Распределенная генерация повышает эффективность промышленности
Свежий номер
РГ-Неделя
Родина
Тематические приложения
Союз
Свежий номер
21.12.2017 06:12
Рубрика:
Экономика
Андрей Матейко (директор проектной службы ГК “Штарк”)
Российский рынок формирует новую нишу в экономике – распределенная энергетика. В чем ее преимущества и стоит ли ожидать полной перестройки всей энергетической инфраструктуры?
Приведем несколько цифр, характеризующих тревожное состояние отрасли. Так, износ линий электропередачи в ЕЭС превышает 25 процентов, подстанций – 45. В области теплоснабжения 40 процентов тепловых сетей требуют ремонта, 15 находятся в аварийном состоянии, тепловые потери в сетях превышают 16 процентов.
Ситуация с энергосбережением в России задает новые тренды и направления. Прежде всего это переход на промышленных предприятиях от централизованной энергетики к гибкому варианту – объектам распределенной энергетики.
Распределенная генерация – это совокупность объектов малой (менее 25 МВт) и микроэнергетики (менее 1 МВт). Они решают задачи локального обеспечения электрической и тепловой энергией, например, дом, отдельное предприятие, отдаленный район. Кроме традиционных первичных источников энергии, таких как уголь, мазут, газ, сюда же относится и вся альтернативная энергетика, основанная на возобновляемых источниках энергии (ВИЭ).
Малые тепловые электростанции актуальны на предприятиях различной направленности: от сферы обслуживания, например, гостиница или санаторий, до больших промышленных и сельскохозяйственных объектов. В сложившейся сегодня экономической ситуации предприятия прикладывают максимум усилий для мобилизации имеющихся ресурсов и минимизации затрат. По статистике, расходы на электроэнергию – одна из важнейших статей затрат для крупных промышленных предприятий. По мнению экспертов, именно мини-ТЭЦ станут спасательным кругом при перестройке энергетики регионов.
Малая распределенная энергетика в России занимает пока 7-8 процентов в общей структуре электроэнергетики страны и только начинает формировать свою нишу.
Положительных примеров ее деятельности не так много. Стоит отметить строительство собственной мини-ТЭЦ на территории Среднеуральского медеплавильного завода (СУМЗ, входит в УГМК). Проект по строительству собственной генерации там реализован по схеме ВОТ contract (build-operate-transfer), которая предполагает строительство мини-ТЭЦ на средства инвестора с последующей эксплуатацией объекта в рамках энергосервисного контракта.
Непременное условие безоблачного энергетического будущего – экономное использование ресурсов
По завершении энергосервисного контракта, срок которого для указанного объекта составляет 9 лет, объект генерации передается в собственность предприятия для дальнейшей эксплуатации. Такая схема реализации энергетического проекта уникальна не только для Уральской горно-металлургической компании, но и для России.
Реализация проектов мини-ТЭЦ путем заключения энергосервисных контрактов позволяет предприятию не отвлекать ресурсы на непрофильные активы. Кроме того, инвестор заинтересован в максимально эффективной работе мини-ТЭЦ, что подтверждается опытом эксплуатации мини-ТЭЦ на территории Среднеуральского медеплавильного завода.
Сейчас коэффициент загрузки станции составляет более 92 процентов в среднем по году. По завершении контракта предприятие получает в собственность эффективно работающую мини-ТЭЦ с отлаженными процессами производства и остаточным ресурсом, позволяющим эксплуатировать ее еще 20 лет.
Если у предприятия нет возможности заниматься эксплуатацией мини-ТЭЦ, то энергосервисный контракт может быть продлен на более выгодных условиях, что позволит увеличить экономию затрат на энергоресурсы.
Мини-ТЭЦ сводят к минимуму потери энергии в процессе ее передачи. К тому же КПД у лучших современных малых электростанций составляет более 90 процентов. Современные мини-ТЭЦ в сравнении с крупными электростанциями – более экологически чистые, практически бесшумные, с низким показателем вредных выбросов. Блочно-модульное исполнение для размещения оборудования не требует больших помещений, сочетается с небольшим объемом строительной подготовки и монтажных работ и имеет высокую надежность.
Учитывая сложности при вложении инвестиций в строительство крупных электростанций, строительство малых оказывается более реальным и энергоэффективным.
Позволяет существенно сократить объем первоначальных капиталовложений и срок их возврата, снизить инвестиционный риск, уменьшить сроки возведения и ввода станций в эксплуатацию.
Мы находимся в разгаре энергетической революции. Назрели экономические, технологические и потребительские предпосылки. Непременное условие безоблачного энергетического будущего – экономное использование ресурсов.
Российская газета – Спецвыпуск: Энергетика №291(7457)
Энергетика
Главное сегодня
Журналист Херш предупредил США о колоссальных последствиях диверсии на “Северных потоках”
Два человека погибли при крушении вертолета Robinson на Сахалине
Hürriyet: Возможное землетрясение в Стамбуле будет иметь сокрушительные последствия
Посольство: слова Нуланд о Крыме показывают вовлеченность США в конфликт на Украине
Экс-советник Пентагона Макгрегор заявил о готовности всего мира сотрудничать с Россией
Политик из США Янг назвал Байдена и его приближенных главными военными преступниками
Распределенная энергетика в России: потенциал развития
Распределенная энергетика – катализатор и ключевой элемент «энергетического перехода» от традиционной организации энергосистем XX века к новым технологиям и практикам XXI века.
«Энергетический переход» осуществляется на базе децентрализации, цифровизации, интеллектуализации систем энергоснабжения, с активным вовлечением самих потребителей и всех видов энергетических ресурсов и характеризуется повышением энергетической эффективности и снижением выбросов парниковых газов (прежде всего за счет возобновляемых источников энергии).
Глобальный рынок технологий распределенных энергоресурсов (малой распределенной генерации, управления спросом, накопителей, энергоэффективности и др.) растет темпами около 6-9% в год. Ожидается, что к 2025 году объем ввода мощностей распределенной гегенерации превысит объемы ввода централизованной генерации в три раза. По оценке Международного энергетического агентства, распределенная энергетика обеспечит до 75% новых подключений в ходе глобальной электрификации до 2030 г.
Российская энергосистема пока остается в стороне как от «энергетического перехода», так и от широкомасштабного развития распределенной энергетики. В официальных документах отсутствует соответствующее целеполагание, приоритеты и механизмы достижения целей.
Распределенная энергетика фактически игнорируется в существующей практике перспективного планирования развития российской энергосистемы, за исключением удаленных и изолированных территорий.
Несмотря на это, соответствующие изменения происходят и нашей стране, пусть и значительно медленнее. Проникновение распределенной энергетики в российскую энергосистему стало ощутимым в 2000-х годах, но за прошедшие 17 лет, по сути, ограничилось только распределенной генерацией. Развитие этого процесса в России определяется не климатической повесткой или стремлением к независимости от импорта энергоресурсов (как во многих других странах), а соображениями экономической целесообразности у потребителей энергии.
Бездумное копирование технологий и подходов, сложившихся в отличных условиях в других странах, безусловно, было бы ошибкой. Но, с другой стороны, важно оценить объективные преимущества и потенциал распределенной энергетики, а также возможности ее использования для решения проблем в российской электроэнергетике.
В рамках настоящего исследования сделана попытка оценить потенциал распределенной энергетики для ответа на основной вызов российской электроэнергетики ближайших лет – необходимость масштабных инвестиционных решений в отношении десятков тепловых электростанций (ТЭС), введенных 40-50 лет назад и подходящих к исчерпанию своего ресурса. В 2025-2035 гг. потребуется вывести из эксплуатации, реконструировать или заменить новыми мощностями не менее 70 ГВт наиболее изношенных ТЭС. При этом прогноз изменения спроса на электрическую энергию (выполненный на основе моделирования прогнозов социально-экономического развития России) показывает, что до 2035 г. возможный рост спроса с CAGR около 0,9-1,2% в год, приведет к увеличению потребности в мощности на 35-47 ГВт. Частично восполнение мощностей будет происходить за счет новых вводов АЭС, ГЭС и ВИЭ – согласно консервативному сценарию Генеральной схемы размещения объектов электроэнергетики это обеспечит 14,4 ГВт. Ввод в эксплуатацию уже строящихся ТЭС к 2020 г.
Среди регуляторов и основных игроков отрасли доминирует представление о том, что безальтернативным вариантом для компенсации этой потребности в мощностях является реконструкция большинства существующих крупных электростанций. Настоящее исследование показало, что распределенная энергетика в России обладает значительным потенциалом, при оценке которого авторы отталкивались от потребности страны в генерирующих мощностях, а также потенциала повышения энергоэффективности, управления спросом, развития распределенной когенерации, собственной генерации потребителей и распределенных ВИЭ. Даже в сценарии частичного использования этого потенциала с помощью различных технологий распределенной энергетики возможно закрыть более половины потребности в генерирующих мощностях (около 36 ГВт к 2035 году).
При этом наибольшей перспективой в России обладает распределенная когенерация (технология, показывающей высокую эффективность и в северных странах Европы) – по самым скромным оценкам ее потенциал составляет около 17 ГВт. Собственная генерация потребителей может обеспечить дополнительно около 13 ГВт, управление спросом – до 4 ГВт, энергоэффективность – 1,5 ГВт и микрогенерация на ВИЭ – 0,6 ГВт. Сценарий полного использования потенциала распределенной энергетики показывает возможность закрыть с ее помощью всю прогнозную потребность в генерирующих мощностях. Таким образом, развитие распределенной энергетики может стать альтернативным сценарием развития российской энергосистемы.
Для реализации сценария с максимальным потенциалом распределенной энергетики необходимо осуществить системные и масштабные изменения в архитектуре российской электроэнергетики и в её нормативно-правовом регулировании, «узаконив» появление субъектов нового типа (таких как просьюмеры, агрегаторы спроса), и, главное, сбалансировав их интересы в рамках обновленной рыночной модели.
Энергетический центр Московской школы управления СКОЛКОВО
Январь 2018
Авторы:
Алексей Хохлов
Руководитель направления «Электроэнергетика», Энергетический центр Московской школы управления СКОЛКОВО
Юрий Мельников
Старший аналитик по электроэнергетике, Энергетический центр Московской школы управления СКОЛКОВО
Федор Веселов
Заведующий отделом научных основ развития систем энергетики, Институт энергетических исследований Российской академии наук (ИНЭИ РАН)
Дмитрий Холкин
Директор Проектного центра развития инноваций, Центр стратегических разработок
Ксения Дацко
АО «НТЦ ЕЭС (Московское отделение)»
Авторы благодарят за ценную помощь в сборе и анализе данных, за верификацию логики исследования и рецензирование текста, за консультативную поддержку следующих коллег:
Сергея Бухарова, независимого эксперта,
Егора Гринкевича (ВетроОГК),
Валерия Дзюбенко (Ассоциация «Сообщество потребителей энергии»),
Татьяну Митрову (Энергетический центр Московской школы управления СКОЛКОВО),
Ольгу Новоселову (НП «Распределенная энергетика»),
Алексея Преснова (Агентство энергетического анализа),
Алексея Синельникова (НТЦ ЕЭС (Московское отделение)),
Александра Старченко (First Imagine! Ventures),
Анну Труфанову (McKinsey & Company).
Скачать документ (PDF, 4610КБ)
Распределенные энергоресурсы | АЭМС
Распределенные энергоресурсы (DER) часто относятся к меньшим генерирующим установкам, которые расположены на стороне потребителя счетчика.
Примеры распределенных источников энергии, которые могут быть установлены, включают:
- солнечные фотоэлектрические блоки на крыше
- ветрогенераторы
- аккумуляторная батарея
- аккумуляторы в электромобилях, используемые для передачи электроэнергии обратно в сеть
- комбинированные теплоэлектростанции или тригенерирующие установки, которые также используют отработанное тепло для обеспечения охлаждения
- генераторы биомассы, работающие на отработанном газе или побочных продуктах промышленности и сельского хозяйства.
- Газовые турбины открытого и замкнутого цикла
- поршневые двигатели (дизельные, масляные)
- гидро- и мини-гидросхемы
- топливных элементов.
Многие из этих технологий находятся не только «за счетчиком».
Распределенная генерация (также известная как встроенная или локальная генерация) — термин, используемый, когда электроэнергия вырабатывается из источников, часто возобновляемых источников энергии, расположенных рядом с точкой использования, вместо централизованных источников выработки электростанций.
См. инфографику: Что такое встроенная генерация?
Распределенные энергоресурсы потенциально могут предоставить потребителям ряд преимуществ:
- Потребители, установившие блоки РЭР, могут снизить цену, которую они платят за электроэнергию, или могут добиться повышения надежности.
- DER также может помочь снизить стоимость расширения энергосистемы, помогая снизить общую стоимость снабжения, с которой сталкиваются потребители.
- Увеличение проникновения DER может также помочь снизить общую интенсивность выбросов NEM за счет вытеснения других, более интенсивных по выбросам генераций.
Хотя DER обеспечивает ряд преимуществ, он также включает в себя ряд относительно новых и развивающихся технологий. Энергетические системы и сети должны адаптироваться к воздействию этих новых технологий. Важно, чтобы эти первоначальные проблемы были признаны и решены, чтобы обеспечить полную реализацию преимуществ РЭР.
AEMC решает эти проблемы с помощью ряда процессов. Как правило, наш подход направлен на содействие развитию РЭР там, где он представляет собой наиболее эффективное и недорогое решение для удовлетворения потребностей населения в услугах электроснабжения. Мы также стремимся определить, как можно признать и использовать полную ценность распределенной генерации по всей цепочке поставок на рынке.
Блоки РЭД классифицируются в зависимости от их размера (установленной мощности).
| Классификация | Техническое определение | Типовая установка |
|---|---|---|
| Микро | Менее 2 кВт и подключение к сети низкого напряжения | Солнечная фотоэлектрическая установка на крыше |
| Мини | Однофазная мощность более 2 кВт и до 10 кВт или трехфазная мощность 30 кВт | Топливные элементы, комбинированные теплоэлектростанции |
| Маленький | Однофазная мощность более 10 кВт или трехфазная мощность 30 кВт, но не более 1 МВт | Биомасса, малая ГЭС |
| Средний | Более 1 МВт, но не более 5 МВт | Биомасса, гидроэлектростанции, местные ветряные электростанции |
| Большой | Более 5 МВт | Когенерация, гидроэнергетика, солнечная тепловая энергия. Многие ветряные электростанции подключены к распределительным сетям |
Распределенные энергетические ресурсы | ACEE
Что такое распределенные энергетические ресурсы?
На протяжении большей части 20 го века у большинства людей был один способ получить электричество. Он генерировался на электростанциях, часто путем сжигания ископаемого топлива, и передавался на большие расстояния по централизованной сети, пока не достигал домов клиентов и предприятий. Однако в последние десятилетия появились технологии производства и управления электроэнергией в месте потребления, что привело к децентрализации энергосистемы. Эти технологии известны как распределенные энергетические ресурсы (DER). Примеры включают энергоэффективность, хранение энергии, реагирование на спрос, электромобили, энергоэффективные здания, взаимодействующие с сетью, комбинированное производство тепла и электроэнергии и возобновляемые источники энергии, такие как солнечная фотоэлектрическая энергетика.
Преимущества РЭР
Предоставляя электроэнергию и услуги поблизости от места их использования, РЭР могут снизить затраты для потребителей, повысить надежность и отказоустойчивость энергосистемы и повысить справедливость в энергетическом секторе.
Снижение затрат для потребителей
Ключевым преимуществом распределенных энергетических ресурсов является их способность снижать затраты на энергию для конечного пользователя. Энергоэффективность, например, снижает затраты, позволяя клиентам снизить потребление энергии, получая при этом те же или более качественные энергетические услуги, такие как освещение или отопление. РЭР, обеспечивающие генерацию на месте, избавляют от необходимости в дорогостоящей инфраструктуре передачи и распределения. Развертывая РЭР в районах с высокой нагрузкой, коммунальные предприятия могут отсрочить или компенсировать необходимость строительства большего количества генерирующих или распределительных подстанций, работающих на ископаемом топливе.
Эти приложения, известные как беспроводные решения, снижают затраты на уровне всей системы, а также для отдельных лиц на принимающей стороне.
Надежность
Распределенные энергоресурсы могут привести к созданию более надежной и отказоустойчивой сети. Генерация, реагирование на спрос и энергоэффективность могут обеспечить пропускную способность во время системных пиков, снижая риск отключения и отключения электроэнергии. Кроме того, DER можно использовать для создания микросетей, «островов» с собственной генерацией и хранилищем, которые могут изолироваться от более крупной сети в случае общесистемного сбоя. Этот тип устойчивости особенно полезен после неблагоприятных погодных явлений, чтобы обеспечить доступность электроэнергии для критически важных объектов инфраструктуры, таких как больницы и другие аварийно-спасательные службы.
Собственный капитал
В рамках традиционной модели полезности частные компании обычно владеют сетевой инфраструктурой и управляют ею в рамках регулируемой монопольной франшизы.
Распределенные энергетические ресурсы предоставляют новым участникам возможность владеть, контролировать и, в некоторых случаях, получать прибыль от энергетических услуг. Общинные солнечные проекты, программы повышения энергоэффективности на основе доходов и районные микросети – вот некоторые примеры РЭР, которые могут поставить группы с низким доходом, экономически неблагополучные и экологически справедливые группы контроля над своим энергоснабжением.
Ценность сочетания энергоэффективности с другими РЭР
Распределенные энергетические программы, продукты и услуги часто предоставляются отдельно, но их ценность увеличивается, когда они интегрированы в комплексные энергетические решения. Исследования ACEE показывают, что программы, которые объединяют энергоэффективность с другими DER, приносят клиентам больше пользы, чем любая услуга по отдельности, обеспечивая сокращение счетов, положительные платежи в ответ на спрос и повышение удовлетворенности. Коммунальные предприятия также выигрывают от большего участия в программе и надежности сети.
Препятствия для широкого внедрения РЭР
Несмотря на преимущества, которые РЭР обеспечивают потребителям электроэнергии и сети, препятствия на пути их широкого внедрения остаются. Поскольку РЭР размещаются и во многих случаях контролируются субъектами, не относящимися к коммунальным предприятиям, сетевые операторы могут не иметь такого полного представления об их работе, как в случае с обычной электростанцией, что требует внесения изменений в операционную систему и структуру планирования. Кроме того, бизнес-модели многих коммунальных предприятий основаны на расширении продаж за счет более централизованной энергосистемы. Без корректировки такие РЭР, как энергоэффективность и возобновляемые источники энергии, представляют собой сокращение продаж кВтч и, следовательно, потери доходов для коммунальных предприятий. В некоторых юрисдикциях регулирующие органы провели реформы, такие как поощрения за эффективность и разделение доходов (т. е. отделение прибыли коммунального предприятия от объема продаваемой им электроэнергии), чтобы привести DER в соответствие с прибыльностью коммунальных предприятий.