Сьогодні, під час війни, робота над розбудовою нової розподіленої генерації ведеться як державними компаніями, так і муніципалітетами, приватним бізнесом також.
В Україні цей тренд активно розвивається, одночасно з відновленням зруйнованих об’єктів генерації у великій енергетиці, і слід зазначити, що будівництво диспетчеризованої розподіленої генерації — одне з основних завдань українських енергетиків, як відповідь на російський тероризм щодо об’єктів енергетичної інфраструктури.
Уряд спростив умови підключення до електричних, газових та теплових мереж, а також було розроблено фінансово-кредитні програми для стимулювання розбудови розподіленої генерації як для фізичних осіб, так і ОСББ, приватного бізнесу та муніципалітетів.
Крім того, Уряд і регіони зараз активно працюють над забезпеченням критичної інфраструктури резервними системами живлення, які у разі настання складної ситуації забезпечать певних споживачів необхідною електроенергією та теплом.
На фоні вищезазначеного потрібно докладніше розповісти, що таке розподілена генерація і яку роль вона відіграє в енергосистемах різних країн світу.
Аналітики неоднозначно оцінюють ринок розподіленої генерації. В глобальних звітах за 2023 рік наводяться оцінки світового ринку від 150 до 250 млрд дол. США, що відповідає частці в загальній структурі генерації 10-20%. Також по-різному оцінюються і перспективи, але в цілому експерти оцінюють темпи розвитку розподіленої генерації в структурі енергетичного балансу в межах 6,5-13,6% на рік, що помітно вище загального приросту виробництва електричної енергії.
Причиною такої розбіжності меж є розрізнене значення в країнах Європи терміну «розподілена генерація», наприклад:
-
в Італії — це когенераційна установка потужністю менше ніж 1 МВт, що працює на кінцевого споживача;
-
в Словаччині — джерела генерації потужністю менш як 100 МВт, що не мають централізованого планування і диспетчеризації і приєднані до розподільних мереж;
-
в Іспанії — модульна генерація потужністю менше ніж 50 МВт, яка розташована на території споживача;
-
у Швеції — джерело, приєднане до розподільних мереж або до мереж споживача;
-
у Великобританії — джерело генерації, що не приєднане до системи передачі;
-
в Україні — генеруюча електроустановка до 20 МВт, і приєднана до розподільних мереж. Хоча є ще думка, що це може бути генеруюча електроустановка без обмеження за потужністю, але яка приєднана до розподільних мереж.
В переважній більшості випадків розподілена генерація має відносно невелику потужність і стабільного місцевого споживача, з яким поєднана однією-двома лініями розподільної мережі й довгостроковими договорами на купівлю електроенергії та теплоенергії (у випадку когенераційної установки).
В такому форматі розподілена генерація виходить на загальний ринок електричної енергії за залишковим принципом, вона базується на локальних енергоресурсах і не може масштабуватися на цій території в бізнес більший, ніж передбачає місцеве споживання.
Розподілена генерація, в загальному випадку за рахунок малих обсягів, має як недолік (це вищі питомі витрати на будівництво і виробництво електричної енергії), так і конкурентну перевагу в короткому ланцюгу транспортування електроенергії, при цьому вони реалізують свої технологічні переваги там, де одночасно:
-
в одному ланцюгу поєднується виробництво і споживання теплоенергії (через когенерацію або електричні водонагрівачі-бойлери);
-
є два, а ще краще три й більше джерела енергії, наприклад: природний газ та біометан;
-
децентралізоване виробництво електроенергії на ВДЕ, доступна електроенергія від енергосистеми та існує можливість спалювання побутових відходів;
-
наявна інфраструктура для інтеграції виробництва і споживання в електричну мережу, в оптимальному варіанті цією інфраструктурою виступає Smart grid (слід акцентувати, що трактування мікромережі в європейському й українському регуляторних полях дещо відмінні).
Таким чином, сучасна розподілена генерація — це нішова можливість, що базується на великому споживачеві (великому — для місцевих умов, і невеликому відносно національного ринку в цілому) і не може бути масштабованою за межі умовного локального споживання електроенергії чи тепла.
Водночас малі проєкти розподіленої генерації мають відносно невеликі витрати на будівництво, гарантовану стабільну оплату й окупність від прив’язаного до певної територіальної місцевості платоспроможного гарантованого споживача.
Тому в Україні, в умовах обмежень фінансування великих проєктів нової генерації й об’єктів системи передачі та розподільних мереж, потік нових МВт генерації буде створюватися в основному за рахунок розвитку власної генерації у побутового і промислового споживача для забезпечення в першу чергу власних потреб. Великі проєкти, переважно ВЕС, розвиватимуться пізніше, через більший цикл підготовки (довідково — великі ВЕС — це не розподілена генерація, а для їх інтеграції в режими енергосистеми потрібні великі ГЕС/ГАЕС та ТЕС, які також не є розподіленою генерацією).
Враховуючи вже вище сказане, можна спрогнозувати, якою буде структура генерації в новій енергосистемі України, а саме:
-
Велика генерація — приблизно 80%:
-
АЕС
-
Великі СЕС
-
ВЕС
-
Великі ГЕС
-
ГАЕС
-
ТЕЦ на природному газі
-
Газові та вугільні блокові ТЕС (після ремонтів, до остаточного вичерпання ресурсу)
-
Розподілена диспетчеризована генерація займатиме приблизно 20%, це:
-
Вугільні ТЕЦ (малі)
-
Когенерація на природному газі
-
Малі СЕС
-
ТЕС/ТЕЦ на біометані
-
Малі/мікро ГЕС
Слід зазначити, що при такій конфігурації відсутня можливість виключити жоден зі складових елементів в структурі генерації при формуванні енергетичного балансу.
Водночас взаємна конкуренція між «великою» і розподіленою генерацією займе приблизно 10% ринку електроенергії. Тобто конкуренція і взаємна ув’язка між сегментами великої енергетики буде мати більший вплив на ринкову стабільність, ніж розвиток розподіленої генерації.
Одночасно для надання можливості бути конкурентними на всіх сегментах енергетичного ринку вже побудованої розподіленої генерації почали зʼявлятися нові гравці, такі як: Aggregator — учасник енергетичного ринку, який надає послуги з агрегування виробництва енергії з різних джерел, включаючи локальне управління попитом і пропозицією та Prosumer — активний споживач, який не тільки споживає енергію, але й активно бере участь у її виробництві та продажу надлишкової згенерованої електроенергії.
Важливо зауважити, що для впровадження диспетчеризованої розподіленої генерації та забезпечення її надійної роботи як на всіх сегментах ринку електричної енергії, так і в ізольованому режимі на виділений район (в острівному режимі) під час обмежень роботи енергосистеми, обов’язково потрібно модернізувати електричні мережі, впроваджуючи принципи Smart Grid і Micro Grid. Такі заходи дозволять інтегрувати певний набір сучасних технологій, які перетворять стару енергетичну інфраструктуру на сучасну цифрову систему з використанням новітніх ІТ-рішень.
Таким чином мережі за рахунок використання комунікаційних технологій, технологій збору інформації про виробництво, передачу, розподіл та споживання електроенергії — зможуть ефективно контролюватися й управлятися диспетчером. Одночасно в енергосистемі буде досягнута здатність до самовідновлення після збоїв в постачанні електроенергії споживачам, дотримуватиметься стале забезпечення необхідної якості електроенергії для споживачів, відбуватиметься забезпечення синхронної роботи розподіленої генерації та систем накопичення/регулювання електричної енергії, підвищиться стійкість мережі до фізичного та кібернетичного втручання зловмисників або наслідків погодного та кліматичного впливу на мережі та інше.
Тільки за умови інтеграції вищезазначених технологій та заходів, розподілена генерація зможе виконувати функцію забезпечення гарантованої потужності в енергосистемі та надійно працювати у всіх її режимах роботи, включаючи ізольований (острівний) режим. Тим самим надійно забезпечувати споживачів електроенергією та теплом при будь-яких обставинах, враховуючи й ризики війни.
За інакших умов існують суттєві ризики залишитися громадам та бізнесу після вкладених колосальних зусиль, коштів та допомоги іноземних партнерів з дорогими генераторами, які виконуватимуть лише функцію дорогого резервного живлення для власних потреб.
Нагадаємо, вже у лютому Energy Club розпочинає курс онлайн-навчання для представників територіальних громад “Розподілена генерація: крок до енергетичної незалежності України”. Деталі за посиланням.