного перехода на ВИЭ, в т.ч. PV-системы. Вся «зеленая» энергия поступает в общую электросеть, а энергия, потребляемая из сети, оплачивается по общему тарифу – именно так это работает в других странах. По украинской же модели по ЗТ оплачивается только т.н. «сальдо», т.е. превышение ВИЭ-генерации в общую сеть над потреблением локального объекта на собственные нужды. То есть, все собственное потребление и временные перетоки, фактически, обходятся самому производителю PV-энергии по «зеленому» тарифу.

И что же получается? Что сейчас самые «денежно привлекательные» EV-чарджеры – это те, которые просто сосут электричество из обычной «не зеленой» сети и оставляют за собой жирный «углеродный» след. Что PV-заправки без ESS станут экономически оправданы только, когда себестоимость PV-электричества станет ниже тарифа «из розетки». А PV-станции с ESS, работающие по нынешней украинской модели ЗТ, будут совершенно не заинтересованы брать на себя функции поглощения чужих пиков перегенерации, устранения небалансов, ликвидации ночного провала потребления. Они вообще не заинтересованы физически объединяться в общую сеть с единой диспетчеризацией и совместно координировать свой режим на информационном уровне. Потому что компенсационные перетоки будут расцениваться, как внешнее потребление, и будут обходиться каждой из них, фактически, по «зеленому тарифу».
Нынешняя модель и особенности функционирования ЗТ в Украине препятствует созданию широкой сети зарядных постов для EV, работающих от экологически чистых PV-станций, и не способствует использованию сети из локальных ESS в качестве резервных компенсационных мощностей регионального и национального масштаба.

Как создать условия для развития солнечной генерации и при этом решить проблему компенсации ее суточной и сезонной неравномерности за счет создания широкой распределенной сети относительно небольших хранилищ энергии – нужно предусмотреть уже сейчас. Это только вопрос сбалансированного тарифного регулирования и учета фактических потоков от PV-генерации и потребления, выгодного участникам рынка – на собственные нужды или для предоставления аутсорсинговых услуг в качестве распределенных компенсационных мощностей и стабилизаторов частоты в энергосистеме.


Печать

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

Тема вашего запроса
Заказать звонок

^