Ян Андерссон, Старший аналітик з розвитку ринків Wärtsilä Energy
Коронакриза у супроводі з карантином стали величезним викликом для усіх частин суспільства. Вони призвели до певних негативних наслідків, але водночас допомогли по-новому збагнути багато речей. Цього б не сталося, якби не вірус. Один з прикладів – діджиталізація, яка через кризу суттєво пришвидшилася, тепер зустрічі проходять онлайн, а робота з дому стала новою нормою.
Є й інші зміни, найголовніші з них стосуються системи енергопостачання. У компанії Wärtsilä ми помітили, що в Німеччині попит на електрику на стадії карантину теоретично міг би забезпечуватися виключно за рахунок ВДЕ. Однак це виявилося неможливим на практиці через технічні перепони. А ми зрозуміли, що німецький показовий приклад Energiewende – Енергетичної трансформації – стоїть «на глиняних ногах».
Загроза вимкнення електроенергії
Давайте розглянемо детальніше: навесні 2020 року під час карантину багато магазинів і ресторанів були закриті, а промисловість зупинилася, принаймні частково. Це мало прямий вплив на енергоспоживання - попит на електроенергію впав. Водночас були дуже сонячні дні і багато вітру в Центральній і Північній Європі, тобто ідеальні умови для генерації електроенергії з відновлюваних джерел.
У зв’язку з цим день 21 квітня 2020 року виявився показовим. Того дня попит на електроенергію був особливо низьким, а частка ВДЕ в електромережі – вкрай високою. В цій ситуації Німеччина могла виробляти всю необхідну електроенергію з відновлюваних джерел, принаймні впродовж однієї години з 12 до 13-ї.
Те, що може здаватися ідеальним сценарієм, насправді було попередженням для німецької енергетики. Попри те, що національну потребу в електроенергії можна було задовольнити з ВДЕ, вугільні та атомні станції продовжували генерувати надлишкову енергію - просто через застарілі технології їх не можна було гнучко вимкнути чи ввімкнути. Крім того, вони були необхідними для попередження можливого дефіциту електроенергії, уникнення ускладнень та забезпечення стабільної роботи електромережі, адже відновлювані потужності не здатні це гарантувати. Всі ці фактори призвели до надмірних обсягів електроенергії, що зрештою загрожувало стійкості мережі та могло призвести до її відключення.
Німецька енергосистема 21 квітня, 2020. Джерело: Wärtsilä Energy Transition Lab
Дорогий компроміс
Потрібна була швидка реакція. Тому надмірну електроенергію запропонували сусіднім з Німеччиною країнам. У них і самих було вдосталь енергії, однак за наявності певних гнучких потужностей в системі, вони могли контролювати обсяги своєї генерації та звільнити місце для німецької енергії. Це рішення стало Німеччині дорого. Через надмір подачі електроенергії та її від’ємні ціни вона була змушена сплатити 880 тис. євро (!) за передачу надлишку сусідам. Уся ця абсурдна ситуація сталася через дві структурні проблемні зони в німецькій енергосистемі: негнучку генерацію і складнощі з забезпеченням стабільності мережі.
Поєднання галузей та системи накопичення електроенергії
Варто зазначити, що обидві структурні проблеми можна вирішити. У Wärtsilä ми моделюємо різні сценарії для енергомереж, і за допомогою програмного забезпечення PLEXOS ми проаналізували, як ВДЕ найефективнішим чином можна інтегрувати в енергосистему в Німеччині. Ми розрахували декілька сценаріїв, кожен з яких включає модель міста, що потребує певного конкретного обсягу електроенергії і тепла, а в PLEXOS розрахували найефективнішу комбінацію потужностей для задоволення цих потреб. Ось результат: можна легко інтегрувати ВДЕ в енергосистему і систему теплопостачання, а енергосистема при цьому буде більш екологічною і ефективною, через поєднання галузей і застосування таких технологій як power-to-fuel (перетворення електроенергії на паливо). Будь-який обсяг надлишкової енергії, виробленої з ВДЕ, можливо трансформувати в синтетичний газ, зберігати його у сховищах та згодом знову використовувати в електромережі.
Іншим важливим аспектом є системи накопичення енергії. Ці системи зберігання можна використовувати, коли за ідеальних погодних умов генерується багато «зеленої енергії», і накопичувати частину цієї енергії, щоб подавати назад в електромережу мережу, коли це необхідно. Таким чином ми зможемо не тільки досягти гнучкого балансу між попитом і пропозицією, а також краще забезпечити стабільність мережі та попередити негативні ціни на електроенергію, що призводить до дорогих наслідки для всіх споживачів. Сучасні розрахунки за результатами моделювання свідчать, що рентабельність систем накопичення в Німеччині зросла на 70-80%, а отже, це поле для інвестицій уже у (найближчому) майбутньому! На жаль, охочих інвестувати поки що обмаль через законодавчі перешкоди. Зараз критично необхідно усунути ці перешкоди, адже зі зростанням встановлених обсягів батарей використання ВДЕ стає більш ефективним і гнучким, і все це разом дає змогу прискорити Energiewende.
Досягти цілей Energiewende разом!
Коронакриза показала, що попри швидкий поступ на шляху до Energiewende, завжди потрібно зважати на ефективність та економічну рентабельність енергобалансу. Частки різних технологій у енергобалансі, вартість виробництва електроенергії і рівень споживанням радикально змінилися через розвиток ВДЕ. І навіть при тому, що ситуація має стабілізуватися по мірі виходу з кризи, ми стикатимемося з подібними викликами вже незабаром, адже ВДЕ все більше ширяться Європою.
Німеччина обрала правильний шлях, країні потрібно ще лише подолати певні перешкоди для досягнення цілей Energiewende. Вкрай важливо здійснити необхідні інвестиції вже зараз, щоб зростаючі обсяги ВДЕ в електромережі могли ефективно використовуватися, а енергосистема стала більш гнучкою. Так ми будемо готовими до будь-яких можливих сценаріїв. Гнучкі енергосистеми від Wärtsilä також сприяють енергетичній трансформації. Тож закликаю разом працювати і втілювати можливості в реальність!
Для довідки: Energiewende німецькою мовою означає "енергетичний перехід" - це нинішній процес переходу Німеччини до низьковуглецевого, екологічно безпечного, надійного та доступного енергопостачання. Нова система має на меті покластися в значній мірі на відновлювані джерела енергії (зокрема вітер, фотоелектричні системи та гідроелектростанції), енергоефективність та управління попитом на енергію. Більшість, якщо не вся існуюча вугільна генерація, призначена для вибуття (Джерело: Wikipedia)