Широкомасштабное развитие возобновляемых источников энергии и его влияние на рынок электроэнергии и сетевую инфраструктуру
 Скачать 2.33 Mb.
|
|
5. Выводы В настоящее время электроэнергетика многих стран мира претерпевает значительные изменения, цель которых — обеспечение всеобщего доступа к недорогим, надежным, устойчивым и современным источникам энергии для всех – ЦУР7 49 . Эта цель достигается за счет активной интеграции различных традиционных и возобновляемых источников энергии в широком диапазоне мощностей от небольших объектов распределенной генерации до крупных сетевых электростанций, что влечет за собой трансформацию энергосистем. Основными факторами, определяющими быструю трансформацию энергетических систем в мире, являются: – стремление повысить надёжность и эффективность работы энергетических систем; – стремление расширить доступность энергии с использованием инновационных технологий; – стремление обеспечить высокий уровень экологической и климатической безопасности. – уменьшение стоимости технологий производства и потребления электроэнергии; – развитие электрификации экономики; – расширение цифровизации и автоматизации энергетических систем. При этом использование возобновляемых источников энергии в сочетании с повышением энергоэффективности рассматривается, как основные меры достижения указанного решения по климату; Успешный переход потребует должного рассмотрения трех ключевых аспектов: технического, экономического и институционального. Приоритет будет отдаваться улучшению координации между операторами сетей передачи и распределения электрической энергии. Кроме того, в управление должны быть включены совершенно новые субъекты, такие как агрегаторы. Во многих странах мира идёт активный процесс создания политических, рыночных и регулирующих условий, а также установление практики планирования и функционирования энергетических систем, которые ускоряют инвестиции, инновации и использование интеллектуальных, эффективных, надёжных и экологически безопасных технологий. Для обеспечения согласованной работы различных типов источников генерации, систем передачи и распределения энергии, систем управления спросом, устройств хранения энергии и других систем ключевое значение имеет комплексное планирование. В настоящее время все страны СНГ подписали и ратифицировали Парижское соглашение по климату, определили соответствующие вклады (INDC) и разработали планы действий по их реализации на национальном уровне. Одна из проблем, с которой в настоящее время сталкиваются многие страны в своих усилиях по широкомасштабному использованию возобновляемых источников энергии, - это нехватка квалифицированного технического персонала. Электроэнергетика стран СНГ - это более 330 ГВт установленной мощности электростанций с годовой выработкой электроэнергии около 1400 ТВтч. В рамках объединения электроэнергетических систем государств-участников СНГ семь национальных энергосистем государств Содружества (кроме энергосистем Республики Армения, 49 https://www.energy.gov/oe/activities/technology-development/grid-modernization-and-smart-grid 61 Республики Таджикистан и Туркменистана) работают синхронно. Энергетика многих стран СНГ работает на «низкоуглеродных» и / или «безуглеродных» источниках энергии: • В Республиках Таджикистан и Кыргызстан электроэнергия производится в основном, на крупных гидроэлектростанциях; • Тепловые электростанции в Туркменистане, Республике Беларусь, Узбекистане, Молдове и Азербайджанской Республике, составляющие основу электроэнергетики этих стран, работают на природном газе; • В структуре генерирующих мощностей Республики Армения определяющую роль играют ГЭС, АЭС и тепловые электростанции на природном газе. Несмотря на достигнутый прогресс, диверсификация устойчивых источников энергии пока не достигнута. Необходимо активно внедрять технологии возобновляемой энергии и инвестировать в будущие устойчивые энергетические системы. В процессе трансформации энергосистем в регионе актуальным является выполнение следующих работ: • Определение ключевых направлений и целевого видения развития электроэнергетики государств-участников СНГ с учетом долгосрочной перспективы (на период до 2050 года). • Создание институциональной основы, а в целом - интегрированной системы менеджмента, определяющей нормативные, технологические и экономические правила для оптимального развития и функционирования электроэнергетического комплекса государств-участников СНГ в контексте процессов трансформации энергосистем. в стране и в мире. • Создание совместной программы по развитию технологической и экономической основы для построения будущей эффективной и устойчивой интегрированной энергетической системы государств-участников СНГ для достижения ЦУР7. Для развития возобновляемой энергетики в странах бенефициарах проекта мы предлагаем следующие рекомендации: • Интегрировать солнечную и ветровую энергию в энергетические системы. • Создать национальные институты энергетического планирования будущего. • Совершенствовать методы унификации актуальной, надежной и оперативной статистики. • Разработать законодательные меры для поддержки интеграции переменных возобновляемых источников энергии в энергосистемы. • Использовать международный опыт для гармонизации национальных и международных энергетических стандартов. • Использовать современные технологии для эффективного производства солнечной и ветровой энергии. • Реализовать меры по снижению выбросов парниковых газов в энергетическом секторе. • Улучшить условия модернизации энергетических систем, использующих генерацию на основе солнечной и ветровой энергии. • Разработать руководство для потенциальных инвесторов в объекты возобновляемой энергетики. • Подготовить национальные кадры для интеграции солнечной и ветровой генерации в энергетические системы. Более подробные рекомендации можно найти в брошюре «Роль солнечной и ветровой энергия в трансграничном энергетическом сотрудничестве в странах бенефициарах проекта». 62 Приложение П.1 Основные цели и задачи государств – участников СНГ в области использования ВИЭ, инновационного развития энергетики и разработки передовых энергетических технологий, развития производства высокотехнологичного энергетического оборудования 20 ноября 2013 года Решением Совета глав правительств СНГ были утверждены Концепция сотрудничества государств-участников СНГ в области использования ВИЭ и План первоочередных мероприятий по ее реализации 50 . Концепция представляет совокупность согласованных взглядов и подходов государств-участников СНГ к сотрудничеству в сфере использования возобновляемых источников энергии (ВИЭ) и определяет принципы, механизмы и основные направления такого сотрудничества. Цели сотрудничества государств-участников стран СНГ в сфере использования ВИЭ включают в себя, в том числе: – повышение уровня энергетической безопасности и надежности энергоснабжения; – вовлечение в топливно-энергетический баланс дополнительных топливно- энергетических ресурсов и его оптимизация; – сокращение затрат на производство, распределение и транспортировку электрической энергии и топлива; – снижение антропогенной нагрузки на окружающую среду; – обеспечение эффективного использования энергетического потенциала государств – участников СНГ и устойчивого развития общего энергетического потенциала Содружества; – развитие инновационных технологий и науки в области использования ВИЭ. Основныезадачи государств-участников стран СНГ в сфере использования ВИЭ включают в себя, в том числе: – формирование и развитие эффективной технико-технологической базы по использованию ВИЭ; – рассмотрение возможных подходов к осуществлению гармонизации технологических норм и правил государств – участников СНГ при использовании ВИЭ; – развитие общего информационного пространства в сфере использования ВИЭ; – изучение и распространение международного опыта и опыта государств – участников СНГ в области развития ВИЭ; – обеспечение доступности и унификации статистических данных в области использования ВИЭ. Таким образом, среди целей и основных задач сотрудничества государств- участников СНГ в сфере использования ВИЭ изучение и распространение международного опыта и опыта государств-участников СНГ, обеспечение доступности и унификации статистических данных в области ВИЭ рассматриваются как необходимый первый шаг создания благоприятной рыночной среды для развития возобновляемой энергетики. 1 июня 2018 года Решением Совета глав правительств СНГ утверждена Концепция сотрудничества государств – участников СНГ в области инновационного развития энергетики и разработки передовых энергетических технологий и План первоочередных мероприятий по ее реализации. Основные цели сотрудничества, включают в себя: 50 http://e-cis.info/page.php?id=23882 63 – содействие развитию энергетики государств - участников СНГ на основе новых технологий, конкурентоспособных как на внутреннем, так и внешних рынках, обладающих высоким экспортным потенциалом; – снижение энергоемкости экономики и масштабное внедрение энергоэффективных технологий, включая использование альтернативных и возобновляемых источников энергии; – снижение антропогенной нагрузки на окружающую среду и климат в рамках производства (добычи) и использования энергетических ресурсов; Основные задачи сотрудничества в области инновационного развития энергетики и разработки передовых энергетических технологий, включают в себя: – развитие системы межгосударственного взаимодействия и координации инновационной деятельности в ТЭК; – развитие межгосударственной кооперации в сфере инновационного развития энергетики и разработки передовых энергетических технологий; – разработку предложений по внедрению экономических стимулов и механизмов повышения инновационной активности предприятий ТЭК; – развитие научно-технологического потенциала в области инновационного развития энергетики и разработки передовых энергетических технологий; – обмен опытом в сфере инновационного развития энергетики и разработки передовых энергетических технологий, подготовки и повышения квалификации кадров в этой области. 20 ноября 2018 года Решением Совета глав правительств СНГ были утверждены Концепция сотрудничества государств-участников СНГ по развитию производства высокотехнологичного энергетического оборудования, которая включает в себя следующие цели сотрудничества: – снижение зависимости от поставок средств и технологий из третьих стран, обеспечивающих развитие энергетической отрасли; – углубление кооперационных связей между хозяйствующими субъектами энергетической отрасли государств – участников СНГ; – развитие инновационных технологий и науки в энергетической сфере; – повышение конкурентоспособности смежных отраслей; – обмен опытом в области энергетического оборудования; – создание базы знаний в области разработки, производства и эксплуатации энергетического оборудования. Достижение этих целей может быть осуществлено путем решения следующих задач: – изучение и распространение опыта профильных ведомств и организаций государств – участников СНГ в энергетической сфере; – содействие развитию благоприятных условий для реализации проектов по применению энергетического оборудования, произведенного в государствах – участниках СНГ; – формирование и развитие эффективной технико-технологической базы; – сближение технологических норм и правил государств – участников СНГ; – развитие и укрепление взаимодействия между профильными ведомствами и организациями государств – участников СНГ; – развитие научно-технической базы и проведение совместных исследований и разработок, а также организация совместного производства. 64 П.2 Развитие электроэнергетической инфраструктуры 2.1 Опыт Италии 51 Италия начала разработку солнечных фотоэлектрических и ветровых проектов в начале 2000-х годов. Мощность VRE выросла с примерно 1 ГВт до почти 5 ГВт в течение пяти лет (2004–2009 гг.). В основном она была установлена в южных регионах, в то время как основные центры нагрузки остаются в городах среднего севера страны. Это изменило схемы потока энергии (Рис.1) и привело к перенасыщению и недоотпуску электроэнергии (Рис.2). В 2018 году солнечные фотоэлектрические и ветровые установки в Италии превысили 20 ГВт и 10 ГВт соответственно. Рис.1. Схемы потоков энергии в Италии С тех пор в стране был применен ряд мер, и повышение динамической пропускной способности линий (DLR) внесло значительный вклад в снижение недоотпуска электроэнергии из-за ограничений передачи. Повышение DLR - это относительно недорогая мера с коротким сроком реализации, которая сыграла важную роль в значительном сокращении уровней недоотпуска электроэнергии до 1-2% в Италии за очень короткий период. С тех пор такие уровни практически не изменились благодаря другим мерам, таким как развитие магистральных ЛЭП и постоянное развитие интеллектуальных сетей в регионе Апулия. Рис.2. Сокращение уровня недоотпуска электроэнергии в регионе Апулия 51 https://www.irena.org/-/media/Files/IRENA/Agency/Publication/2019/Jun/ IRENA_G20_grid_integration_2019.pdf 65 Помимо поддержки растущего количества распределенной солнечной PV генерации, которая требует активного управления сетью, проект «умной сети» также должен предусматривать в краткосрочной перспективе поэтапный отказ от крупных угольных электростанций, которые остаются в эксплуатации, для регулирования напряжения в энергосистеме региона. В этом контексте синхронные компенсаторы сократили количество станций, считавшихся необходимыми для безопасности энергосистемы на Сардинии, сэкономив миллионы евро. 2.2 Опыт Германии Немецкий опыт показал, что расширение связей между энергосистемами различных областей снижает резервные требования. Ранее резервы закупались четырьмя немецкими TSO – системный оператор магистральных сетей (отдельно, что в итоге приводило к одновременной активации резервов в противоположных направлениях (положительное/отрицательное). Немецкое сотрудничество в рамках сетевого кодекса решило эту проблему, что привело к созданию общего рынка контрольного резерва, где участники торгов могут предлагать свою продукцию во всех зонах TSO. Вместе с более короткими рыночными интервалами (до 15 минут на спотовом рынке) резервные требования и цена снизились в период между 2008 и 2014 годами, а мощность VRE увеличилась почти на 50 ГВт за тот же период. Кроме того, изменения в сетевом кодексе страны позволили интегрировать больше возобновляемых источников энергии при сохранении надежности энергосистемы. Из-за большого количества фотоэлектрических проектов в распределенной сети (70% от общего числа) в германском сетевом кодексе есть специальные положения, касающиеся требований к реактивной мощности в низковольтных распределительных сетях, а также частотных отклонений, которые могут вызвать лавинообразный эффект из-за одновременное отключение всех фотоэлектрических систем (пресловутая проблема с частотой 50,2 Гц). В связи с этим были введены стимулы для модернизации старых установок. Участие возобновляемых источников энергии в энергосистеме Германии расширяется, и в течение всей недели недавно 65% спроса были удовлетворены за счет возобновляемых источников энергии, после рекордного года в 2018 году, в течение которого 40% спроса были удовлетворены за счет возобновляемых источников энергии. Кроме того, 3 марта 2019 года на долю возобновляемых источников энергии приходилось 90% всего энергопотребления - особенно ветреное воскресенье. Такой сильный рост, однако, оказал существенное давление на систему. Немецкая энергосистема была уравновешена обычными энергоблоками в дополнение к экспорту в соседние страны. Тем не менее, случаи повторной диспетчеризации имели место из-за дисбаланса энергии и напряжения в результате наличия узких мест в немецкой энергосистеме. Количество этих событий возрастает год от года и, по сути, происходят в моменты перенасыщения в направлении север-юг, когда электростанции на юге и западе должны наращивать выработку, чтобы удовлетворить потребности региона, которые ранее планировалось удовлетворить ветром с севера. Из-за задержек расширения сети и временного вывода из эксплуатации сетевых активов, а также увеличения экспорта в соседнюю на юге Австрию и досрочного останова атомной электростанции, случаи повторной диспетчеризации в 2015 году были обычными явлениями. В 2015 году затраты на повторную диспетчеризацию достигли 412 млн евро, что примерно в три раза выше затрат в 2010 году. В последнее время затраты на повторную диспетчеризацию упали с 391 миллиона евро в 2017 году до 351 миллиона евро в 2018, и дальнейшее снижение ожидается, когда в системе появятся новые линии электропередачи. Федеральный закон о расширении сети предусматривает строительство 7 700 км линий электропередачи в целях расширения и укрепления сети. До настоящего времени 66 было одобрено 1800 км и реализовано 1 100 км. Увеличение количества новых линий со 150 до 1 100 км оказало положительное влияние на энергосистему Германии. Например, затраты на управление узкими местами в зоне TSO компании «50 Hertz» снизились с 346 миллионов евро в 2015 году до 187 миллионов евро в 2017 году. Этот прогресс связан с вводом линий электропередачи на юго-западе в 2017 году и дополнительные 5 ГВт пропускной способности в южном направлении, что также важно для дальнейшего вывода из эксплуатации атомных станций на юге. Хотя улучшения были достигнуты, сеть все еще требует дальнейшего улучшения. Хотя в целом укрепление сетей эффективно в качестве средства поддержки интеграции возобновляемых источников энергии, более сильный интегрированный европейский рынок, который увеличивает трансграничную торговлю, может также увеличить затраты на повторную диспетчеризацию в случае Германии. Это может произойти после того, как клиринг европейских рынков на сутки вперед рассмотрит Германию как единый узел, не учитывая внутренние ограничения сети. Немецкая стратегия также включает в себя соединение секторов с помощью электромобилей, электрификацию теплоснабжения и использования энергии для производства водорода. |