85
0
19.08.2021

Погляд експерта:"зелені" гібридні електростанції – можливість для України

 

СЕРГІЙ КАЧАН, аналітик Української вітроенергетичної асоціації

Використання відновлюваних джерел енергії (ВДЕ) має низку переваг у порівнянні з традиційною генерацією.

Остання значно залежить від цін на паливо, забруднює довкілля та збільшує енергозалежність країни.

"Зелена" генерація відіграє ключову роль у боротьбі зі зміною клімату, адже у світі вона визнана одним з головних механізмів скорочення викидів СО2.

Утім, ідеальних технологій не існує. Ахіллесовою п'ятою "зеленої" генерації, особливо сонячних (СЕС) та вітрових (ВЕС) електростанцій, є мінлива природа такої генерації, що потребує необхідної гнучкості енергетичної системи.

Українська енергосистема перенасичена застарілими і неманевровими потужностями теплових та атомних електростанцій, а держава ігнорує модернізацію системи для підвищення її гнучкості. Через це в найближчі роки країні загрожує дефіцит генеруючих потужностей.

Це призведе до віялових відключень електроенергії, адже нову "зелену" генерацію в умовах постійних обмежень і відключень не побудують, а стару традиційну генерацію мають виводити з експлуатації.

Як балансувати енергосистему

Щоб не допустити кризи, є два варіанти.

Перший – балансувати енергетичну систему за допомогою маневрових генеруючих потужностей та систем накопичення енергії.

Другий – збалансувати саму "зелену" генерацію шляхом використання "зелених" гібридних електростанцій, які стають дедалі більш поширеними у світі.

За даними компанії Zion Market Research, у 2017 році обсяг світового ринку "зелених" гібридних електростанцій оцінювався 477,71 млн дол. До 2024 року очікується його зростання майже вдвічі – до 836,92 млн дол.

Таким чином, у єдиному енергогенеруючому об'єкті можна об'єднати кілька видів генерації з ВДЕ, які будуть допомагати один одному. У періоди "провалу" одного виду генерації, наприклад, сонячної вночі, загальна генерація станції буде стабільною завдяки вітровій генерації чи газовому котлу на біопаливі.

Така "зелена" гібридна станція може мати різну конфігурацію на основі різних технологій: сонце, вітер, біомаса, мала гідроенергетика, геотермальна енергія.

Часто в таких станціях використовуються системи накопичення енергії (СНЕ), які підвищують надійність роботи станцій і можуть надавати допоміжні послуги енергетичній системі: балансування та вирівнювання частоти.

Як це працює

Існує багато варіацій гібридних електростанцій. Вони є своєрідним енергетичним "конструктором", який можна складати в довільному порядку з різних видів ВДЕ залежно від особливостей їх розташування і наявності ресурсів. Головною метою має бути забезпечення прогнозованого і стабільного виробітку електроенергії.

 

Зазвичай поєднують вітрову та сонячну генерації. Сонячна генерація активна вдень, проте вночі її виробництво падає до нуля. Вітрова генерація змінюється протягом доби, що дозволяє різним видам генерації збалансовувати одна одну.

Такі станції можна будувати в будь-якому масштабі: і для потреб підприємства, і для постачання електроенергії до регіональної чи національної мереж. Належним чином налаштована гібридна електростанція гарантує високий рівень надійності та безпеки постачання електроенергії, що критично важливо в українських реаліях.

Кому вигідні такі електростанції

Використання гібридних електростанцій з ВДЕ вигідне системному оператору, який відповідає за надійність і безпечність роботи енергетичної системи.

Гібридні станції вирішують найголовнішу проблему "зеленої" генерації: значно нівелюють мінливу природу ВДЕ, підвищують можливість диспетчеризації "зеленої" електроенергії, зменшують кількість перепадів електроенергії.

Зараз в Україні системний оператор здійснює балансування за принципом "генеруйте, допоки ми вас не обмежимо", що негативно впливає на галузь.

Використання гібридних електростанцій значно зменшує фізичне навантаження на системного оператора шляхом забезпечення прогнозованої і стабільної генерації електроенергії. Це відбувається завдяки використанню власного ресурсу для балансування, що значно зменшує кількість обмежень роботи об'єктів ВДЕ.

Очевидна і перевага для держави, оскільки значно зменшується потреба в компенсації за невідпущену за наказом оператора "зелену" електроенергію.

"Зелені" гібридні станції, у порівнянні з об'єктами відновлюваної генерації, які працюють лише на одному виді ВДЕ, мають переваги і для девелоперів. Передусім – значне скорочення капітальних витрат. На них припадає левова частка видатків, пов'язаних з життєвим циклом "зеленої" електростанції.

Дослідження міжнародної інженерної компанії Aecom свідчать, що спільна робота кількох видів "зеленої" генерації скорочує капітальні витрати на 3-13%, операційні витрати, у порівнянні з будівництвом окремих об'єктів генерації, – на 3-16%. Це знижує вартість "зеленої" електроенергії, від чого виграють кінцеві споживачі.

Це скорочення відбувається завдяки використанню спільної інфраструктури, більш ефективному використанню площ, розробці спільної проєктної документації, наприклад, обов'язкової для об'єктів ВДЕ оцінки впливу на довкілля.

Так, за даними Австралійського агентства з відновлюваної енергетики (Arena), будівництво СЕС Gullen Range в Австралії потужністю 10 МВт на території ВЕС потужністю 165 МВт коштувало на 5 млн дол менше, ніж окреме будівництво СЕС, а зведення гібридної електростанції Parc Cynog в Уельсі дало до 10% економії капітальних витрат лише завдяки використанню спільної інфраструктури.

Можливість оптимізувати використання енергомережі відрізняє звичайні електростанції від гібридних. Ця оптимізація досягається через використання однієї точки для приєднання об'єкта до енергомережі замість, наприклад, двох, якщо будувати і використовувати окремо сонячну і вітрову електростанції.

За умови використання, наприклад, сонячної та вітрової технологій на одному об'єкті значно підвищується й коефіцієнт використання встановленої потужності всього об'єкта. За даними Міжнародного енергетичного агентства (МЕА), у 2018 році цей коефіцієнт становив 23-44% для ВЕС і 10-21% – для СЕС.

Контрольований і передбачуваний рівень генерації дає змогу побудувати довгострокову бізнес-модель та сприяє продажі електроенергії за корпоративними угодами купівлі-продажу (Corporate PPA), адже відкривається можливість повністю задовольняти погодинні енергетичні потреби підприємства.

Завдяки більш прогнозованій генерації електроенергії значно зменшується можливість виникнення небалансів, за які, відповідно до закону №810-IХ, виробники з ВДЕ мають 50-відсоткову відповідальність, а з 2022 року рівень відповідальності за спричинені небаланси становитиме 100%.

Тобто гібридні "зелені" станції надають фінансові переваги і своїм власникам.

Чи можливе використання гібридних станцій

Наразі використання "зелених" гібридних електростанцій не передбачене в українському законодавстві. Ця технологія нова і юридично складна. Її закріплення в національних законодавствах лише починається. Наприклад, Польща та Греція лише недавно ввели гібридні станції до свого законодавства.

Необхідні технічні розрахунки, законодавчі напрацювання і розробка системи підтримки, щоб вмонтувати цю технологію в національний енергоринок. Більше того, відповідне законодавство необхідне не лише для побудови "зелених" гібридних електростанцій, а й для трансформації наявних об'єктів ВДЕ.

Це один з варіантів одночасного вирішення поточних проблем балансування енергосистеми та подальшого розвитку ВДЕ, яким користуються провідні держави.

Наприклад, на початку 2021 року іспанська компанія EDP Renewables виграла національний "зелений" аукціон на встановлення 97 МВт сонячних потужностей на майданчиках існуючих ВЕС. Тобто з метою підвищення гнучкості їх роботи працюючі вітростанції будуть перетворені на гібридні електростанції.

Критики таких проєктів стверджують, що близьке сусідство технологій значно знизить ефективність роботи сонячних панелей через тінь від вітряків. Однак фахівці Берлінського науково-дослідного інституту Reiner Lemoine Institut кажуть, що продуктивність панелей знизиться в середньому лише на 1-2%.

Ефективність таких проєктів можна простежити на прикладі Індії. У 2018 році вона реалізувала перший масштабний проєкт: перетворення ВЕС потужністю 50 МВт на гібридну станцію шляхом додавання 28,8 МВт сонячних потужностей.

Індія хоче побудувати 10 ГВт гібридних "зелених" станцій до 2022 року. У 2020 році країна ініціювала побудову найбільшої гібридної електростанції у світі. Вона буде складатися з вітрових турбін та сонячних панелей і матиме загальну потужність 30 ГВт, що в чотири рази перевищує загальну встановлену потужність ВДЕ в Україні.

"Зелені" гібридні електростанції – це приклад взаємовигідної технології для всіх гравців енергетичного ринку. Для держави, яка забезпечує свою енергетичну незалежність та стабільність енергосистеми. Для виробника, який може побудувати тривалу успішну бізнес-стратегію. Для споживача, який отримує доступ до чистої енергії, яка з часом буде дешевшати в умовах чесної конкуренції.

Ця технологія може змінити енергетичний сектор України, усунувши поточні виклики та загрози. Технологія "зелених" гібридних електростанцій рано чи пізно з'явиться і в Україні. Можливо, варто пришвидшити цей процес?

Джерело Економічна правда

поділитися
Коментарі (0)
коментувати