Логотип Рентехно
(044) 332-81-90
Рішення відновлювальної енергетики - Перевищуючи ваші очікування
enuaru

Solar prosumerism: a problem or a solution?

Головна » Блог про ВДЕ » Сонячний просьюмерізм: проблема чи рішення?

Сонячний просьюмерізм: проблема чи рішення?

Споживачі електроенергії, що і споживають, і виробляють електрику («просьюмер» від producer + consumer), можуть кардинально змінити енергосистему, тому що їх активність дозволяє зменшити рахунки за електроенергію, що згодом може створити проблеми для традиційних виробників енергії та операторів електромереж. 

Просьюмери бувають різні: домовласники, що генерують електрику в основному сонячними PV-панелями на своїх дахах; кооперативи або об'єднання мешканців - комунальні просьюмери, основна турбота яких не продаж електроенергії, а економія для громадських установ, таких як школи або лікарні. Зростанню числа таких активних учасників ринку виробництва і розподілу енергії сприяло падіння вартості технологій використання відновлюваних джерел енергії (ВДЕ), особливо сонячних панелей (див. «Економіка енергонезалежності - «Зроби сам!»). У ряді країн ЄС виробляють електроенергію за ціною рівної або меншої, ніж роздрібні ціни. Наприклад, згідно з даними Європейської організації споживачів (BEUC), 80% домогосподарств в ЄС розташовані в регіонах, де кіловат-година електрики, виробленої PV-панелями на дахах будинків, вже дешевше, ніж середня національна роздрібна ціна на енергію. В ЄС поки немає регламентації принципів самогенерации або самопотребленія, немає навіть «узаконеного» терміна «просьюмер». А проблема просьюмерів вже є.

Між тим Директива по енергоеффективності ЄС, Директива ЕС з ВДЕ та Керівні принципи по наданню державної допомоги включають положення, які відносяться до малих виробникам електроенергії. Європарламент закликав ЄС до сприяння просьюмерам, виробленню дефініцій і до прийняття нового законодавства в галузі енергетики, щоб «забезпечити заходи щодо заохочення інвестицій для можливості «самогенерации» всіма категоріями споживачів, включаючи найменших». У перекладі з бюрократичної: «Всякі просьюмери потрібні, всякі просьюмери важливі!».

 

Головний біль великих компаній

В дослідженні консалтингової компанії Sweco щодо ефективної інтеграції розподілених енергетичних ресурсів (DER, Distributed Energy Resources) для забезпечення гнучкості системи електропостачання, підготовленому спеціально для Єврокомісії, наголошується головна проблема через збільшення числа малих незалежних виробників енергії з ВДЕ - зменшення плати за електрику, частина з якої йде на підтримку інфраструктури цих же енергомереж. І це крім інших проблем - небаланси, неготовність нинішньої інфраструктури і т. Д. Чим більше з'являється просьюмерів, тим більше в тарифі на електрику зростає частка не тільки за електроенергію, а за її доставку і «відведення», причому самим просьюмерам платять за «зеленим тарифом». Через волатильності генерації з ВДЕ виникає «перегенерація» - нікуди дівати добовий надлишок (див. «Горизонт планування – на добу вперед»).

У Європі з її розвиненим ринком електроенергії, навіть добова перегенерація миттєво знижує ціну. І ціна може стати негативною - споживачам заплатять за ними ж спожиту електрику. За даними Bloomberg це, наприклад, станеться в Німеччині вже вдруге за останні 2 роки: в 2016 році - навесні, а в 2017 році - восени (див. https://www.bloomberg.com/news/articles/2017-10-26/record-wind-will-force-germany-to-pay-power-users-this-weekend).

Чим тонша сіра стрілка, див. Рис. 1 - тим менше грошей надходить енергокомпаніям за експлуатацію «проводів». Ось звідки бажання багатьох операторів ввести абонентну плату за саме існування підключення до електромережі, розділивши рахунки за спожиту енергію і за наявність розетки в будинку.

 

Рис. 1. Схематичне представлення принципу роботи енергосистеми. Джерело: Ecofys.

 

Запускаючи «зелену» спіраль

Великі гравці енергоринку закликають зупинити «death spiral» - мертву петлю неминучого зростання цін на електроенергію через необхідність модернізації громадських електромереж після відходу з неї «автономних» господарств і просьюмер, які обнулили або скоротили свої рахунки за електрику та зменшили прибуток енергокомпаній. «Втеча з мережі» одних споживачів несприятливо для тих, хто залишився в мережі (див. «Економіка енергонезалежності»).

Цей майже апокаліптичний сценарій можна зупинити ... шляхом підтримки просьюмерів, особливо тієї їх частини, яка має свої системи зберігання енергії (ESS) і може впливати на скидання надлишків в мережу. Це показали дослідження Інституту сталого розвитку Цюріхського Університету прикладних наук (Institute for Sustainable Development in Zurich University of Applied Sciences, ZHAW) та Інституту економіки (Institute for Economy and the Environment University of St. Gallen), Швейцарія, спільно з Delft University of Technology, Нідерланди.

Все питання в мірі споживання ВДЕ-генерації на власні потреби, в тому числі за рахунок застосування ESS. Математичне моделювання показало, що найочевидніша проблема переходу на ВДЕ (див. «Як змінити сучасну модель енергогенерації?») - зниження пікового попиту - досягається підвищенням частки споживання виробленої енергії на власні потреби. Причому при «самоспоживанні» до 30-35% просьюмери взагалі не впливають на згладжування піків, але якщо підняти цю частку вище 35% аж до 75% (див. Рис. 2), то можна знизити піковий попит в мережі на 30%. Вище рівня самозабезпеченості 75% починають страждати енергорозподільчі компанії, їм не вистачає коштів на підтримку громадських мереж в справному стані, не кажучи про їх модернізацію. Тарифи на доставку електроенергії будуть неухильно зростати, чере що постраждають прості споживачі, які виробляють енергію самі.

 

 

Рис. 2. Концепція «оптимального» просьюмерізма. Джерело: ZHAW.

 

Модель підвищення рівня «самопотребленія» досить проста - за рахунок ESS і інших способів корисної утилізації електрики в господарствах просьюмерів (наприклад, закачування води для системи водопостачання, підігрів води в баках-акумуляторах ГВС, тощо) необхідно перерозподілити денний графік у самих просьюмерів. Тобто потрібно зрушити піки споживання в зону максимальної генерації (B), а надлишок генерації - зберігати (див. Рис. 3).

Але як мотивувати дрібних просьюмерів і комерційних інвесторів вкладатися в ESS і підтримувати оптимальне співвідношення вироблення/продажу? Зниження цін на акумулюючі системи сприяє цьому, але недостатньо. За великим рахунком, здешевлення ESS відбувається паралельно зі зниженням витрат на PV-установки.

 

 

Рис.3. Схематична схема щоденного мережевого навантаження (A + C), «чиста генерація» (B + C) і абсолютне самоспоживання (C) в будівлі з локальною PV-установкою. Джерело: Photovoltaicself-consumption in buildings, Linköping University, Швеція.

 

Дослідження ZHAW показало, що одних закликів «врятуємо світ від потепління» недостатньо. З усього безлічі можливих інвесторів максимальна кількість тих, хто стане вкладатися в оптимальну «зелену» генерацію згідно своїх ідейних переконань, ні за яких умов не перевищить 31%. Решта 69% керуються виключно міркуваннями фінансової вигоди.

Математичне моделювання в ZHAW також показало, що зростання цін за доставку енергії - первинний, але недостатній мотиватор інвестицій в ESS і збільшення «самостійного споживання» (SCC). Якщо мотивується (і оплачується за «зеленим тарифом»), наприклад, тільки PV-генерація - це хибний шлях. Потрібно запустити фінансові стимули, які сприяли б відбору надлишку енергії з мережі в найкращий час і навпаки. Тоді запускаються спіралі зворотних зв'язків для стійкого «зеленого» розвитку, які охоплюють і попит на енергію, і інтерес інвесторів до всіх ланок енергосистеми з урахуванням виробників і дистриб'юторів енергії на всіх рівнях (див. Рис 4).

 

 

Рис. 4. Динамічна модель мотивації збільшення частки самоспоживання (SCC) просьюмерів. Джерело: ZHAW.

 

Кнутом закону і грошовим пряником

Не вщухають суперечки про те, як саме - фінансово або регуляторно - оптимізувати енергосистему. Обговорювані в розвинених країнах (а подекуди - і на практиці) варіанти стимулювання просьюмерів є в цілому такі:

  • знижувати «зелений» тариф і вводити надбавки (бонуси) за підключення ESS просьюмерів до загальної мережі (ЄС);
  • ініціювати загальну модернізацію мережевої інфраструктури шляхом створення паралельних масштабованих мереж на поставку енергії окремо споживачам і окремо від виробників, включаючи просьюмерів, зі станціями зберігання на всіх рівнях - від індивідуальних просьюмерів до мереж регіонального і національного рівня (США);
  • всіляко зменшувати одиничну потужність окремих енергоустановок, що вводяться замість зношеної традиційної генерації, і максимально використовувати розподіл потужностей виробництва і зберігання, наближати їх до споживачів, ніж знижувати втрати в енергомережах і ефективно використовувати можливості локальних мереж (Німеччина);
  • всіляко сприяти підключенню до мережі нових PV-виробників, розраховуючи на позитивний ефект від масової розподіленої генерації (Франція);
  • стимулювати залучення просьюмерів, що володіють ESS, в локальні смарт-мережі і «розумно» перерозподіляти енергію «агрегаторами», тобто компаніями, які беруть на себе не тільки функції добового обліку попиту і перетікання енергії, а й «миттєве» цінове реагування на них плюс фізичне управління енергоперетікання.

На практиці, для максимізації частки ВДЕ та інших видів розподілених енергетичних ресурсів (DER) в єдиній енергосистемі з традиційними джерелами, будуть використовуватися всі можливі моделі, див. Рис. 5, включаючи розподілену генерацію і зберігання енергії, мікромережі, зарядку електромобілів (див. «Сонячні заправки та «зелений» бізнес. Частина 1» и «Частина 2») та «demand response» (DR) – реагування на попит в режимі реального часу завдяки системам з штучним інтелектом і миттєвим «блокчейн»-транзакціям (див. рис. 5).

 

Рис. 5. Поширення технологій використання розподілених енергетичних ресурсів (DER) за видами, МВт. 2016-2025. Джерело: Navigant Research.

 

Подібні кроки неможливі без «діджіталізаціі» всіх компонентів енергосистем. Аналітики Bloomberg на початку листопада 2017 року оприлюднили дослідження, згідно з яким інвестиції в цифрові технології управління енергетикою досягнуть до 2025 року рівня $64 млрд. При цьому вкладення в системи для традиційної енергетики знизяться вдвічі (див. Рис. 6).

 

 

Рис. 6. Розміри ринку цифрових технологій в енергетиці, млрд. USD. Джерело: Bloomberg New Energy Finance, листопад 2017 року.

 

Зміни невідворотні

Для впевненого переходу на ВДЕ (див. «Як змінити сучасну модель енергогенерації?») потрібно припинити створювати виробникам ВДЕ всіх рівнів труднощі з підключення до мереж, включаючи навіть тих, хто поки не набув підключену до мережі ESS. А спеціальна дослідницька служба Європарламенту (EPRS) в своєму документі на підтримку просьюмерів додає, що переглянута Директива по ВДЕ, Директиви про енергоефективності та ринку електроенергії будуть включати в себе положення про просьюмерів, включаючи колективні схеми. У цьому пакеті законодавства ЄС також має бути встановлена нормативна база для нових учасників ринку, таких як агрегатори.

Ще один потужний напрямок для PV-просьюмерізма - «агрівольтаіка», тобто PV-генерація для виробництва агропродукції (полив, енергія для технологічного транспорту і с/г техніки, тепло і світло для теплиць, первинна переробка та багато іншого). Але це, так би мовити, вже зовсім інша історія.


Друкувать

Залишилися питання по призначенню наших послуг?
Залиште нам заявку. Наші фахівці проконсультують Вас

Тема вашого запиту
Замовити дзвінок

^