Системы хранения энергии: перспективы использования в Украине

29 апрель 2023

В 2022 году рынок промышленных хранилищ энергии установил новый рекорд – за год было введено в эксплуатацию 16 ГВт мощностей. По прогнозам аналитиков, промышленное хранение энергии останется одним из наиболее интенсивно развивающихся сегментов рынка, до 2030 года ежегодный прирост будет составлять около 28%.

Промышленное хранение электроэнергии: мировой опыт

На сегодня мировым лидером по объемам промышленного хранения энергии являются Соединенные Штаты. Именно здесь находятся 4 из 5 самых крупных в мире аккумуляторных систем хранения электричества. В принятом в 2022 году законе предусматривается выделение почти 90 млрд долларов на создание новых промышленных хранилищ энергии.

Но уже к 2030 году, по мнению экспертов, пальма первенства перейдет к Китаю. Основных причин здесь две:

• Китай является бесспорным лидером в области разработки аккумуляторных систем, в 2022 году его доля на общемировом рынке составляла 75%. Здесь находятся крупнейшие мировые производители аккумуляторов, которые инвестируют значительные средства в исследования новых принципов хранения энергии.
• Китайское правительство поставило амбициозную задачу отказаться от ископаемого топлива (большинство которого приходится импортировать) и перейти на возобновляемые источники энергии.

В отличие от США, Китая или Австралии, где ставку делают на промышленные системы хранения энергии очень большой емкости, европейские страны делают акцент на установку аккумуляторов в жилых домах. Особенно ярко эта тенденция прослеживается в Германии и Италии, где действуют государственные программы поддержки установки домашних автономных электростанций – солнечных или ветровых. Из-за резкого роста цен на энергоносители после начала широкомасштабного вторжения России в Украину, именно жилой сегмент накопителей энергии в течение относительно короткого времени стал самым большим в европейском регионе.

Как использовать большое хранилище энергии в Украине

Планы восстановления энергетической инфраструктуры предусматривают продолжение развития альтернативной энергетики, которая должна заменить собой угольные тепловые электростанции, многие из которых выработали свой ресурс или были серьезно повреждены в результате обстрелов. Вместе с этим придется решать проблему стабилизации энергосистемы, создания резервных балансирующих мощностей. В 2021 году уже были внесены изменения в законодательство, которые давали право использовать промышленное хранилище энергии для балансировки энергосистемы наряду с газовыми электростанциями. Этим же законом предусматривался механизм, аналогичный «зеленому тарифу», который стимулировал бы установку мощных накопителей. По подсчетам специалистов, в Украине, чтобы обеспечить стабильность функционирования энергосистемы, на начальном этапе могут потребоваться хранилища мощностью 700-800 МВт. Впрочем, вариантов использования больших накопителей электроэнергии значительно больше.

Решение проблемы небаланса

Начиная с 2021 года производители «зеленой» энергии несут финансовую ответственность за небаланс – если было произведено электроэнергии меньше, чем было заявлено. С одной стороны, это заставило производителей инвестировать в прогнозирование своей генерации. С другой – установить системы хранения энергии, которые будут накапливать излишки генерации и выдавать электричество при его дефиците. С учетом значительных штрафов за небаланс, такие хранилища могут окупить себя достаточно быстро.

Резервный источник питания

Для большого количества производств перебои с электричеством могут иметь очень тяжелые последствия. И дело не только в том, что простой оборачивается убытками из-за сокращения выпуска продукции. Некоторые производственные процессы из-за перерывов, вызванных пропаданием электричества, потребуют длительного восстановления, а также настройки необходимых параметров. При этом время реакции должно быть минимальным – для включения резервных генераторов, а также их последующего выхода на режим может потребоваться значительное время. В то же время система накопления и хранения энергии срабатывает практически сразу, с минимальной задержкой, не позволяя производственному процессу остановиться. По своей емкости резервные источники питания можно разделить на два типа:

• кратковременные – их емкости достаточно для поддержания производственных процессов на время, за которое будет выполнен запуск генераторов и их выход на рабочий режим;
• постоянные – обеспечивают энергоснабжением производство на все время пропадание централизованного энергоснабжения.

Заработок на разнице

Формула очень проста – накапливать электроэнергию в ночное время, когда она дешевле, а затем использовать её в дневное, когда она будет обходиться дороже.

Автономные системы энергоснабжения

Создание полностью автономных (или гибридных) систем энергоснабжения за счет организации собственной генерации электроэнергии.

Системы хранения энергии – это передовые технологии, которые помогают экономить деньги, повышают надежность и отказоустойчивость энергосистемы, позволяют максимально эффективно интегрировать возобновляемые источники энергии в энергетическую инфраструктуру страны, а также снижают негативное воздействие на окружающую среду.