Автономные гибридные энергетические системы с ВИЭ для горной промышленности Африки

Немецкая консалтинговая компания THEnergy и французская компания Voltalia, работающая в секторе ВИЭ, подготовили совместный доклад об использовании возобновляемых источников энергии и микросетей для снабжения удаленных, изолированных предприятий горнодобывающей промышленности.

В новом докладе обобщается опыт Африки, однако он, безусловно, полезен и для других регионов, где в энергетически-автономном режиме работают горнодобывающие компании. Спрос на автономные гибридные системы в Африке весьма высок – обратите внимание на верхний график (на нем показаны проекты не только в горной промышленности, а в коммерческом и промышленном секторе в целом).

Горнодобывающие компании работают в чрезвычайно конкурентной среде. Как правило, расходы на энергию стоят на втором месте в структуре затрат. Поэтому всё больше предприятий отрасли добавляют в свои локальные энергетические системы возобновляемые источники энергии.

Добавление ВИЭ обусловлено, главным образом, следующими соображениями:

Авторы отмечают, что на первом этапе развития рынка основное внимание уделялось технике интеграции солнечной и ветровой энергетики, так как многие горные компании опасались, что изменчивая солнечная или ветровая энергия может дестабилизировать энергоснабжение и даже привести к производственным потерям. Однако многочисленные примеры реализованных проектов микросетей (microgrids) показали, что возобновляемая энергия в сочетании с дизельным топливом, тяжелым мазутом или газом может гарантировать надежное энергоснабжение удаленных шахт. На сегодняшний день ВИЭ стали самым дешевым решением для энергоснабжения практически всех месторождений. В организационном плане проекты, как правило, реализуются путём создания независимыми производителями микросетей «под ключ» с последующей продажей электроэнергии горнодобывающим компаниям через PPA — договоры купли-продажи электроэнергии.

Опасения в ненадёжности ВИЭ и микросетей уже в прошлом. На нынешнем этапе горнодобывающие компании в Африке сосредоточиваются на оптимизации затрат при инвестировании в возобновляемые источники энергии. Растет ценовая конкуренция, крупные игроки (как потребители, так и инжиниринговые компании) выигрывают от эффекта масштаба при поставках партий компонентов для солнечных и ветровых установок. Лидерам рынка также удалось существенно улучшить процессы планирования и строительства.

Оптимизация затрат — это не только минимизация инвестиций на начальном этапе, продолжают авторы. Важны расчёты для всего жизненного цикла проекта, включая эксплуатацию и техническое обслуживание. Требуется особое внимание уделять эффективному взаимодействию различных источников энергии, оптимизации системы в целом — для того, что каждый киловатт-час произведенной солнечной или ветровой энергии обеспечивал бы максимальную экономию ископаемого топлива, и дизель генераторы работали при оптимальных нагрузках.

Поэтому важнейшим компонентом современных гибридных объектов является система управления миросетью, которая обеспечивает синхронизацию различных источников энергии, в том числе переменной выработки солнечных или ветряных электростанций, с различными нагрузками на разрабатываемом месторождении полезных ископаемых. Самые современные сложные решения также включают в себя управление нагрузкой, особенно в тех случаях, когда в производственных процессах есть некритические нагрузки, соответственно, может быть обеспечена гибкость управления энергией.