Тотальная электрификация, новый подход к надежности, больше гибкости

В новом докладе аналитическое агентство Wood Mackenzie рассматривает итоги 2019 года и рассуждает о том, какие тренды проявились в ушедшем году и надолго определят развитие энергетики.

В 2019 году по всему миру было установлено 4,8 млн новых зарядок для электротранспорта, и к 2025 году ожидается, что их число увеличится еще на 18,3 млн зарядных станций. Количество электромобилей в 2020 году должно превысить 38 миллионов, что, впрочем, по-прежнему составляет всего лишь 3% от общего числа автомобилей на планете. И тем не менее, быстрый рост числа электромобилей — один из ключевых трендов, меняющих электроэнергетику. Это одновременно и вызов, особенно с точки зрения роста потребности в мощности, и возможность, поскольку электромобили и «умные» зарядные станции приносят в энергосистемы дополнительную гибкость.

Самые крупные успехи в распространении электромобилей ожидаются в Китае: этот рынок к 2025 году может достичь доли в 50% от мирового.

Новый значимый тренд, идущий в контексте декарбонизации, — отказ от использования природного газа для отопления и тотальная электрификация всех энергетических нужд зданий и сооружений. 23 города в США в декабре 2019 года приняли в той или иной форме правила, ужесточающие политику по потреблению природного газа для отопления зданий или вводящие требования к полной электрификации зданий без возможности использовать природный газ для отопления.

Число городов в Калифорнии, в которых в 2019 году введены требования или меры поддержки по замене использования природного газа на электроэнергию на объектах недвижимости. Источник: Wood Mackenzie

На примере опыта штата Нью-Йорк в части электрификации отопления и отказа от природного газа и споров между правительством штата и газовым монополистом National Grid, можно сказать, что успехи в декарбонизации строительного сектора и новой недвижимости будут напрямую зависеть от того, насколько развитой и гибкой будет сеть распределенных источников генерации и накопителей энергии и от того, насколько этому будет способствовать политика газовых компаний.

Крупные системные аварии в Калифорнии, Англии и Уэльсе, Австралии во второй половине 2019 года, значительная часть которых была связана с крупными лесными пожарами, все больше наводит потребителей на мысль о том, что в условиях энергетического перехода о надежности забывать нельзя и за нее нужно платить, но не очевидно, что сетям. Крупные промышленные и коммерческие потребители ищут решения по обеспечению бесперебойности электроснабжения, не связанные с подключением к сетям, и все больше находят их на стороне распределенной генерации, накопителей энергии и микрогридов. В США страхи потребителей относительно способности сетей обеспечить надежность энергоснабжения особенно сильно подогрело историческое банкротство PG&E.

Ввод новых мощностей в сфере распределенной генерации (МВт) и накопителей энергии (МВт·ч) по кварталам 2019 года в США. Источник: Wood Mackenzie

Поэтому Wood Mackenzie ожидает, что на Западном побережье доля микрогридов в новых вводимых энергетических мощностях вырастет с нынешних 13% до 25% уже к 2021 году. При этом американский рынок микрогридов в 2019 году составил 553 МВт.

Управление спросом оказывается все более полезным и значимым ресурсом, причем не только в рамках задачи «срезания пиков» и снижения цен на электроэнергию. Новую роль управление спросом и другие ресурсы гибкости приобретают в задачах резервирования энергосистемы на случай различных аварийных событий, экстремальной и аномальной погоды и других событий, в которых задачей управления спросом становится поддержание надежности и работоспособности энергосистемы тогда, когда сети и традиционная генерация не готовы справиться с этой задачей.

Например, 2 октября 2019 года из-за сочетания аномальной высокой температуры воздуха во многих штатах, плановых ремонтных работ в межсезонье и ряда аварийных событий с оборудованием в сетях спрос на управление спросом на рынке PJM превысило 395 МВт, в том числе в непиковые часы. Более того, все более значимым становится ресурс долгосрочного управления спросом с возможностью снижения нагрузки на многие часы и даже дни.

Чрезвычайно обнадеживающие результаты по созданию новых ресурсов гибкости показали различные опыты с интеллектуальным управлением водонагревателями и термостатами. Особенно значимым оказалось то, что дополнительное оборудование, включающее только систему управления и набор интерфейсов, позволяет сделать «умными» широкий класс уже установленных водонагревателей, не имевших до этого возможности быть «гибкой нагрузкой».

Требование к наличию удаленного интеллектуального управления у электрических приборов, обладающих потенциалом гибкости, таких как термостаты, выходит в США уже на законодательный уровень штатов. В Вашингтоне соответствующее законодательство, как ожидается, будет принято к 2022 году.

Распределенная энергетика по-прежнему выступает альтернативой инвестициям в развитие распределительных сетей с большим трудом, и удачные кейсы, в которых новых энергетическим решениям удалось показать большую инвестиционную привлекательность, чем мероприятиям по развитию сетей, даже в США исчисляются десятками, что существенно меньше, чем число проектов по сетевому строительству. По оценкам Wood Mackenzie, количество таких кейсов в 2019 году уменьшилось с 98 до 54 в сравнении с 2018 годом, но должно вырасти в следующем году. Тем не менее, все большее число энергоснабжающих компаний рассматривают распределенную энергетику как альтернативу сетевому строительству: например, в штате Нью-Йорк в 2020 году появятся согласованные между энергоснабжающими компаниями штата двухлетние Планы внедрения распределенной энергетики.

Вслед за США и Европой электрификация таких отраслей, как массовый транспорт и отопление домохозяйств и зданий, а также поиски ресурсов энергетической гибкости и управление ими становятся значимой частью развития энергетики таких стран, как Китай, Япония и Австралия. Например, Государственная сетевая корпорация Китая приняла в конце 2019 года дорожную карту по созданию в стране Интернета вещей для энергетики, который во многом будет работать как раз на управление ресурсами гибкости.

Последнее предсказание Wood Mackenzie относительно гибкости практически точно совпадает с нашими ожиданиями от главных тем 2020 года. Но американские коллеги существенно расширяют наше видение, показывая на примерах, как, казалось бы, очевидные процессы — электрификация всего, что еще не электрифицировано, и отыскание гибкости там, где ее еще не нашли, — приводят к неочевидным системным последствиям. Эти последствия, такие как рост значимости управления спросом для надежности электрических сетей или возникновение опосредованной электрификации стальной и цементной промышленности за счет «зеленого» водорода, о которой мы писали в прошлом году, очень непросто заметить по небольшому пока еще числу кейсов, в которых они проявляются. Поэтому так важно честно и пристально вглядываться в происходящие в современной энергетике события и всегда помнить, что иногда неочевидная их интерпретация может оказаться самой верной.

Хотите оперативно узнавать о выходе других полезных материалов на сайте "ГИС-Профи"?
Подписывайтесь на нашу страницу в Facebook.
Ставьте отметку "Нравится", и актуальная информация о важнейших событиях в энергетике России и мира появится в Вашей личной новостной ленте в социальной сети.