Умные множества: домохозяйства и электромобили на службе энергетической гибкости

Корпоративные парки электромобилей, агрегированные домашние накопители и полностью «электрические» дома становятся успешными игроками на рынке гибкости.

Роль домохозяйств и электротранспорта, агрегированных в управляемые множества, предоставляющие на рынках энергетическую гибкость, становится все более заметной. Этому способствует быстрое развитие бизнесов, действующих по моделям агрегаторов и виртуальных электростанций (VPP) и использующих для управления множествами агрегированных объектов цифровые платформы.

По оценке SEPA, к середине 2019 года треть всех мощностей, находящихся под управлением энергоснабжающих компаний в США в рамках программ demand response, принадлежала бытовым потребителям [1]. Аналитическое агентство Rethink Technology Research ожидает, что к 2025 году в секторе управления спросом домохозяйств по всему миру будет собрано 212 млн домохозяйств [2]. И эти данные не учитывают гибкость, которую частные потребители смогут предоставлять на рынки вне программ по управлению спросом. Navigant Research оценивает мировой рынок систем интеллектуального управления энергетикой домохозяйств (HEMS) — как уже существующих, так и строящихся — в $4,4 млрд в 2019 году с перспективой роста до $12 млрд к 2028 году [3].

Своего рода расширением рынка HEMS выступает новый рынок создания “полностью электрических” домов. В таких домах все бытовые процессы, в том числе отопление, приготовление пищи, охлаждение и кондиционирование полностью электрифицированы. Этот новый рынок включает как системы интеллектуального управления энергетикой домохозяйств, и потому частично пересекается с рынком HEMS, так и различное энергетическое оборудование для этих домохозяйств: тепловые насосы, зарядные станции для персональных электромобилей, системы HVAC, кухонное и водонагревательное оборудование. Navigant Research прогнозирует быстрый рост этого сектора: если к 2020 году он достигает $2,4 млрд, то к 2029 году должен вырасти до $12,9 млрд [4]. В “полностью электрических” домах значительная доля электрических нагрузок связана с инертными тепловыми процессами, они располагают существенными ресурсами энергетической гибкости, и их множества, собранные под правильным управлением, — пулы гибкости — могут стать успешными игроками на рынках энергетической гибкости.

Мощным конкурентным преимуществом источников гибкости, установленных в домохозяйствах, является то, что большинство этих источников не требует дополнительных инвестиций в капитальное строительство и установку, так как они были куплены домохозяйствами для решения бытовых задач, вообще не связанных с энергетикой. Работа на рынках гибкости — дополнительный канал монетизации и повышения эффективности использования такого оборудования.

Понимая коммерческие перспективы управления распределенными источниками гибкости, принадлежащими домохозяйствам, крупные агрегаторы активно вкладываются в освоение компетенций по такому управлению. Британский агрегатор Catapult привлек IT-компанию SysMech, чтобы создать облачную Платформу цифровой интеграции (DIP) в рамках расширения своей «живой лаборатории», уже включающей 100 домохозяйств [5]. Цель проекта — сформировать за счет технологий IoT открытый для стартапов интероперабельный полигон по апробации и демонстрации различных технологий интеллектуального управления домашней энергетикой, в том числе домашними источниками гибкости. Общую потребность энергосистемы Великобритании в хранении энергии для обеспечения гибкости, необходимой для углеродной нейтральности, Catapult оценивает в 4–8 ГВт накопления электроэнергии, 254–258 ГВт накопления тепловой энергии (в том числе — за счет электрификации отопления) и 150–164 ГВт водородного накопления [6].

Один из перспективных источников гибкости — стоящие в домохозяйствах накопители энергии. Пилотный проект Оператора австралийского энергетического рынка (AEMO) по участию домашних накопителей в рынках, связанных с сервисами гибкости — регулировании частоты и балансировании ВИЭ — в Южной Австралии показал неплохие результаты. За счет предоставления этих сервисов домохозяйства экономят до 35% затрат на энергоснабжение, а срок окупаемости установленных в них накопителей не превышает 7 лет [7]. При этом предварительный отчет AEMO на конкретных кейсах показывает, что агрегированные под интеллектуальным управлением множества домашних накопителей одинаково хорошо справляются с удержанием частоты в заданном диапазоне 50±0,15 Гц, работая как на «разгрузку», так и на «загрузку».

Кроме того, такие множества успешно реагируют на возникающие на рынке небалансы спроса и предложения, приводящие к резким колебаниям цен, разряжаясь в период пика цен и заряжаясь при низких и отрицательных ценах, в конечном счете увеличивая долю ВИЭ в энергетическом балансе и поддерживая систему во время сетевых ограничений [8].

Другой потенциально сильный игрок на рынках гибкости — логистические компании, курьерские службы и почтовые сервисы. Ожидается, что в странах, активно переходящих на электротранспорт, именно такие компании станут первыми операторами больших электрических автопарков. Первые ласточки, желающие попробовать свой «электрический флот» на рынке гибкости, уже появляются. В Великобритании один из крупнейших глобальных логистических сервисов UPS совместно со знаменитым стартапом MOIXA и компанией UK Power Networks Services запустили проект «Локальная энергосистема электрического автопарка» (EFLES) по использованию электрического автопарка в качестве агрегированного источника гибкости, предоставляемой в интересах распределительных сетей [9]. В депо UPS в Кэмдене разработанная MOIXA платформа GridShare будет управлять множеством зарядных станций для снижения затрат на электроэнергию и оказания сервисов гибкости в адрес сетевой компании.

Подготовлено IC ENERGYNET / Автор: Игорь Чаусов

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.