Европейский опыт
Германия
В настоящее время ВИЭ-энергетика Германии перекрывает более 35% ежегодного потребления электроэнергии посредством ветровых и солнечных электростанций. В стране работает более 30 тыс ветряных турбин общей установленной мощностью около 60 ГВт. Кроме того, в ФРГ насчитывается около 1,7 млн солнечных (фотоэлектрических) установок на 46 ГВт.
Это хорошо или плохо? Давайте попробуем разобраться вместе.
С одной стороны, производство энергии из возобновляемых источников положительно влияет на окружающую среду.
С другой стороны, чем больше ветровой и солнечной энергии использует страна, тем больше резервных мощностей ей потребуется. В “плохие дни” эти источники должны обеспечивать до 100 процентов потребности страны в электроэнергии. А в “хорошие дни” резервные источники будут использоваться меньше или даже отключаться, то есть, простаивать. Не очень хорошая экономика.
Отсюда вывод: если вы хотите стабильного и безопасного электроснабжения, вам понадобятся резервные источники электроэнергии. Причем такие, которые можно активировать в более или менее небольшие сроки, чтобы быстро покрыть дефицит генерации из-за прекращения работы ветровых или солнечных электростанций.
Теоретически, идеальным резервным источником было бы хранение избыточного электричества, получаемого от ветротурбин и солнечных электростанций. И дальнейшее использование запасенной энергии в случае необходимости. К сожалению, электричество — сложный и дорогой товар для хранения.
В настоящее время самым эффективным из доступных решений является ГЭС замкнутого цикла. То есть, в период избытка энергии вода закачивается в верхний резервуар, а в период недостатка стекает обратно в нижний, вращая генераторы. Правда, при этом около 25% энергии теряется.
Естественно, что затраты на строительство и эксплуатацию таких насосных хранилищ увеличат реальные затраты на обеспечение электроэнергией. Кроме того, эти установки занимают большую площадь.
В исследовании, проведенном Министерством энергетики Баварии в 2014 году, говорится, что такие ГЭС являются экономически невыгодным решением. Гораздо лучше было бы использовать уже существующие ресурсы водохранилищ в Норвегии и Швеции. Там можно значительно расширить мощности насосных хранилищ и построить новые с гораздо меньшими затратами.
Однако это потребовало бы транспортировки электроэнергии на большие расстояния туда и обратно между Германией и этими странами. Следовательно, нужны дополнительные высоковольтные линии, за которые никто не хочет платить.
Сегодня, чтобы гарантировать стабильную базовую мощность Германия вынуждена полагаться на угольные и газовые ТЭС, немногочисленные оставшиеся АЭС, а также на импорт электроэнергии из других европейских стран. Большая ее часть поступает из Франции, где около 75% электроэнергии производится на атомных станциях, и из Швеции, где АЭС производят 40% электричества. В “плохие дни” Германия вряд ли могла обойтись без этих поставок.
А в “хорошие дни” Германия наводняет остальную Европу избыточной энергией от своих ветровых и солнечных установок, часто по демпинговым ценам. Таким образом, ФРГ превратила нестабильность своей ВИЭ-энергетики в общеевропейскую проблему.
Немецкое энергетическое агентство (DENA) опубликовало долгосрочный сценарий производства электроэнергии в Германии. Он основан на предположении, что к 2050 году на возобновляемые источники (ВИЭ) должно приходиться 80% общего потребления электроэнергии.
Среди прочего, DENA пришла к выводу, что для обеспечения стабильного электроснабжения Германии все равно потребуется поддерживать 61 ГВт традиционных мощностей “в резерве”. А системы хранения электроэнергии обеспечат только 9% резервной мощности.
Неужели все так плохо?
Нет, выход есть.
Кристоф Остерман из Германии основал энергетическую компанию Sonnen, клиенты которой платят ежемесячный взнос максимум 19,90 евро за неограниченное количество электроэнергии. «Financial Times» уже назвала Sonnen одной из наиболее быстро растущих компаний в мире.
Поскольку каждый пользователь может производить и накапливать электроэнергию, компания продает по всей стране домашние системы аккумулирования энергии и получает от покупателей гарантию доступа к ним.
С помощью программного обеспечения все аккумуляторные батареи объединены в сеть с ветровыми, солнечными и электростанциями, работающими на биомассе. В результате создается большая сеть, состоящая из производителей и потребителей электроэнергии, а также тех людей, которые делают и то и другое. Кристоф Остерман называет это «электросообществом Германии» и стремится сделать Sonnen «энергетической компанией будущего».
Остерман один из тех, кто хочет ускорить переход на возобновляемые источники энергии: «сделать его быстрее, чем могут крупные поставщики электроэнергии». Компания продала уже около 15 000 систем хранения электроэнергии. Это хороший результат, учитывая то, что она была основана «пятью людьми в гараже».
Анализ исследовательской фирмы EUPD показывает, что в компании Sonnen есть большой потенциал стать лидером рынка в Германии, США и Австралии. С помощью своих систем хранения электроэнергии компания намерена компенсировать слабые стороны возобновляемых источников энергии – в частности, их нестабильность.
Система хранения электроэнергии компании Sonnen предназначена для массового потребления. Электроэнергия, полученная из таких систем, может поставляться и в сторонние электросети, что делает их более гибкими. Поскольку объем электроэнергии из ВИЭ растет, будут расти и системы хранения.
Конечно, в этот сегмент пойдут и крупные участники энергорынка — производители энергии из традиционных/ископаемых источников. На первом этапе это будут, в основном имиджевые проекты, рассчитанные на то, чтобы "сохранить лицо" и сделать зеленый make-up перед обществом. Но гиганты могут строить только гигантов, это требует огромных инвестиций. И хотя средства у таких игроков рынка есть — строительство больших хранилищ электроэнергии противоречит их модели бизнеса, так как они производят стабильную электроэнергию, выработка которой не зависит от инсоляции и скорости ветра.
Кроме этого — строительство больших систем хранения подразумевает обеспечение отказоустойчивости, то есть надо создавать кластерные системы с дублированием, что опять увеличивает стоимость хранилища.
Не стоит забывать и о том, что для работы большого Powerbankа нужно построить высоковольтные линии электропередач, по которым энергия будет поступать от солнечных и ветровых электростанций в хранилище, и ЛЭП для передачи энергии потребителям.
Учитывая эти данные, модель предложенная компанией Sonnen представляется наиболее разумной. Огромное количество небольших систем хранения, где отказ одного или нескольких практически не влияет на систему целиком, возможность передачи энергии по существующим ЛЭП и, конечно, демонополизация рынка.
Еще один показатель. Мы видим лавинообразный рост в производстве электромобилей уже сегодня. Современные электромобили устроены так, что они могут не только заряжаться от сети, но и отдавать электроэнергию туда же.
2030 год не за горами, и что будет с зеленым тарифом посмотрим. Но уже сегодня можно с абсолютной уверенностью сказать, что домашние аккумуляторы для хранения электроэнергии будут все более востребованы.
Продолжение следует...
