Инструменты децентрализации
Активные энергетические комплексы и смартгриды с возможностью генерации, аккумулирования и распределения энергии от разных источников (централизованная сеть, частные газовые и дизельные, солнечные и ветряные электростанции) активно развиваются в Европе, США и странах Азии.
«Свинцово-кислотным аккумуляторам пришли на замену литиевые, что существенно повысило удельные технические характеристики и срок службы, но высокая стоимость этих аккумуляторов пока мешает их лавинному распространению. Литий — редкоземельный материал, основные запасы которого сосредоточены в Южной Америке, Китай контролирует глобальный рынок этого элемента. Но в России имеются собственные месторождения лития, а именно в Мурманской области. «Росатом» и смежные структуры планируют развивать направление в будущем, строят крупный завод в Калининградской области и, возможно, начнут добывать российский литий», — пояснил
автор нескольких изобретений, технический писатель Юрий Степанов.
Реализованные проекты накопителей имеют емкость 50–80 кВт•ч и мощность 20–50 кВт. Юрий Степанов сравнивает это с потребностями частных домов. Оборудованные резервными источниками генерации и системами аккумулирования энергии, они могут иметь емкость 20–40 кВт•ч и мощность преобразователя(инвертора) до 15 кВт. И этой емкости, в случае отключения городской сети, хватает в среднем на полсуток. А зимой, при работающем электрокотле — всего на пару часов. Объекты здравоохранения, связи, образования, которым требуется бесперебойность подачи электроэнергии (по 1-й категории), имеют подключенные мощности на порядки выше частных домов.
Глобальная электрификация автомобильной отрасли, цифровизация и оптимизация всех информационных и энергетических процессов делает развитие литиевых систем накопления энергии наиболее актуальными в ближайшие 10–20 лет, наравне с развитием ВИЭ, ESG-стратегии и достижения углеродной нейтральности.
В мировой практике наиболее ярким примером успешной реализации инжинирингового решения по применению накопителей являются США, где на протяжении многих лет активно используются накопители для балансировки сети и осуществления пикшейвинга (регулирования пикового потребления). В России, в силу принципиального отличия в построении энергосетей, потребность во внедрении подобного рода накопителей несколько ниже, однако такие решения актуальны и у нас.
«Для России необходимость внедрения Energy Storage System назрела уже давно. Особенно остро она проявляется в регионах, где существует проблема недостатка маневренных мощностей и, как следствие, существует необходимость эффективного пикшейвинга», — пояснил нам
директор R&D сети ENERGON Борис Корбан.
«Для России необходимость внедрения Energy Storage System назрела уже давно»
В США спрос на устройства формируется естественно. Сбытовые цены на электроэнергию там определяются механизмом, подобным биржевому. В периоды острого дефицита тарифы на электроэнергию могут подскакивать буквально в 1000 раз. Поэтому эффект от пикшейвинга проявляется очень ярко. В России, где цены на электроэнергию формируются по другим принципам, экономического эффекта от этих систем нет.
«Но и у нас ночью, когда стоимость электроэнергии более низкая, сбытовые компании могут заряжать стореджи и балансировать сеть. А днем — в периоды пиковых нагрузок — отдавать энергию с накопителей. Компенсация пиков потребления за счет энерджи стореджей может быть интересна и для потребителей — юридических лиц, несущих значительные расходы на электроэнергию. Экономия на платежах за электричество и отсутствие штрафов, по сути, позволяет юридическому лицу окупить стоимость накопителя в течение одного-двух лет», — объясняет Борис Корбан.
Постепенно и медленнее
Несколько лет назад Инновационный центр сети ENERGON, провел собственное исследование российского рынка, позволившее выявить целый ряд направлений, в которых внедрение Energy Storage System на литий-ионных аккумуляторных батареях максимально эффективно. Согласно выводам этой работы, в ближайшие 10–15 лет в России наметится существенный переход на регулирование сетей с помощью Energy Storage Systems, которые будут во владении как у частных, так и у генерирующих и энергосбытовых компаний.
«В будущем энергетика неизбежно станет менее централизованной, то есть производителей и потребителей энергии будет много, и они будут разными. Поэтому для них нужны легко масштабируемые решения в области сохранения энергии», — предсказывает
генеральный директор Eaton в России Елена Миронова.
В России же переход на системы накопления энергии (СНЭ) будет происходить постепенно и медленнее, чем в других странах. В «Концепции развития рынка систем хранения электроэнергии в РФ», созданной Министерством энергетики РФ, даже содержится перечень мер, стимулирующих спрос на СНЭ. В России рынок СНЭ формируется позже, чем в США, Европе и Китае, и в меньшем масштабе.
Высокий спрос на СНЭ сейчас предъявляют центры обработки данных по мере усиления темпов информатизации бизнеса и автоматизации производства. Для них необходимы надежные источники бесперебойного питания (ИБП).
К примеру, в США только в 2020 году общий объем мощности накопителей составил 1,7 ГВт, при этом Минэнерго США прогнозирует взрывной рост этого показателя в ближайшие годы — к 2023 году он может составить уже более 12 ГВт. В России же к 2023 году только прогнозируется достичь общего объема СНЭ в 1,0–1,5 ГВт.
«В будущем энергетика неизбежно станет менее централизованной, то есть производителей и потребителей энергии будет много, и они будут разными. Поэтому для них нужны легко масштабируемые решения в области сохранения энергии»
«Водородная энергетика, для развития которой российские власти разработали весьма амбициозные планы, создаст дополнительный стимул для развития накопителей. Именно в этих сферах СНЭ действительно могут несколько изменить «ландшафт» российской электроэнергетики в ближайшие годы. Ускорять этот процесс будет постепенное повышение эффективности технологий и снижение материалоемкости, прежде всего в части литий-ионных аккумуляторов: ожидается, что к 2025 году их стоимость сократится на 40%», — заявляет Елена Миронова.
Эксперт считает, что важно при этом использовать экологичные решения, ведь суть энергоперехода как раз в том, чтобы устранить негативные последствия выработки и потребления энергии. С этой точки зрения, СНЭ должны быть еще и экологичными, и это сложная задача для формирующегося в России производства СНЭ.
Регионы накопления
В конце 2021 года в распределительных электросетях компаний «Россети Центр» и «Россети Центр и Приволжье» ввели в эксплуатацию 18 накопителей энергии. Пилотные проекты по установке систем были впервые реализованы в Белгородской и Владимирской областях в 2019 году компанией Enertech International Inc., совладельцем которой является ООО «РЭНЕРА».
Литий-ионные аккумуляторные батареи обладают рядом преимуществ по сравнению со свинцово-кислотными, щелочными и иными аналогами, обеспечивая заказчику операционную и экономическую эффективность.
Регионы, где уже введены системы накопления энергии «Росатома»: Белгородская, Брянская, Владимирская, Воронежская, Ивановская, Костромская, Курская, Липецкая, Орловская, Рязанская, Смоленская, Тамбовская, Тверская, Тульская и Ярославская области, а также Марий-Эл и Удмуртия.
«ПАО «Россети» на системной основе занимается вопросами инновационного развития. Это создает хорошие предпосылки для формирования среды, стимулирующей качественное изменение электросетевого комплекса России, что особенно актуально в период глобального энергоперехода», — отмечает
директор Института экономики и регулирования инфраструктурных отраслей НИУ ВШЭ Илья Долматов.
WhatsApp
ВКонтакте
.svg)
