Как распределенная генерация и smart grid помогут друг другу?

05.12.12 07:47

В имеющихся условиях значительных колебаний цен на энергоносители, повышения обеспокоенности относительно возможного истощения ископаемых ресурсов и осознания проблемы выбросов парниковых газов международное сообщество рассматривает повышение эффективности использования энергии как основную задачу на ближайшие годы.

Согласно оценкам, представленным в документе Европейской Комиссии (2008), в период с 2007 по 2020 г. ЕС может сэкономить до 20% от общего объема потребляемой энергии.

 

Для множества развитых стран (США, страны ЕС, в т.ч. Великобритания, Дания и др.) распределенная генерация уже давно перешла из разряда новых явлений в число приоритетных направлений развития энергетики. Развитие распределенной энергетики в этих странах во многом обусловлено наличием соответствующей нормативной и терминологической базы.

В некоторых странах, например, в Великобритании в настоящее время проводятся исследования в области распределенного производства электроэнергии. В Отчете о состоянии энергетики, подготовленном Правительством Великобритании, указаны проблемы, связанные с изменением климата и надежностью поставок энергетических ресурсов. И ключевой фактор решения этих проблем — понимание, в какой степени распределенное производство электроэнергии может дополнить или стать потенциальной альтернативой системе централизованного производства электроэнергии.

 

Ольга Новоселова

Российские реалии

Электроэнергетический комплекс в Российской Федерации, как и в других странах мира, исторически формировался как централизованная система, в основу которой был положен принцип концентрации производства на относительно небольшом количестве крупных тепловых (конденсационных), гидравлических и атомных электростанций с передачей электроэнергии по высоковольтным сетям на далекие расстояния.

Такой централизованный способ организации электроснабжения дал возможность в сжатые сроки провести электрификацию страны, то есть создал основу для ее ускоренного промышленного развития, обеспечил достаточно надежное и экономичное энергоснабжение потребителей. В экономическом плане развитие крупных генерирующих источников позволило воспользоваться преимуществами экономии затрат при увеличении масштабов производства.

 

Но все мы видим, что сейчас ситуация меняется. Начал серьезно развиваться и рынок малой и возобновляемой энергетики. Несмотря на все законодательные проблемы, административные барьеры, процесс пошел, и его уже нельзя не замечать.

Обратимся к цифрам. В 2011 году установленная мощность электростанций России составила 223,6 ГВт, а мощность объектов малой распределенной генерации — 3,2 ГВт (в зоне централизованного энергоснабжения электроэнергетического сектора) или 1,4 % от суммарной установленной мощности.

Сегодня основу электроэнергетического комплекса России составляет энергоснабжение от крупных коммунально-энергетических систем, разветвленная сетевая инфраструктура, централизованное диспетчерское управление. При этом теплоэнергоснабжение осуществляется в основном от котельных, частично от крупных ТЭЦ.

 

ТЭЦ были построены для энергоснабжения больших городов и крупных промпредприятий. Сейчас в большинстве средних и малых населенных пунктов России теплоснабжение обеспечивают котельные без когенерации: общее количество отопительных котельных 74 тыс., из них 76% — мелкие (мощностью до 3 Гкал/час). (Тепловизор – инструмент для выявления утечек тепла из различных промышленных объектов, устранение которых способствовало бы снижению нагрузки на ТЭЦ.)

Малая распределенная генерация используется в основном для обеспечения автономного электроснабжения удаленных территорий.

 

Доля распределенного производства в общем объеме производства электроэнергии в 25 странах ЕС

 

Платформа для развития

В настоящее время Россия стоит в самом начале пути осмысления перспективной модели энергоснабжения. В стране предпринимаются пока недостаточно системные действия по выработке государственной политики, подготовке нормативно-правовой базы и поиску необходимых бюджетных механизмов и средств для поддержки проведения НИОКР и пилотных проектов в области малой распределенной энергетики.

Тем не менее, тенденцию развития распределенной генерации обязательно необходимо учитывать при развитии электросетевой инфраструктуры, чтобы адаптационная способность, топология и системы управления сети были адекватны перспективной структуре электроэнергетического комплекса и позволяли поэтапно перейти к Smart grid.

 

С целью структурной перестройки российской энергетики Правительством РФ принято решение о создании Технологической платформы «Малая распределенная энергетика» (ТП «МРЭ»). Ее координатор — ЗАО «АПБЭ», со-координаторы — ОАО «ИНТЕР РАО ЕЭС», НП «Российское торфяное и биоэнергетичекское общество».

Результатом деятельности платформы должен стать переход от жестко централизованной системы с крупными источниками генерации к разнообразию типов и форм в соответствии с особенностями конкретных потребителей и конкретных локальных условий развития

К основным технологиям, попадающим в «сферу интересов» ТП «МРЭ», относятся газотурбинные, парогазовые и газопоршневые установки, микротурбины, установки с циркулирующим кипящим слоем, установки газификации угля и других органических материалов. Кроме того, водородная энергетика и топливные элементы, тепловые насосы, свободно-поршневые двигатели, комбинированные установки и др.

В 2011 - 2012 г.г. проведена большая работа по взаимодействию ТП «МРЭ» с Минэкономразвития, Минэнерго, Минобрнауки, институтами развития (РФТР, «Сколково», Российская венчурная компания и др.). В настоящее время к ТП «МРЭ» присоединилось 165 организаций.

 

Определяем объект

Одна из задач работы Технологической платформы — разработка терминологической базы. В частности в 2012 г. был разработан следующий проект терминологического определения МРЭ:

«Малая распределенная энергетика — генерирующие объекты мощностью от 1 до 50 МВт, расположенные в непосредственной близости от потребителя с возможностью использования систем накопления энергии и технологий Smart Grid». К распределенной энергетике относят объекты, использующие технологии когенерационной выработки энергии и возобновляемые источники энергии.

Стоит отметить, что в международной практике существуют и другое понимание термина. Так Всемирный союз распределенной энергетики (WADE) определяет децентрализованную энергетику как «производство электроэнергии на месте или вблизи места потребления независимо от размера, технологии или топлива — как вне сети, так и параллельно с сетью». Международное энергетическое агентство также не включает в определение МРЭ ограничения по установленной мощности.

 

Доля распределенной энергетики в производстве электроэнергии в России чрезвычайно мала по сравнению с развитым странами

 

Прогнозы на будущее

Мы предполагаем следующий сценарий развития малой распределенной генерации. На первом этапе будет происходить уход отдельных потребителей на распределенное энергоснабжение, МРЭ будет развиваться автономно от Единой энергосистемы России. 

На втором этапе начнется постепенная интеграция малой генерации и ЕЭС. Это станет возможно благодаря тому, что распределенные генераторы начнут объединяться в виртуальные электростанции с помощью технологий smart grid. Без «умных сетей» станет невозможно обходиться, когда развитие МРЭ превысит определенные пороговые значения ( примерно 30-40% от общей выработки электроэнергии).

Только «умные» сети позволят интегрировать крупные объемы МРЭ (прежде всего, ВИЭ) и достичь максимального системного экономического и технического эффекта от их использования. Кроме того, smart grid обеспечат гибкое управление процессами потребления электроэнергии и непосредственное участие потребителей в оказании услуг уже самой централизованной системе электроснабжения.

 

Основные технологические направления распределенной энергетики

 

Учитывая огромное взаимовлияние «умных сетей» и МРЭ, значительная часть пилотных проектов в сфере smart grid предполагает отработку интеграции малой распределенной энергетики — прежде всего ВИЭ.

Надо понимать, что полноценная реализация функционала интеллектуальных сетей невозможна без существенного уровня развития малой распределенной энергетики — прежде всего, технологий когенерации и возобновляемых источников энергии.

Достигнутый уровень технологического развития позволяет уже сегодня приступить к созданию интеллектуальных энергетических систем XXI века. Главное препятствие для широкомасштабного перехода к «интеллектуальной» электроэнергетике в настоящее время — отсутствие экономической и коммерческой эффективности. Однако с ростом цен на традиционные топливные ресурсы, удешевлением новых технологий, ужесточением требований к охране окружающей среды ситуация будет меняться.

 

Технология «умных» сетей позволит в перспективе наиболее эффективно использовать распределенные ресурсы малой генерации, местных видов топлива и возобновляемой энергии. Это позволит снизить стоимость энергоснабжения.

Потребителей смогут самостоятельно выбирать уровень надежности своего электроснабжения и оплачивать электроэнергию по ценам реального времени, гибко реагируя на рост/снижение цен в пиковые/непиковые часы. В результате вырастет надежность и гибкость энергоснабжения потребителей и эффективность функционирования рынка электроэнергии в целом.

 

Записала Кира Патракова

Иллюстрации: ЗАО «Агентство по прогнозированию балансов в электроэнергетике»

Фото О.Никитина

 

(С) Медиапортал сообщества ТЭК www.EnergyLand.info

Копирование возможно только для платных подписчиков
Кража контента приведет к пессимизации вашего MFA-сайта

Читайте также: