Энергетическое равновесие: что необходимо для создания балансирующих мощностей в Украине

В последние месяцы быстрый рост возобновляемой генерации в Украине поднимает вопросы платежей производителям электроэнергии из возобновляемых источников энергии (ВИЭ) и обеспечения балансирующих мощностей. 27 августа 2019 года Комитет Верховной Рады по вопросам энергетики и жилищно-коммунальных услуг провел совещание по поводу дальнейших платежей производителям ВИЭ и законодательного регулирования государственной поддержки развития проектов в сфере возобновляемой энергетики. По состоянию на III квартал 2019 года общая мощность объектов ВИЭ в Украине составляет 4,6 ГВт.

Что касается балансирующих мощностей, то этот вопрос также активно обсуждается. В частности, 16 сентября Украинская ветроэнергетическая ассоциация провела семинар «Интеграция возобновляемых источников энергии (ВИЭ) в энергосистему – ограничение или новые возможности». Об особенностях правового регулирования создания в Украине мощностей для балансировки ВИЭ Mind рассказала Марина Грицишина, эксперт-консультант по энергетическим проектам.

Согласно прогнозам НКРЭКУ, к концу 2019 года ожидается увеличение установленной мощности объектов ВИЭ до 5,5 ГВт. Большая часть тока из таких источников в Украине производится с помощью энергии солнца и ветра. В частности, в конце 2019-го ожидается 4 ГВт установленной мощности солнечных электростанций (СЭС) и 1,1 ГВт – ветровых электростанций (ВЭС).

Однако, СЭС и ВЭС присуще нестабильное производство электроэнергии, так как оно зависит от погодных условий. Это приводит к погрешностям в прогнозировании производства электроэнергии ВИЭ и создает небалансы. Для обеспечения стабильной работы Объединенной энергетической системы (ОЭС) Украины в случае увеличения производства электроэнергии из ВИЭ есть различные механизмы. В частности, внедрение более точных методов прогнозирования, установление ответственности за небалансы и использование балансирующих мощностей.

Что такое балансирующие мощности?

Для балансирования электрической энергии обычно используют следующие средства:

• генерация электроэнергии маневровыми мощностями;
• использование аккумуляционных технологий;
• импорт электроэнергии из других стран;
• управление спросом.

К балансирующим мощностям из этого перечня можно отнести генерацию электроэнергии маневровыми мощностями и использование аккумуляционных технологий.

Балансирующие мощности нужны для «уравновешивания» потоков электроэнергии в реальном времени на балансирующем рынке. Ранее Mind уже рассказывал об особенностях работы балансирующего рынка Украины.

С целью безопасного функционирования ОЭС оператор системы передачи обеспечивает балансирование энергосистемы. Под этим подразумевается процесс постоянного поддержания соответствия между потреблением и объемом производства электрической энергии на отечественных электростанциях и ее импорта.

Балансирующая электрическая энергия используется для балансирования в реальном времени:

• объемов производства и импорта электроэнергии;
• объемов потребления и экспорта электроэнергии; урегулирования системных ограничений.

Кто обеспечивает балансирование на рынке?

Резерв генерирующих мощностей для целей балансирования на рынке электрической энергии должен обеспечивать оператор системы передачи – НЭК «Укрэнерго». Для этого ежегодно компания разрабатывает отчет по оценке соответствия (достаточности) генерирующих мощностей. Этот отчет утверждается НКРЭКУ и публикуется на официальном сайте «Укрэнерго».

В конце 2018-го проходили открытые обсуждения отчета по оценке соответствия (достаточности) генерирующих мощностей за 2018 год. Однако, несмотря на неоднократные доработки и наложение штрафов, отчет до сих пор не утвержден НКРЭКУ. Ранее Mind рассказывал об этой ситуации.

Важно отметить, что отчет по оценке соответствия (достаточности) генерирующих мощностей оператора системы передачи нужен не только для определения резерва таких мощностей. Годовые квоты для проведения аукционов поддержки производителей ВИЭ будет определять Кабинет Министров Украины также с учетом этого отчета. Учитывая то, что отчет за 2018 год еще не утвержден, возникает вопрос: а реально ли установить годовые квоты для аукционов ВИЭ до 1 декабря 2019 года.

В настоящее время размещенный на сайте «Укрэнерго» отчет по оценке соответствия (достаточности) генерирующих мощностей за 2018 год содержит возможные риски и меры по их минимизации. В частности, указано как риск развитие ВИЭ, не согласованное с возможностями обеспечения их балансирования, и предусмотрены следующие возможные меры:

• реконструкции угольных блоков с повышением маневренных характеристик;
• внедрение электростанций с быстрым стартом;
• внедрение высокоманевренной газовой генерации;
• внедрение аккумуляционных технологий;
• использование мощностей ТЭС для замещения АЭС;
• квотирование внедрения ВИЭ по системе аукционов;
• использование отказа в присоединении электростанции с негарантированной мощностью к сетям.

Квотирование ВИЭ и отказы в присоединении – достаточно спорные меры для минимизации риска и обеспечения балансирования. Впрочем, все остальные предлагаемые меры можно разделить на две основные группы: новые маневренные мощности и мощности для аккумулирования электрической энергии.

Что представляют собой новые маневренные мощности

На случай, если генерирующих мощностей недостаточно для обеспечения безопасности поставок электрической энергии, законом предусмотрено:

• строительство генерирующих мощностей по конкурсу;
• выполнение мероприятий по управлению спросом.

Первое предусматривает:

• строительство новой генерирующей мощности;
• реконструкцию (модернизацию) действующей генерирующей мощности;
• продление срока эксплуатации энергоблоков атомных электростанций.

Под мероприятиями управления спросом имеется ввиду комплекс мероприятий, направленных на повышение эффективности функционирования энергосистемы за счет временного изменения потребления электрической энергии на договорных началах. Например, различные условия потребления в дневные и ночные часы.

Оператор системы передачи должен разработать предложения для конкурса на новые генерирующие мощности в течение 30 дней после утверждения НКРЭКУ отчета по оценке соответствия (достаточности) таких мощностей. Предложения подаются в Минэнерго. И уже по представлению министерства Кабмин принимает решение о проведении конкурса на строительство генерирующей мощности.

Для победителей конкурса на строительство генерирующих мощностей предусмотрены определенные стимулы:

1) плата за услугу по обеспечению развития генерирующей мощности;

2) содействие оформлению прав на землю для строительства новой генерирующей мощности;

3) применение механизмов государственно-частного партнерства;

4) предоставление государственной помощи.

При этом услугу по обеспечению развития генерирующих мощностей оплачивает оператор системы передачи.

Строительство и реконструкция генерирующих мощностей должна осуществляться участниками рынка, определенными по результатам конкурса.

Что такое мощности для аккумулирования электроэнергии

К мощностям по аккумулированию электрической энергии можно отнести гидроаккумулирующие электростанции (ГАЭС) и системы аккумуляции электроэнергии.

Сейчас в Украине работают три ГАЭС:

• Киевская ГАЭС с установленной мощностью 235 МВт;
• Ташлыкская ГАЭС с установленной мощностью 906 МВт;
• Днестровская ГАЭС с установленной мощностью 2268 МВт.

Все эти станции входят в состав ЗАО «Укргидроэнерго», которое модернизирует их, привлекая средства международных финансовых учреждений – в частности, ЕБРР и Международного инвестиционного банка. Так, в июле 2019 года введена модернизированная турбина №2 Киевской ГАЭС, которая может запускаться в течение нескольких секунд и обеспечивает мощность 47 МВт. Также «Укргидроэнерго» планирует строительство Каневской ГАЭС с установленной мощностью 1000 МВт.

Кроме ГАЭС в состав «Укргидроэнерго» входят гидроэлектростанции (ГЭС).

По предварительным данным «Укрэнерго», работа «Укргидроэнерго» позволяет осуществлять балансирование энергосистемы до 21% при увеличении производства и до 12% при его уменьшении.

Однако участие «Укргидроэнерго» в балансировании ВИЭ – не самое лучшее техническое решение для ВИЭ: эта возможность ограничена возложенными на компанию специальными обязанностями. Например, 35% электроэнергии, производимой гидроэлектростанциями, продает ГП «Гарантированный покупатель» в рамках выполнения спецобязательств для обеспечения общественных интересов.

Всего в мире, кроме использования ГАЭС, для балансирования достаточно активно внедряются системы аккумуляции энергии.

К крупнейшим таким системам (мощность выше 100 МВт) относятся:

1. Центр хранения энергии FPL мощностью 409 МВт:

• будет построен Florida Power & Light Company до 2021 года в США;;

2. аккумуляторный проект Moss Landing Battery мощностью 300 МВт:

• будет построен Vistra Energy до конца 2020 года в США;

3. проект «Скелетон Крик» – мощность системы аккумуляции энергии 200 МВт:

• самый крупный гибридный проект возобновляемой энергетики в США, который будет реализован NextEra Energy Resources до 2023 года и будет состоять из 250 МВт ВЭС, 250 МВт СЭС и системы аккумуляции энергии – 200 МВт.

Несмотря на то что крупнейшие проекты строительства систем аккумуляции энергии находятся в США, крупнейшая построенная аккумуляционная система находится в Австралии. Это всем известная система хранения электроэнергии Hornsdale, которая была построена Маск за 100 дней.

В странах ЕС также внедряются системы аккумуляции электроэнергии и установлено определенное регулирование для этих систем. В частности, 5 июня 2019 была утверждена Директива об общих правилах для внутреннего рынка электроэнергии 2019/944.

Директива предусматривает следующие основные условия применения систем аккумулирования:

• операторы системы передачи и операторы системы распределения не могут владеть или эксплуатировать систему аккумулирования электроэнергии (energy storage), кроме определенных исключений;
• хранение энергии должны быть рыночными и конкурентоспособными. При этом следует избегать перекрестного субсидирования между хранением энергии и функциями распределения или передачи;
• оператор системы передачи должен устанавливать прозрачные но не дискриминационные процедуры подключения новых генерирующих установок и хранения до системы передачи. Кроме того, оператор системы передачи не имеет права отказать в подключении новой генерирующей установки или системы хранения на основании возможных будущих ограничений имеющихся мощностей.

В Украине использование систем аккумуляции энергии не урегулировано на законодательном уровне. Только в апреле этого года Верховная Рада приняла изменения в Закон Украины «Об альтернативных источниках энергии» в части возможности предоставлять надбавку к «зеленому» тарифу при использовании систем аккумуляции электроэнергии на СЭС. Однако эту надбавку можно получить только в случае производства систем аккумуляции энергии в Украине.

Кроме того, Законом об аукционах, предусмотрено в течение шести месяцев со дня вступления в силу настоящего закона разработать и подать в Верховную Раду Украины законопроект о введении стимулирующих механизмов установки на электростанциях мощностей для аккумуляции электроэнергии.

Учитывая вышеизложенное, значительное увеличение установленных мощностей ВИЭ требует решения вопроса о балансирующих мощностях. В то же время внедрение балансирующих мощностей ограничено отсутствием утвержденного НКРЭКУ отчета по оценке соответствия (достаточности) генерирующих мощностей и правового регулирования применения систем хранения электроэнергии.