Цена "зеленого" вопроса

Развитие ВИЭ в Украине потребует значительных инвестиций в балансирующие мощности

"Укрэнерго" беспокоит стабильность работы энергосистемы в контексте развития "зеленой" энергетики. Проблема та же, что и в других странах: выработка электроэнергии возобновляемыми источниками нестабильна (а в Украине еще и плохо прогнозируема), и увеличение их доли в общей генерации создает угрозу стабильности работы всей энергосистемы.

Нина ШЕРШОВА

Поскольку доля ВИЭ в Украине пока невелика, проблема до сих пор не была достаточно серьезной. На данный момент суммарная установленная мощность ВИЭ составляет 1353 МВт, из них СЭС - 841 МВт и ВЭС - 512 МВт. Пока это мало влияет на баланс, варьирование их генерации компенсируется уже существующими маневренными мощностями. Но с недавних пор на проблему роста "зеленой" генерации обратили внимание. Глава "Укрэнерго" Всеволод Ковальчук уже несколько раз высказывался на эту тему на публичных мероприятиях. В феврале, рассказывая о положении дел в компании, он упомянул о сложностях с выдачей техусловий для ВИЭ в западном регионе, в середине марта сообщил, что "Укрэнерго" ведет математические расчеты критических значений мощности для СЭС и ВЭС, которые могут быть введены без риска разбалансировки объединенной энергосистемы Украины.

И вот теперь глава "Укрэнерго" представил результаты расчетов и рассказал о возможных путях развития энергосистемы в симбиозе с "зеленой" генерацией. Исследование проведено на основе статистических данных о работе уже запущенных ВЭС и СЭС, прогноза развития ВИЭ в Украине в различных балансовых условиях в периоды летнего и зимнего максимумов и паводка. Предполагается, что при интеграции ВИЭ в энергосистему соблюдаются требования по обеспечению ее безопасности, баланса и стабильной работы. Погрешность прогнозирования производства электроэнергии ВИЭ при расчетах закладывалась на уровне около 30% при нормативе 50%.

Энергосистема Украины без риска разбалансировки и серьезных изменений в своей структуре может принять еще до 3 тыс МВт новых мощностей СЭС и ВЭС, сообщил В. Ковальчук. При этом объем уже выданных до 2025 г. техусловий на присоединение новых мощностей ВИЭ в два с лишним раза больше – 7426 МВт, из них 4200 МВт ВЭС и 3226 МВт СЭС.

С этим надо что-то делать, и "Укрэнерго" видит три сценария развития ситуации в энергетике до 2025 г., когда установленная мощность ВИЭ достигнет 7.5 тыс МВт. Два из них предполагают ограничения. В первом сценарии "А" ограничивается производство электроэнергии ВЭС и СЭС, а также ввод дополнительных балансирующих мощностей. Уровень прогнозирования выработки ВИЭ остается на нынешнем уровне. Во втором сценарии "В" ограничивается доля атомных электростанций. Рост балансирующих мощностей обеспечивается за счет угольной генерации. Развитие "зеленой" генерации не ограничивается.

С точки зрения "Укрэнерго" оптимальным является третий вариант "С", при котором максимально сбалансированы интересы потребителя и возобновляемой энергетики. Он предусматривает внедрение в Украине системы точного прогнозирования и строительство 2.5 тыс МВт новых высокоманевренных балансирующих мощностей. Это обеспечит свободное развитие возобновляемой энергетики и позволит избежать ограничения генерации АЭС и наращивания генерации ТЭС. По мнению главы "Укрэнерго", такой сценарий также позволит сдержать рост тарифов на электроэнергию для потребителей всех категорий.

"Укрэнерго" также подготовило обновленный "Отчет по оценке соответствия (достаточности) генерирующих мощностей", который призван помочь понять, что именно нужно сделать для реализации плана "С". Предполагается, что на его основе НКРЭКУ определит механизм финансирования строительства высокоманевренных мощностей до полноценного формирования рынка вспомогательных услуг, а Минэнергоугля до конца 2018 г. проведет конкурс на их строительство.

В "Укрэнерго" считают, что расходы на реализацию мероприятий, предусмотренных планом "С", составят около 55 млрд грн, и вложения окупятся через шесть лет. Наличие высокоманевренных мощностей позволит экономить около 65 млрд грн в год за счет минимизации роста тарифа на электроэнергию, который, в числе прочего, зависит и от состава генерирующих мощностей, отметил В. Ковальчук.

Высокоманевренные мощности должны включать газопоршневые электростанции, блоки которых способны выйти на полную мощность в течение 10 минут, и аккумуляторы, которые позволяют быстро регулировать колебания потребления в течение одного часа. Общая их мощность должна соответствовать трети установленной мощности ВИЭ. При этом энергосистему Украины нельзя сравнивать с энергосистемами европейских стран, где регулирование осуществляется иначе.

"В энергосистеме должны быть мощности реагирования быстрого действия, которые покрывают 30% установленной мощности ВЭС и СЭС. Во Франции установлено совокупно около 15 ГВт генерации ВИЭ, при том что у них максимум в энергосистеме составляет около 85 ГВт, из которых диапазон регулирования – около 35 ГВт. Теоретически наличные станции Франции могут принять до 100 ГВт мощностей ВИЭ, потому что они имеют широкий диапазон (реагирования). Во Франции, в отличие от Украины, в первичном и вторичном регулировании принимают участие и атомные электростанции. Нашу энергосистему невозможно сравнивать с точки зрения балансировки ни с Францией, ни с Германией. А как раз опыт их мы учитываем в полном объеме", - рассказал В.Ковальчук.

Опыт показывает, что есть лишь несколько инструментов балансирования ВИЭ. Лучший инструмент с точки зрения совокупных целей декарбонизации, чистоты воздуха и других целей – избыточная мощность генерации ВИЭ, которая ограничивается под конкретный график потребления плюс управление спросом, чтобы приблизить его к прогнозному графику генерации ВИЭ. За ограничение генерации ВИЭ никому не приходится ничего платить.

С точки зрения экологии и чистоты воздуха идеальной системой является такая, в которой генерация осуществляется только за счет возобновляемых источников, а балансировка – только за счет хранения энергии. В. Ковальчук сообщил, что в Германии были проведены расчеты такой "идеальной модели", в которой существует только возобновляемая энергетика и хранение энергии.

"В условиях экономики Германии, если убрать все и оставить только ветер и energy storage мощностью около 35% от установленной мощности ВЭС, то средневзвешенная цена электроэнергии составит 5.5 евроцентов, что примерно соответствует нынешнему уровню и даже немного ниже, но при этом энергия на 100% чистая и система сбалансированная и автономная. Вопрос в том, что инвестиции, которые требуются для замещения тепловых и атомных мощностей, неподъемны даже для немецкой экономики, а процесс замещения займет порядка 50 лет", - сказал В. Ковальчук. Таким образом, "идеальная модель" неосуществима даже для самой мощной экономики Европы, тем более – для Украины. Тем не менее, приблизиться к ней можно путем реализации сценария "С". При этом для газопоршневых станций можно использовать биогаз, что обеспечит экологичность. По расчетам "Укрэнерго", в сценарии "С" газопоршневые станции работают лишь 200 часов в год, а для обеспечения 10 МВт станции нужно лишь 0.25 МВт биогазовой установки и газгольдер, которые покроют потребности газовой станции на 1-1.5 часа в сутки. Окупаемость самой станции должна быть обеспечена платой за готовность, за ее мощности на условиях долгосрочного контракта, который будет заключен по условиям конкурса", - сказал В. Ковальчук. Это решает одновременно и задачи балансировки, и задачи использования чистой энергии.

Сейчас в Украине для балансировки используют угольную генерацию ТЭС, которая является самой дорогой и экологически наиболее грязной. По мере увеличения "зеленой" генерации потребность в маневренных мощностях будет расти. "Отсутствие такой системы обойдется потребителю не менее 400 млн грн ежегодно, при условии введения в эксплуатацию 7.5 тыс МВт мощностей ВИЭ", - подчеркнул В. Ковальчук.

Кроме того, необходимо разработать и внедрить новую высокоточную систему прогнозирования. По оценке главы "Укрэнерго", это обойдется в сумме порядка 800 млн грн, но внедрение такой системы окупится менее чем через год.

Потребность в балансирующих мощностях определяется структурой "зеленой" генерации – малые станции, распределенные по всей стране, требуют меньших мощностей по сравнению с крупными, сосредоточенными в нескольких местах.

"Если взять четыре СЭС мощностью 100 МВт, которые находятся на расстоянии 50-100 км друг от друга, и если взять ту же мощность, которая распределена по станциям 1-5 МВт по всей стране, то потребность в мощностях быстрой балансировки уменьшится для этого объема приблизительно в 2.5 раза за счет взаимовыравнивания генерации этих станций", - сказал В. Ковальчук. Поэтому тарифы для малых СЭС должны быть больше, чем для больших примерно на 25-28% без изменения средневзвешенной цены для оптового потребителя.

В этой связи он также назвал сложным строительство крупной СЭС в зоне отчуждения ЧАЭС. Поскольку там предполагается строительство станции мощностью около 1000 МВт, это потребует создания около 300 МВт дополнительных быстрых балансирующих или аккумулирующих мощностей непосредственно в зоне действия станции. "Такая локализация объекта солнечной энергетики в радиусе 3.5 км, как это следует из документов, очень сложна", - уточнил В. Ковальчук.

Он также отметил, что Украине предстоит показать устойчивость своей энергосистемы в ходе присоединения к ENTSO-E.

"Чтобы присоединиться, мы должны продемонстрировать устойчивость нашей системы во время стресс-тестов в изолированном режиме, которые в нашем графике выпадают примерно на 2022 г. С учетом темпов введения, если у нас не будет собственных мощностей, которые позволят в изолированном режиме балансировать эти 30% от 7.5 ГВт установленной мощности "зеленой" генерации, т.е. 2.5 ГВт, то те отклонения частоты, которые будут в нашей системе, если мы не будем делать этого в нормативных значениях, не позволят интегрироваться. Поэтому для целей интеграции нам это надо делать в любом случае", - сказал он.

Присоединение к ENTSO-E, кроме прочего, даст возможность дополнительно балансировать энергосистему, хотя пока неясно, насколько это выгоднее строительства собственных балансирующих мощностей.

"Конечно, у нас может быть постепенное объединение рынков, объединение балансирующих рынков, рынков услуг. Это технически возможно. И уже на этом рынке будут складываться цели, которые определят, что получится более привлекательным – получать частично эти услуги из других стран, используя те перетоки, которые у нас есть, или, наоборот, наша генерация сможет предоставлять эти услуги. Это технически возможно, но целесообразно ли это – ответить нельзя раньше, чем через два года после физической синхронизации наших сетей", - сказал В. Ковальчук.

Он также коснулся проблемы т.н. "зелено-угольного парадокса – возможного увеличения доли угольных ТЭС при увеличении доли "зеленой" генерации. Это может произойти в Украине, поскольку диапазон регулирования расширяется в любых энергосистемах, по мере роста доли "зеленой" энергии, а в Украине регулирующие мощности представлены угольными ТЭС.

"Эта проблема актуальна именно у нас в силу двух обстоятельств. У нас избыточная установленная мощность, как магистральных сетей, так и генерации. На данный момент мы используем примерно 50% установленной мощности, поскольку внутреннее потребление резко упало. Сейчас, имея большую атомную базу, мы добавляем ВИЭ, в наших условиях их балансирование нужно осуществлять угольными электростанциями, ГЭС и так задействуются в полном объеме. Поэтому в условиях Украины возобновляемые источники в первую очередь будут замещать часть атомных мощностей, а часть тепловой энергетики будет расти. Мы назвали это "зелено-угольным парадоксом", - сказал он.

Подобных процессов не происходит в энергосистемах европейских стран в силу иной структуры генерации там, хотя предпосылки существуют.

"Германия во многом подходит под это определение ("зеленый парадокс") – там в первую очередь идет замещение атомной генерации ВИЭ. Но при этом у них не возникает этого парадокса, не увеличивается выработка ТЭС, потому что в системе изначально есть необходимый диапазон регулирования.

Они у себя замещают атомную генерацию, а если мы у себя будем замещать ее, то будет "зеленый парадокс". Поскольку мы не планируем замещать атомную энергетику, нам нужны новые технологии, чтобы замещать угольную. У нас сейчас порядка 20 ГВт мощностей на ТЭС, использующих уголь. В нашей модели создания новых балансирующих мощностей к 2025 г. более 9 тыс установленных сейчас мощностей уже не нужны. Снижение количества установленных мощностей угольных ТЭС в этой модели происходит автоматически. Вопрос – не только в выработке, но и в количестве установленных мощностей. Блоки, работающие сейчас на природном газе, вообще не вписываются в будущую модель, поскольку ни их КПД, ни их параметры работы даже близко не стоят с теми, которые можно обеспечить на современных станциях, использующих газ в качестве топлива", - сказал В. Ковальчук.

Глава "Укрэнерго" также сообщил, что в некоторых регионах Украины возможности выдачи технических условий для новых проектов возобновляемой энергетики уже ограничены в силу ограниченности возможностей балансирования. Это Бурштынский остров и юг Украины. "С Бурштынским островом ситуация катастрофическая. Последние 2-3 месяца мы притормозили согласование и выдачу технических условий", - сказал он.

Пока неясно, каким будет окончательное решение, потребуется еще 3-4 недели, прежде чем "Укрэнерго" даст окончательные рекомендации для проектов ВИЭ в этом регионе. Сложность заключается, в частности, в том, что любые изменения конфигурации требуют согласования с польской стороной как ответственной за регуляцию Бурштынского острова. Поэтому крайне сложно реализовывать такие радикальные решения как строительство вставок постоянного тока на интерфейсе ОЭС Украины - Бурштынский остров, что уже неоднократно обсуждалось. "Это, во-первых, долгосрочные проекты, а во-вторых, с учетом позиции польской стороны, очень тяжело реализуемые", - сообщил В. Ковальчук. Частично решить проблему балансировки может установка energy storage в Бурштынском острове. "Возможно, это будет пилотный проект. Мы рассматриваем два варианта расположения energy storage – юг Одесской области и Бурштынский остров", - сказал глава "Укрэнерго".

Возможности выдачи техусловий на юге Украины и для СЭС, и ВЭС также очень сильно ограничены, поскольку в этом регионе находятся две мощные АЭС. Но в случае частичного выведения из эксплуатации мощностей на Запорожской и Приднепровской ТЭС ситуация может немного измениться. "Сейчас мы не будем отказывать в выдаче техусловий. Но вопрос – в стоимости присоединения на юге Украины. С учетом мероприятий в других частях энергосистемы Украины оно может быть неприемлемым для инвестора. Мы уже подошли к тому, что дешевые техусловия заканчиваются. Думаю, до конца текущего года все они будет исчерпаны, судя по тому числу заявок, которые у нас уже есть", - подытожил В. Ковальчук.

Copyright © ЦОИ «Энергобизнес», 1997-2018. Все права защищены
расширенный поиск
Close

← Выберите раздел издания

Искать варианты слов
 dt    dt