× Компания Каталог Новости Вакансии Профиль Производители Контакты Доставка Тех.поддержка

Проблемы украинской возобновляемой энергетики

  • 04.03.2019
  • 941

Развитие так называемой «зеленой» энергетики на Украине беспокоит «Укрэнерго», поскольку может привести к нестабильной работы всей энергосистемы страны. Перед Украиной встала та же проблема, что и перед остальными странами развивающими электрогенерацию из ВИЭ (возобновляемых источников энергии) - увеличение доли ВИЭ в общей генерации создает угрозу стабильности работы всей энергосистемы, поскольку выработка электроэнергии возобновляемыми источниками нестабильна (а на Украине еще и плохо прогнозируема).

К счастью, доля ВИЭ в электроэнергетике Украины пока невелика, и эта проблема до сих пор не была достаточно серьезной. По состоянию на май 2018 г. суммарная установленная мощность ВИЭ на Украине составляет 1353 МВт, из них СЭС (солнечная электростанция) - 841 МВт и ВЭС (ветряная электростанция) - 512 МВт. Поэтому наличие или отсутствие производства электроэнергии из ВИЭ мало влияет на баланс энергосистемы и компенсируется уже существующими маневренными мощностями.

«Зелёная» угроза

В мае 2018 г. «Укрэнерго» представило результаты расчетов и рассказало о возможных путях развития энергосистемы в симбиозе с «зеленой» генерацией. Результаты исследования основывались на статистических данных о работе уже запущенных ВЭС и СЭС, прогноза развития ВИЭ в Украине в различных балансовых условиях в периоды летнего и зимнего максимумов и паводка. При этом основным условием при интеграции ВИЭ в энергосистему является соблюдение требования по обеспечению ее безопасности, баланса и стабильной работы.

При проведении исследования погрешность прогнозирования производства электроэнергии ВИЭ при расчетах закладывалась на уровне около 30%. В итоге оказалось, что энергосистема Украины, без риска разбалансировки и серьезных изменений в своей структуре, может принять еще до 3 ГВт новых мощностей СЭС и ВЭС. И это притом, что объем уже выданных до 2025 г. технических условий на присоединение новых мощностей ВИЭ в два с лишним раза больше - 7426 МВт, из них 4200 МВт ВЭС и 3226 МВт СЭС. Это создает прямую угрозу нормальному функционированию энергосистемы Украины.

Как выйти из критической ситуации?

 
«Укрэнерго» видит три сценария развития ситуации в энергетике до 2025 г., когда установленная мощность ВИЭ достигнет 7.5 тыс МВт
  • Сценарий А. При его реализации ограничивается производство электроэнергии ВЭС и СЭС, а также вводятся дополнительные балансирующие мощности. Уровень прогнозирования выработки ВИЭ остается на нынешнем уровне.
  • Сценарий В. Вводятся ограничения доли атомных электростанций в общем производстве электроэнергии. Рост балансирующих мощностей обеспечивается за счет угольной генерации. Развитие «зелёной» генерации не ограничивается.
  • Сценарий С. Он предусматривает внедрение в Украине системы точного прогнозирования, а также строительство 2.5 ГВт новых высокоманевренных балансирующих мощностей. Это обеспечит свободное развитие генерации из ВИЭ и позволит избежать ограничения генерации АЭС и наращивания генерации ТЭС. С точки зрения «Укрэнерго» это оптимальный вариант, при котором максимально сбалансированы интересы, как потребителей, так и возобновляемой энергетики. По мнению «Укрэнерго», сценарий С также позволит сдержать рост тарифов на электроэнергию для потребителей всех категорий.
Для реализации сценария С «Укрэнерго» подготовило новый «Отчет по оценке соответствия (достаточности) генерирующих мощностей», который призван помочь понять, что именно нужно сделать. Предполагается, что на основе этого отчёта НКРЭКУ определит механизм финансирования строительства высокоманевренных мощностей, а Минэнергоугля до конца 2018 г. проведет конкурс на их строительство.
Для реализации сценария С, по расчетам «Укрэнерго», понадобится около 55 млрд. грн. (2 млрд. иЗО), и вложения окупятся через шесть лет. Эксперты «Укрэнерго» утверждают, что наличие высокоманевренных мощностей позволит экономить около 65 млрд. грн. (2.5 млрд. иЗО) в год за счет минимизации роста тарифа на электроэнергию, который, в числе прочего, зависит и от состава генерирующих мощностей.
 
В «Укрэнерго» считают, что высокоманевренные мощности должны включать газопоршневые электростанции, блоки которых способны выйти на полную мощность в течение 10 минут, и аккумуляторы, которые позволяют быстро регулировать колебания потребления в течение одного часа. При этом общая мощность таких мощностей должна составлять примерно одну треть от установленной мощности ВИЭ.
 
При этом энергосистему Украины нельзя сравнивать с энергосистемами европейских стран, в которых балансирование осуществляется иначе. Глава «Укрэнерго» считает, что в энергосистеме Украины должны быть мощности реагирования быстрого действия, которые покрывают 30% установленной мощности ВЭС и СЭС. Для сравнения, во Франции установлено около 15 ГВт генерации ВИЭ, при том, что максимум в энергосистеме этой страны составляет около 85 ГВт, из которых диапазон регулирования - около 35 ГВт. Таким образом, наличные станции Франции могут принять до 100 ГВт мощностей ВИЭ, потому что они уже имеют широкий диапазон реагирования. Во Франции, в отличие от Украины, в первичном и вторичном регулировании принимают участие и атомные электростанции. Однако энергосистему Украины невозможно сравнивать, с точки зрения балансировки, ни с Францией, ни с Германией.
 
Существует лишь несколько способов балансирования энергосистемы с ВИЭ. При этом наилучший способ, с точки зрения достижения целей декарбонизации и чистоты воздуха - избыточная мощность генерации ВИЭ. При этом генерация из ВИЭ ограничивается под конкретный график потребления, плюс осуществляется управление спросом, чтобы приблизить его к прогнозному графику генерации ВИЭ. За ограничение генерации ВИЭ никому не приходится ничего платить.
В идеале, чтобы не загрязнять окружающую среду, генерация электроэнергии должна осуществляться из ВИЭ, а балансировка электросистемы - за счет хранения энергии.
 
В Германии были проведены расчеты такой «идеальной модели», в которой существует только возобновляемая энергетика и хранение энергии. При этом предполагалось, что будут созданы energy storage мощностью около 35% от установленной мощности ВЭС. В итоге оказалось, что средневзвешенная цена 1 кВт^ч электроэнергии, в этом случае, составит 5.5 евроцентов, что примерно соответствует нынешнему уровню и даже немного ниже. Но при этом энергия будет на 100% чистая, а система сбалансированная и автономная.
 
Дело упирается в то, что для такого преобразования немецкой энергетики требуются огромные инвестиции для замещения мощностей тепловых и атомных электростанций. Эти суммы неподъемны даже для немецкой экономики и сам процесс замещения займет не менее 50 лет. Т.е. «идеальная модель» неосуществима даже для самой мощной экономики Европы, тем более - для Украины.
 
Однако эксперты «Укрэнерго» считают, что приблизится к «идеальной модели» можно путем реалитзации сценария С. При этом для газопоршневых станций можно использовать биогаз, что обеспечит их экологичность. По расчетам, в сценарии С газопоршневые станции будут работать лишь 200 часов в год, а для обеспечения одной 10 МВт станции нужно лишь мощность 0.25 МВт биогазовой установки и газгольдер, которые покроют потребности работы газовой станции в течение 1-1.5 часа в сутки. Окупаемость станции может быть обеспечена платой за её постоянную готовность на условиях долгосрочного контракта. Таким образом можно решить обе задачи - и балансировки, и использования «чистой» энергии.
 
В настоящее время в Украине для балансировки используют угольную генерацию ТЭС, которая является самой дорогой и экологически наиболее «грязной». По мере роста числа ВЭС и СЭС потребность в маневренных мощностях будет расти. После введения в эксплуатацию 7.5 ГВт мощностей ВИЭ отсутствие такой системы обойдется потребителям не менее чем 400 млн. грн. (15.4 млн. иЗР) ежегодно.

Необходимо также разработать и внедрить новую высокоточную систему прогнозирования. По оценкам «Укрэнер-го», это обойдется в сумму порядка 800 млн. грн. (31 млн. иЗР), но внедрение такой системы окупится менее чем через год. Кроме того, точный объем балансирующих мощностей будет определяться структурой «зеленой» генерации - малые станции, распределенные по всей стране, требуют меньших балансировочных мощностей по сравнению с крупными, сосредоточенными в нескольких местах.

Если сравнить систему, содержащую четыре СЭС мощностью 100 МВт, которые находятся на расстоянии 50-100 км друг от друга, с системой в которой эта же мощность распределена по станциям 1-5 МВт размещенных по всей стране, то потребность в мощностях быстрой балансировки уменьшится, во втором случае, приблизительно в 2.5 раза за счет взаимного выравнивания генерации распределенной системой станций. Таким образом, надо стимулировать строительство именно малых СЭС и ВЭС. Для этого, тарифы для таких малых станций должны быть на 25-30% выше, чем для больших. При этом не надо будет изменять средневзвешенную цену для оптового потребителя.

Эксперты «Укрэнерго» назвали сложной проблемой предполагаемое строительство СЭС в зоне отчуждения ЧАЭС. Поскольку там предполагается строительство станции мощностью около 1000 МВт, это потребует создания около 300 МВт дополнительных быстрых балансирующих или аккумулирующих мощностей непосредственно в зоне действия станции. А такая локализация объекта солнечной энергетики в радиусе 3.5 км, как это следует из проекта, очень сложна.

Украине ещё предстоит показать устойчивость своей энергосистемы в ходе присоединения к европейской энергосистеме ENTSO-Е. Перед присоединением к ENTSO-Е Украина должна продемонстрировать в ходе стресс-тестов устойчивость своей энергосистемы при работе в изолированном режиме. Время проведения тестов приходится примерно на 2022 г. В это время в стране будет 7.5 ГВт мощностей СЭС и ВЭС. Для их балансировки потребуется маневренные мощности 2.5 ГВт. Если их не будет, то отклонение частоты в энергосистеме превысит допустимые нормы, что не позволит присоединится к ENTSO-Е. Поэтому для подключения Украины к ENTSO-Е вводить дополнительные маневренные мощности надо в любом случае.

Конечно, подключение к ENTSO-Е, кроме прочего, даст возможность дополнительно балансировать энергосистему, хотя пока неясно, насколько это выгоднее строительства собственных балансирующих мощностей. В перспективе произойдет постепенное объединение энергорынков, объединение балансирующих рынков и рынков услуг. Затем уже на этом рынке будут складываться условия, которые определят, что будет более привлекательным для Украины. Можно получать услуги по балансировке системы из других стран, используя те перетоки, которые есть. А возможно наоборот, украинская генерация сможет предоставлять эти услуги. Это технически возможно, но целесообразно ли это - ответить нельзя раньше, чем через два-три года после физической синхронизации энергосетей Украины и ENTSO-Е.

«Зелёно» - угольный парадокс

Он заключается в том, что по мере развитие производства электроэнергии из ВИЭ происходит увеличения доли угольных ТЭС. Это может произойти и на Украине, поскольку с ростом числа ВЭС и СЭС расширяется диапазон регулирования энергосистемы, а на Украине регулирующие мощности представлены исключительно угольными ТЭС.

Эта проблема актуальна для Украины вследствие двух причин. Во-первых, в стране избыточная установленная мощность, как магистральных сетей, так и генерации. На данный момент используется примерно 50% установленной мощности, поскольку внутреннее потребление электроэнергии резко упало из-за закрытия большинства промышленных предприятий.

Во-вторых, в стране основная часть электроэнергии производится на АЭС, а если к ним добавить ещё нестабильно вырабатывающие электроэнергию ВЭС и СЭС, то балансирование можно осуществлять только угольными электростанциями, поскольку ГЭС и так задействуются в полном объеме. Предполагается, что в первую очередь ВИЭ будут замещать атомные мощности, при этом доля тепловой энергетики будет расти.

Предпосылки для «зелёно» - угольного парадокса существуют и в европейских странах, однако подобного там не происходит в силу иной структуры генерации. Например, в Германии в первую очередь идет замещение атомной генерации ВИЭ. Но при этом у них не возникает указанного парадокса, т.е. не увеличивается выработка на ТЭС, потому что в энергосистеме системе изначально есть необходимый диапазон регулирования. Поэтому строить новые ТЭС в Германии нет необходимости. А вот если на Украине заменять АЭС на ВИЭ, то возникает указанный выше парадокс. Поэтому нужны новые технологии, чтобы замещать угольные ТЭС. В настоящее время на Украине около 20 ГВт мощностей угольных ТЭС. При реализации предлагаемого «Укрэнерго» сценария «С» к 2025 г. более 9 ГВт, ныне имеющихся мощностей, будут не нужны. Т.е. снижение необходимых для балансировки системы мощностей угольных ТЭС при сценарии «С» будет происходить автоматически.

Эксперты «Укрэнерго» также говорят о незавидной судьбе украинских газовых ТЭС, которые вообще не вписываются в сценарий «С». Дело в том, что у имеющихся газовых ТЭС ни КПД, ни параметры работы даже близко не соотносятся с теми, которые можно обеспечить на современных станциях, использующих газ в качестве топлива.

Приостановка проектов по использованию ВИЭ

В настоящее время, в некоторых регионах Украины возможности выдачи технических условий для новых проектов возобновляемой энергетики уже ограничены именно в силу ограниченности возможностей балансирования. Прежде всего, это относится к Бурштынскому энергоострову и югу Украины.

Особенно критическая ситуация сложилась на Бурштынском энергоострове. В марте-мае 2018 г. «Укрэнерго» притормозило согласование и выдачу технических условий на электростанции использующие ВИЭ. Какое окончательное решение примет «Укрэнерго» для разрешения проблемы балансировки пока неясно. Эксперты говорят, что оно будет вынесено не раньше октября 2018 г. Только тогда «Укрэнерго» даст окончательные рекомендации для проектов ВИЭ в этом регионе.

Проблема заключается в том, что любые изменения конфигурации требуют согласования с польской стороной ответственной за регуляцию Бурштынского энергоострова. В связи с этим очень сложно реализовать такое эффективное решение как строительство вставок постоянного тока на интерфейсе ОЭС Украины - Бурштынский остров, хотя это уже неоднократно обсуждалось.

Прежде всего, это долгосрочный проект, который, с учётом позиции польской стороны, очень тяжело реализуем. Снять остроту вопроса и частично решить проблему балансировки может установка energy storage в самом Бурштынском энергоострове. «Укрэнерго» рассматривает два варианта расположения energy storage - это юг Одесской области или сам Бурштынский энергоостров.

Из-за того, что на юге Украины расположены две мощные АЭС, возможности выдачи техусловий, в этом регионе,
для СЭС, и ВЭС также очень сильно ограничены. В связи с этим «Укрэнерго» решило пойти на следующий шаг. Отказов в выдаче техусловий не будет, но в них резко возрастет стоимость подключения к ОЭС Украины, а это может быть неприемлемым для инвестора.

 

Компания СЭА предлагает промышленные солнечные электростанции (СЭС) для организации систем электроснабжения на солнечных батареях для коммерческого использования (для магазина, офиса, предприятия и других коммерческих помещений).

Компания СЭА реализовывает проекты электросистем с использованием в комплектации солнечных панелей разной мощности. Обеспечивает квалифицированный подбор оборудования для разных типов решений и предлагает готовые расчеты энергопотребления для разных регионов Украины. Подключает объект генерации электроэнергии в центральную электросеть с обеспечением продаж электроэнергии по «зеленому тарифу». Предоставляет сервисное сопровождение в течение всего эксплуатационного периода.

 

Чтобы ознакомиться с подробной информацией, заказать просчет цены, получить квалифицированную консультацию, помощь в выборе и купить солнечные электростанциифотоэлектрические модули (панели), сетевые, автономные или гибридные инверторы, звоните (044) 291-00-41 или пишите нам на почту: info@sea.com.ua.


Top