Роль электросетевых компаний в энергетическом переходе

Page 1

Page 2

144

мировой опыт

Роль электросетевых
компаний в энергетическом
переходе

Статья

подготовлена

разрешения

Мирового

Энергетическо

го

Совета

—

МИРЭС

(World Energy Council, WEC)

на

основе

обзора

«Performing while transforming: The role of transmission companies in the
energy transition»,

подготовленного

МИРЭС

совместно

PwC

июне

2020

года

Электросетевые

компании

являются

ключевыми

игроками

электроэнергетических

системах

Поскольку

безопасность

надежность

находятся

на

переднем

плане

их

главная

ответ

ственность

заключается

обеспечении

того

чтобы

сеть

оста

валась

стабильной

любое

время

статье

рассматриваются

общие

методы

планирования

электросетевыми

компаниями

энергетического

перехода

дилеммы

которыми

они

сталки

ваются

этом

процессе

ередача

электроэнергии

играет решающую роль

в удовлетворении расту-

щего спроса на чистую, на-

дежную и одинаково доступную для

всех электроэнергию. Роль и положе-

ние сетевых компаний быстро и фун-

даментально меняются во время

энергетического перехода. Важность

передачи электроэнергии не ставит-

ся под сомнение, но ожидается, что

операционные и бизнес-модели, свя-

занные с этим, изменятся в ближай-

шие десятилетия.

Ожидается, что к 2050 году спрос

на возобновляемую и чистую энер-

гию с нулевым выбросом углерода

утроится. Электроэнергия должна

будет передаваться на большие рас-

стояния через все более широкие

трансграничные связи и региональ-

ные сети. Электросетевые компании

по всему миру работают над тем,

чтобы обеспечить физическую и опе-

рационную основу новой глобальной

энергетической системы, способной

удовлетворить растущий и меняю-

щийся спрос на обогрев и охлаж-

дение, краткосрочные и сезонные

потребности в хранении энергии,

другие энергетические услуги по тре-

бованию.

Между тем, в краткосрочной

и среднесрочной перспективе прак-

тические аспекты проектирования,

строительства и эксплуатации круп-

номасштабных, разнонаправленных

и гибридных сетевых систем харак-

теризуются неоднозначностью, не-

определенностью и новыми видами

системных и возникающих рисков,

включая глобальные пандемии,

кибер угрозы и экстремальные погод-

ные явления.

Сетевые компании и системные

операторы во всем мире также стал-

киваются с новыми видами «внесе-

тевого» противостояния и конкурен-

ции со стороны нетрадиционных

поставщиков энергии. Перед ними

стоит задача найти компромисс

между поспешным внедрением не

до конца проработанных техниче-

ских решений и замедлением ско-

рости глобального энергетического

перехода, ожидая, пока туман со-

циальной неопределенности и но-

вых технологических рисков не раз-

веется.

Исследование,

проведенное

Мировым Энергетическим Сове-

том (МИРЭС, World Energy Council)

в сотрудничестве с PwC, дает сво-

евременную информацию о пред-

стоящих проблемах и возникающих

решениях, основанную на исследо-

вании 37 электросетевых компаний,

осуществляющих деятельность во

всех регионах мира. Три стратеги-

ческих последствия очевидны: бу-

дущее энергосистемы предполагает

инвестиции в людей и навыки, а так-

же в инструменты и инфраструктуру,

необходимые для прогнозирования

Page 3

145

и удовлетворения более мобиль-

ного и динамичного спроса; элек-

тросетевые компании должны

будут играть все более активную

роль в разработке новой энерге-

тической экосистемы и обеспече-

нии своей социальной функции;

трансграничные и региональные

системы сетей предлагают мно-

жество преимуществ, включая

повышенную устойчивость, но

эти системы могут нести полити-

ческие риски.

Поскольку кризис COVID-19

продолжает оказывать влияние

на весь мир, электроэнергия оста-

ется ключевым энергоресурсом

во многих странах, даже когда

национальная экономика и соци-

альная мобильность фактически

остановились. Пока еще слишком

рано говорить о том, когда про-

изойдет возвращение к обычному

ритму жизни и бизнеса после пан-

демии. Согласно опросам, ожида-

ется медленное восстановление

до «новой/следующей» нормы,

а не возвращение к нормальной

жизни. Однако вид «новой нор-

мы» варьируется в зависимости

от продолжительности глобаль-

ного экономического спада или

глубины сокращения, отношения

к климату и стремления к измене-

ниям как в бизнесе всех уровней,

так и в поведении общества.

ПОСТРОЕНИЕ

ВИДЕНИЯ

БУДУЩЕГО

Энергетические системы старого

образца вытесняются более слож-

ными экосистемами с сочетанием

централизованных и децентра-

лизованных источников энергии

(рисунок 1). Перебои с возобнов-

ляемыми источниками энергии

могут создать значительную не-

стабильность системы с послед-

ствиями для устойчивой работы

сети. Сочетание разнонаправлен-

ных перетоков электроэнергии

усугубляет технические проблемы,

с которыми сталкиваются операто-

ры энергосистем. Кроме того, мно-

гие движущие силы, влияющие на

принятие решений, подвержены

политической неопределенности.

Основные тенденции и факто-

ры неопределенности, влияющие

на компании по передаче электро-

энергии, показаны на рисунке 2.

Надежность и безопасность

поставок — важнейшая цель для

сетевых компаний. По мере того

как труднопрогнозируемые воз-

обновляемые источники энергии

проникают на рынок, генерация

Рис

. 1.

Переход

энергетической

экосистеме

будущего

ЭНЕРГОСИСТЕМЫ СТАРОГО ФОРМАТА

Исторически сложилось так, что электро-

энергия поступала от крупных генери-

рующих компаний, связанных с пере-

дачей электроэнергии, через пассивные

распределительные сети к конечному

потребителю

НОВАЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЭКОСИСТЕМА

Будущая энергетическая система мо-

жет быть гораздо более гибкой, сложной

и интеллектуальной, соединяющей целый

ряд новых технологий и более активных

потребителей, сохраняя при этом общую

устойчивость и надежность

ДЕКАРБО-

НИЗАЦИЯ

ЦИФРОВИ-

ЗАЦИЯ

НЕСТА-

БИЛЬ-

НОСТЬ

СПРОСА

ДЕЦЕНТРА-

ЛИЗАЦИЯ

Переход к низкоуглеродной энергетике:

• развитие использования труднопрогно-

зируемых источников (ветроэнергетика

и солнечная энергетика)

• новые технологии, такие как батареи

и водород

• станции на ископаемых источниках

закрываются и выводятся из системы

Работа на децентрализацию:

•  новые технологии и рыночные игроки
•  изменения в условиях спроса и поставок
•  сближение объектов потребителей и гене-

рации

Потребитель — активный элемент

системы:

• электрификация конечных пользова-

телей

• программы управления спросом
• новые модели спроса с появлением

поставщиков гибких решений

Автоматизация управления системой:

• новые технологии (интеллектуаль-

ный учет, дистанционное управление

и автоматизация)

• оптимизационные цифровые плат-

формы

• развитие возможностей прогнозиро-

вания с использованием ИИ

Рис

. 2.

Ключевые

тенденции

факторы

неопределенности

влияющие

на

электросетевые

компании

№

5 (62) 2020

Page 4

146

МИРОВОЙ ОПЫТ

становится все более зависимой

от погодных условий. Прерыви-

стый характер ветра и солнца при-

водит к нерегулярному профилю

предложения, которое становится

все труднее сбалансировать со

спросом.

В некоторых случаях поли-

тическое давление на развитие

возобновляемых

источников

энергии приводит к серьезным по-

следствиям, которые потребуют

пересмотра стимулов и правил.

Например, в Сенегале все неза-

висимые производители возоб-

новляемых источников энергии

работают по принципу «бери или

плати». В результате энергетиче-

ская компания Senelec должна

оплачивать стоимость мощности,

которая не используется, а тепло-

вые электростанции изо всех сил

пытаются продать достаточно

энергии, чтобы обеспечить свои

экономические показатели и воз-

врат вложенных инвестиций. Это

подчеркивает важность обмена

знаниями на глобальном уровне.

Те организации, в энергетическом

балансе которых присутствует

большая доля возобновляемых

источников энергии, могут по-

делиться лучшими практиками

с коллегами для построения наи-

более эффективных моделей.

Проблема

нестабильности

очевидна в таком регионе, как Ка-

лифорния, где возобновляемые

источники энергии уже состав-

ляют большую долю генерации.

Количество солнечной генерации

в системе очень резко возрас-

тает. Всего за три часа в систе-

му поступает 15 000 МВт и ожи-

дается, что эта цифра вырастет

до 25 000 МВт по мере того, как

в сеть будет подключаться все

больше возобновляемых источни-

ков энергии. В этой ситуации од-

ним из наиболее важных аспектов

управления в условиях перемен-

чивости, которая характеризует

возобновляемые источники энер-

гии, является хорошее прогнози-

рование. California ISO (CAISO)

использует модель прогнозирова-

ния нагрузки нейронной сети с се-

мидневным, двухдневным и днев-

ным прогнозом.

Ожидается, что на долгосроч-

ное планирование владельцев

и операторов передающих ак-

тивов повлияют две тенденции.

С одной стороны, развитие воз-

обновляемых источников энергии

ускоряет развитие инфраструк-

туры. С другой стороны, электро-

сетевые компании должны пла-

нировать, как они будут работать

и интегрировать новых участни-

ков рынка во главе с новой дина-

микой на стороне спроса.

Традиционно электрические

сети проектировались вокруг мест

расположения обычных электро-

станций. Но большая доля сегод-

няшнего и будущего производства

возобновляемых источников энер-

гии не соответствует этой сетевой

архитектуре.

Возобновляемые

источники

энергии не всегда могут быть

расположены в непосредствен-

ной близости от крупного центра

спроса, поскольку они зависят от

погодных условий. В результате

электроэнергия иногда должна

транспортироваться на большие

расстояния от источника до по-

требителя, что может привести

к увеличению потребности в ли-

ниях электропередачи. Быстрое

внедрение возобновляемых ис-

точников энергии ставит пере-

дачу энергии на передний план

переходного процесса. Новые

линии электропередачи должны

строиться быстро, а это в свою

очередь накладывает серьезные

требования для отказа от адми-

нистративных и бюрократических

барьеров, упрощение всех проце-

дур, связанных с землеотводами

и согласованиями.

Национальные и географиче-

ские условия различаются, и для

некоторых сетевых компаний

будущее будет заключаться не

в строительстве большого объ-

ема сетей — появятся сильные

альтернативы. Это могут быть

интеллектуальные сети, системы

накопления энергии, интеллекту-

альные тарифы на передачу дан-

ных и тому подобное. Динамика

спроса будет оказывать все боль-

шее влияние на энергосистему.

Этому будет способствовать

широкое внедрение электромо-

билей, аккумуляторных батарей

и инновационных решений, таких

как виртуальные электростан-

ции (VPPs), системы реагирова-

ния на спрос (DSR) и так далее.

В будущем, когда будет много

новых игроков на рынке и некото-

рые из них будут очень малень-

кие, действительно потребуется,

чтобы все процессы работали

автоматически. В свою очередь,

это потребует значительных ин-

вестиций в цифровые платфор-

мы и процессы. Таким образом,

сети, которые были построены

для крупных централизованных

генерирующих ресурсов и одно-

сторонних потоков, должны быть

преобразованы для построения

мультипотоковой интерактивной

системы.

В этом мире данные являют-

ся таким же важным товаром, как

и физическая инфраструктура.

Цифровизация сетевой инфра-

структуры уже является ключе-

вым приоритетом для многих

передающих компаний, и многие

из них идут дальше, ускоряя циф-

ровую трансформацию всех своих

подразделений и соответствую-

щим образом корректируя свои

бизнес-модели.

Компания «Россети» в пери-

од до 2030 года планируют ин-

вестировать в цифровизацию до

1,3 трлн рублей (18,5 млрд дол-

ларов). Председатель Правления,

генеральный директор компании

«Россети» Павел Ливинский от-

метил: «Цифровая трансформа-

ция — это сдвиг в самой логике

технологических и бизнес-процес-

сов. Этому в первую очередь спо-

собствовало изменение структу-

ры производства и потребления

электроэнергии. Однако панде-

мия COVID-19 превратила циф-

ровизацию в инструмент, который

можно использовать для обеспе-

чения надежного энергоснабже-

ния во время кризисов различного

происхождения. Я могу предпо-

ложить, что мир после пандемии

увидит значительное ускорение

цифровизации».

Цифровая

трансформация

электросетевых компаний проис-

ходит на двух уровнях. Во-первых,

они используют цифровые техно-

логии для оптимизации своих про-

цессов, открывая новые источники

данных и улучшая аналитику дан-

ных, чтобы получить новые идеи.

Page 5

147

Во-вторых, цифровизация го-

товит путь для компаний, зани-

мающихся передачей энергии,

чтобы они могли играть свою роль

в гораздо более взаимосвязан-

ной, динамичной и интерактивной

энергетической системе, в кото-

рой цифровые отношения будут

столь же важны, как физическая

инфраструктура для обеспечения

баланса энергосистемы.

Цифровизация электроэнер-

гетических систем открывает ши-

рокие возможности и позволяет

использовать множество инно-

вационных решений, однако она

оставляет систему потенциально

уязвимой не только к внешним

угрозам, но и к обычным систем-

ным сбоям. По мере того как

системы становятся все более

цифровыми, их кибербезопас-

ность становится самой важной

проблемой на ближайшее деся-

тилетие.

Помимо ежедневного управ-

ления сложной и труднопрогно-

зируемой сетью, электросетевые

компании должны иметь в виду

и планы развития новых техноло-

гий, которые могут существенным

образом повлиять на инвестици-

онную привлекательность сети.

К ним относятся развитие накопи-

телей энергии и переход к водо-

родной экономике.

С развитием водородной эко-

номики будут развиваться и техно-

логии накопления энергии. Имен-

но поэтому компания «Россети»,

как и ряд других организаций по

всему миру, сделала системы

хранения энергии важной частью

своей программы развития.

Рост количества аккумулятор-

ных батарей поднял ряд вопросов

о роли накопителей энергии в си-

стеме, о том, как можно стимули-

ровать их развитие и регулировать

технические аспекты и рыночные

механизмы, а также о том, кто мо-

жет ими владеть. Например, в ЕС

директива о проектировании рын-

ка электроэнергии 2019/944 на-

правлена на снижение барьеров

для развития систем хранения

энергии и предусматривает не-

дискриминационные и конкурент-

ные закупки балансирующих услуг

и справедливые правила в отно-

шении доступа к сетям и взима-

ния платы.

Директива дает широкое опре-

деление понятию «система на-

копления электроэнергии» и до-

пускает преобразование электри-

ческой энергии в любые другие

виды энергии в процессе нако-

пления. Такие системы признают-

ся отдельным классом активов,

и предполагается, что электросе-

тевые компании и системные опе-

раторы не могут владеть храни-

лищами, за исключением строго

ограниченных обстоятельств, как,

например, когда установленные

емкости батарей используются

для регулирования частоты. Пе-

ревод директивы в национальное

законодательство будет осущест-

вляться отдельными государства-

ми-членами ЕС.

В других частях мира регули-

рующие режимы также адапти-

руются к новым видам хранения

энергии, причем в значительной

степени с национальными вари-

ациями. Но во многих местах во-

прос о праве собственности на

хранилище остается нерешен-

ным. Ключевой вопрос заключа-

ется в том, необходимо ли для

повышения эффективности рын-

ка, обеспечивающего наиболее

справедливую, надежную и без-

опасную электроэнергию, позво-

лить электросетевым компаниям

больше экспериментировать и ис-

следовать непроводные альтер-

нативы расширению пропускной

способности сетей, такие как акку-

муляторные батареи?

Развитие возобновляемых ис-

точников энергии, распределен-

ных энергетических ресурсов,

рост спроса, а также увеличе-

ние числа экстремальных погод-

ных явлений несут серьезные

последствия для будущей про-

пускной способности и гибкости

сетей. Переход к водородной

экономике будет иметь еще боль-

шие последствия. Развитие сис-

тем, вероятно, будет составлять

одну часть решения. Кроме того,

взаимосвязь сетей друг с другом

и интеллектуальная интеграция

будут иметь ключевое значение

для электросетевых компаний

в обеспечении пропускной спо-

собности и гибкости, необходи-

мых для облегчения энергетиче-

ского перехода.

Первоначально главной це-

лью трансграничного взаимо-

действия было обеспечение

взаимной поддержки в случае

перебоев в поставках. Сегодня

международное

объединение

сетей приобретает все большее

значение для управления еже-

дневной или даже внутриднев-

ной изменчивостью ветровых

и солнечных источников, а также

требует передачи энергии для

перемещения энергии из богатых

возобновляемыми источниками

районов в центры спроса.

Расширение сетей и межсис-

темные соединения через грани-

цы, регионы и континенты стано-

вятся основным направлением

деятельности

электросетевых

компаний. В Европе ЕС увели-

чил свои целевые показатели по

интеграции с соседними региона-

ми с 10% импортных мощностей

по сравнению с установленными

генерирующими мощностями до

15% к 2030 году. Это значитель-

ное увеличение, но оно происхо-

дит на фоне увеличивающейся

потребности в дополнительных

мощностях.

Во всем мире успешно реализу-

ется ряд трансграничных проектов

по обеспечению взаимосвязанно-

сти энергосистем, находящихся

на разных стадиях развития. Они

включают в себя Организацию по

развитию и сотрудничеству в об-

ласти глобальных энергетических

взаимосвязей (GEIDCO

), южно-

азиатскую Ассоциацию регио-

нального сотрудничества Energy

Ring (SAARC), проекты Ассоци-

ации государств Юго-Восточной

Азии (АСЕАН) по созданию энер-

госистемы АСЕАН, энергетиче-

ские пулы в восточной, южной

и западной Африке, центрально-

американскую систему электри-

ческих соединений (SIEPAC), а на

Ближнем Востоке — организацию

по взаимодействию Совета со-

трудничества стран Персидского

залива (GCCIA).

Журнал

ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ

Передача

распределение

2020

года

является

членом

GEIDCO.

№

5 (62) 2020

Page 6

148

ВЫВОДЫ

Картина

будущего

Прогнозирование роста на-

грузок и планирование развития

сетей — это знакомые инстру-

менты в наборе навыков электро-

сетевых компаний. Тем не менее

изменчивость

возобновляемых

источников энергии, а также не-

определенность их поведения,

создают новые требования к сис-

темам прогнозирования и сцена-

риям развития. Энергетикам все

чаще придется развивать свои

технологии прогнозирования, при-

нимая во внимание такие факто-

ры, как поведение распределен-

ных энергетических ресурсов,

систем хранения, изменяющаяся

нагрузка, программы реагирова-

ния на спрос и т. д.

Кроме того, энергетический

переход трансформирует сферу

сценарного планирования. В про-

шлом сценарии базировались на

фиксированных предположениях

о централизованной генерации

и строго структурированной сети

(от высокого напряжения к низ-

кому). Сейчас и в будущем сце-

нарии должны предусматривать

множество действующих лиц, вза-

имодействий и неопределенно-

стей. Весь ландшафт сценарного

планирования гораздо более раз-

нообразен и широк.

Трансформация

экосистемы

Сети изменяются различны-

ми, иногда фундаментальны-

ми способами, становясь более

динамичными с ростом числа

участников и заинтересованных

сторон. В этих условиях для элек-

тросетевых компаний появляют-

ся возможности определить себя

в качестве движущих сил энерге-

тического перехода, перейдя от

роли поставщиков физической

инфраструктуры к роли одно-

го из формирователей сообще-

ства участников энергетической

системы.

Формирование экосистемы мо-

жет происходить на разных уров-

нях:

– работа с регулирующими орга-

нами для разработки правил

для системы;

– сотрудничество с системными

операторами для улучшения

возможностей прогнозирования

и понимания влияния интел-

лектуальных сетей, программ

реагирования на спрос и т.д.;

– продвижение НИОКР, а также

инноваций для тестирования

и внедрения новых технологий;

– работа с другими электросете-

выми компаниями по вопросам

интеграции сетей.

Для того чтобы реагировать на

постоянно меняющуюся рыноч-

ную среду, потребуется сократить

время выхода на рынок новых ме-

тодов регулирования и политики.

Тогда передающие компании бу-

дут играть важную роль в обеспе-

чении того, чтобы регулирование

могло способствовать инноваци-

ям, а не тормозить их.

Социальная

ответствен

ность

прозрачность

деятельности

Взаимодействие между элек-

тросетевыми компаниями и широ-

кой общественностью, вероятно,

станет более важным, чем когда-

либо в процессе энергетического

перехода. Сетевые компании все

чаще сталкиваются с необходи-

мостью вести социальную беседу

не только с заинтересованными

сторонами, но и с широкой обще-

ственностью по поводу выбора,

который стоит перед ними. Сохра-

нение и развитие их социальной

поддержки при работе со своим

сообществом имеет важное зна-

чение. Разносторонний анализ

экономической эффективности

необходим, чтобы показать, на-

сколько тот или иной проект вы-

годен с социальной точки зрения.

И по мере того, как все больше по-

требителей станут просьюмера-

ми, разговор об их взаимоотноше-

ниях с сетью будет приобретать

все большее значение. Чтобы

стимулировать переход, переда-

ющие компании будут все больше

нуждаться в прозрачности и под-

отчетности в отношении своих

действий и извлекаемых выгод.

Организационные

изменения

Многочисленные вызовы энер-

гетического перехода предъявля-

ют множество новых требований

к компетенциям электросетевых

организаций. Важность их соци-

альной ответственности, напри-

мер, повысит потребность в на-

борах навыков, которые могут

взаимодействовать с более ши-

рокой аудиторией за пределами

отраслевого сообщества. По мере

расширения энергетических сетей

и превращения их в широко инте-

грированные энергетические эко-

системы внимание будет уделять-

ся максимальным способностям

к сотрудничеству.

Переход к более гибким реше-

ниям также отразится на измене-

нии баланса технических навы-

ков. Сотрудникам компаний будет

важно умело и грамотно опериро-

вать аппаратным обеспечением

под управлением инновационного

программного обеспечения с при-

менением цифровых технологий

передачи данных, открывающих

новые инженерные и логистиче-

ские возможности. Многие компа-

нии сейчас говорят о трудностях

привлечения персонала, обла-

дающего необходимым набором

компетенций, но также многие

компании рассматривают энер-

гетический переход как возмож-

ность изменить отношение мо-

лодых работников и соискателей

к их организации.

Материал

подготовил

Александр

ПАВЛОВ

МИРОВОЙ ОПЫТ

подписка – 2021

Обращаем ваше внимание, что стоимость подписки

на журнал «ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и рас-

пределение» на 2020 год осталась без изменений:

• год (шесть номеров) —

11 250

руб

• полгода (три номера) —

5 625

руб

• один выпуск —

1 875

руб

Цена указана с учетом НДС.

Форма оплаты — безналичный расчет.

021

писки

рас-

ний:

Доставка осуществляется Почтой России простой бандеролью.

Стоимость доставки включена в стоимость подписки.

Чтобы подписаться на журнал,

заполните форму заявки

на подписку на сайте

www.eepir.ru

или направьте заявку

по электронной почте:

[email protected]

Телефон редакции:

+7 (495) 645-12-41

Оригинал статьи: Роль электросетевых компаний в энергетическом переходе

Читать онлайн

Электросетевые компании являются ключевыми игроками в электроэнергетических системах. Поскольку безопасность и надежность находятся на переднем плане, их главная ответственность заключается в обеспечении того, чтобы сеть оставалась стабильной в любое время. В статье рассматриваются общие методы планирования электросетевыми компаниями энергетического перехода и дилеммы, с которыми они сталкиваются в этом процессе.