Системи накопичення енергії (energy storages): перспективи для України

share

Починаючи з кінця 2019 року все більше і більше під час різноманітних зустрічей, присвячених енергетиці, підіймається питання потреби розвитку в Україні найближчим часом систем накопичення енергії (СНЕ) або англійською “energy storage facilties”. Що собою представляють СНЕ і які перспективи для бізнесу виникають у зв’язку з відповідними проектами?

У електричній системі, Накопичення енергії означає відкладення споживання електричної енергії до моменту пізнішого, ніж момент її виробництва, або перетворення електричної енергії у форму енергії (фізичні, інерційні, хімічні, водневі та інші технології), яка може зберігатися, зберігання такої енергії та подальше перетворення такої енергії у електричну електроенергію або використання як іншого носія енергії (відповідно до Директиви (ЄС) Європейського Парламенту та Ради 2019/944 від 5 червня 2019 року про загальні правила для внутрішнього ринку електроенергії, яка вносить зміни до Директиви). СНЕ, по суті, є устаткування, на якому здійснюється накопичення енергії.

Наразі, існують різноманітні технології СНЕ, зокрема:

1.    твердотільні акумулятори – ряд електрохімічних накопичувачів, у тому числі сучасні хімічні акумулятори та конденсатори;

2.    проточні акумулятори – акумулятори, в яких енергія накопичується безпосередньо в розчині електроліту для збільшення терміну служби і миттєвого спрацювання;

3.    маховики – механічні пристрої, що використовують енергію обертання для миттєвої подачі електричного струму;

4.    система зберігання енергії на основі стисненого повітря

5.    сховище теплової енергії – акумулювання тепла і холоду для створення енергії на вимогу та її виділення в зручний для споживачів час;

6.    насосна гідроакумулювальна електростанція – створення та зберігання енергії з використанням двох резервуарів із водою, розташованих на різних висотах;

7.    гравітаційні накопичувачі енергії – пристрої, які генерують електрику, випускаючи у разі потреби важкий вантаж із певної висоти;

8.    системи зберігання енергії на основі перетворення енергії на газ (водень, біометан, синтез-газ тощо).

Найбільш поширеними у світі залишаються насосні гідроакумулюючі електростанції, які існують починаючи з початку 20 століття. Відповідно до інформації на сайті ScienceDirect близько 130 ГВт таких потужностей, встановлені по всьому світі. В Україні такими станціями є Дністровська ГАЕС, Київська ГАЕС, Канівська ГАЕС (в процесі будівництва).

Якщо розглядати інші технології, то найбільш популярною технологією в електричних системах є літій-іонні батареї, які відповідно до інформації на сайті Інституту Вивчення Навколишнього Середовища та Енергії (Environmental and Energy Study Institute) і станом на початок 2019 року займали частку 90% на ринку СНЕ для електромереж. Проекти промислових СНЕ на базі літіє-іонних батарей на разі вже перевищують 50 МВт, а у планах, зокрема у США, є СНЕ встановленою потужністю навіть 300 МВт (відповідно до інформації на сайті GetMarket). Ці технології використовуються для регулювання енергетичних систем, зокрема у субсекундному режимі, та зменшення впливу від піків електроенергії, вироблених сонячними та вітровими електростанціями. На разі, промислові СНЕ на базі літій-іонних батарей чи аналогічних технологій в Україні відсутні.

Чому це так і які кроки здійснюються для залучення інвестицій у цю галузь в Україні? 

Наразі, будь-який інвестор має право збудувати СНЕ і здійснювати господарську діяльність на ринку електричної енергії з їх допомогою, зокрема, закуповувати та продавати електроенергії на ринку на добу вперед, внутрішньодобовому ринку, брати участь у ринку балансуючих послуг та допоміжних послуг. Крім цього, виробники електроенергії з відновлювальних джерел енергії можуть використовувати СНЕ задля зберігання електроенергії під час пікового виробництва, зокрема сонячними електростанціями, коли мережа не може прийняти відповідний обсяг енергії.

Споживачі можуть використовувати СНЕ задля того, щоб забезпечувати сталу роботу їх  виробничих процесів, а також економію через купівлю більш дешевої електроенергії, зокрема у нічний час. Однак, незважаючи на те, що вартість СНЕ (у формі літіоіонних батареї) відповідно до BloombergNEF впала з 1,100 доларів з кВт-год у 2010 році, на 87% до $156 кВт-год в 2019 році. Хоча, для дійсно великих проектів вартість відповідно до оцінок фахівців залишається понад $ 300 за кВт-год потужностей, зокрема відповідно до аналізу Lazard. Тому, такі проекти досі є дуже капіталомісткими. А отже, необхідний досить вагомий механізм для повернення інвестицій у таких батарейних СНЕ. Оптимально використовувати батарейні СНЕ для надання допоміжних послуг для підтримання частоти. Однак, ціни на такі послуги, зокрема, сформовані за затвердженою Національною комісією, що здійснює державне регулювання у сферах енергетики та комунальних послуг, методикою становлять на завантаження 498,55 грн./Мвт, а на розвантаження 281,52 грн./Мвт. Відповідно до коментарів деяких потенційних інвесторів, строк окупності таких проектів може перевищувати 10 років і більше. Позиція представників ПрАТ «НЕК «Укренерго» дещо більша оптимістична. В.о. голови правління  ПрАТ «НЕК «Укренерго» Володимир Кудрицький вважає, що зазначені ціни самі по собі є достатнім стимулом для реалізації проектів СНЕ з меншим строком окупності. 

За умови проведення аукціонів, ціни на допоміжні послуги можуть відхилятися від встановлених методикою. Однак, через граничні ціни не можуть бути на завантаження більше 1127,94 грн/МВт та менше  254,77 (згідно з інформацією на сайті ПрАТ «НЕК «Укренерго»). Потенційно ці граничні цифри цікавіші для гравців ринку. Проте у будь-якому випадку допоміжні послуги за результатами аукціону не можуть придбаватися більше ніж на рік, що робить проекти не дуже цікаві для інвестування/фінансування та реалізації (як кажуть у комерційному світі не «bankable»). 

Відповідно до заяв з боку представників ПрАТ «НЕК «Укренерго», потреба України щодо батарейних СНЕ протягом 2021-2023 роках становить 1500 МВт. Згідно з оцінкою ПрАТ «НЕК «Укренерго» та французького оператора системи передачі RTE, з яким було підписано меморандум, потреба української системи в батарейних СНЕ вже становить 220МВт/264 Мвт*год. А наразі, такі СНЕ в українській енергосистемі відсутні.

Для вирішення проблеми належного фінансування проектів батарейних СНЕ, а також інших форм СНЕ, до Верховної ради України було подано 2 законопроекти:

1.    Проект Закону про забезпечення енергетичної безпеки та гнучкості енергосистеми, реальної конкуренції, декарбонізації економіки, зниження цін споживання електричної енергії (щодо систем накопичення енергії) № 2496 від 26.11.2019, ініційований народним депутатом Єфімовим Максимом Вікторовичем (його було повернуто автору на доопрацювання 04.02.2019);

2.    Проект Закону про внесення змін до Закону України "Про ринок електричної енергії" (щодо енергетичної безпеки, балансування енергосистеми та системи накопичення енергії) № 2582 від 12.12.2019 (надалі – «законопроект»), ініційований народним депутатом Камельчуком Юрійєм Олександровичем, і який на разі розглядається у профільному парламентському комітеті. 

Які основні зміни у законодавстві та які можливості для ринку створює законопроект? 

По-перше, до українського законодавства вводиться поняття СНЕ та операторів СНЕ, а також встановлюються вимоги до ліцензування СНЕ (якщо потужність перевищує 5 МВт та за умови відсутності іншої ліцензії для діяльності на ринку електроенергії). 

По-друге, положення щодо конкурсної процедур на будівництво генеруючої потужності та виконання заходів з управління попитом, передбаченої Законом України "Про ринок електричної енергії" будуть поширюватися також на СНЕ. Кабінет Міністрів України матиме повноваження анонсувати конкурс на будівництво СНЕ, за результатами якого переможець може отримати наступні форми підтримки:

1.    встановлення плати за послугу із забезпечення СНЕ;

2.    сприяння відведенню земельної ділянки/виділенню майданчика для будівництва СНЕ;

3.    застосування механізмів державно-приватного партнерства;

4.    надання державної допомоги.

По-третє, оператору системи передачі (надалі – ОСП) дозволяється експлуатувати СНЕ, потужністю не більше 250 МВт, за умови відсутності послуг на ринку та виключно з метою надання послуг з диспетчеризації, зокрема безпечного функціонування системи передачі, та операторам системи розподілу (надалі – ОСР) – СНЕ, потужністю не більше 20 МВт (може бути збільшена за рішенням НКРЕКП) для надання послуг з метою надання послуг розподілу, зокрема безпечного функціонування системи розподілу. 

По-четверте, виробники електроенергії з відновлювальних джерел матимуть право накопичувати електроенергію в СНЕ з подальшим продажом такої електроенергії за встановленим «зеленим» тарифом. 

Незважаючи на позитивні зміни. запропоновані законопроектом, ці зміни потребують достатньо ретельного доопрацювання.

По-перше, поняття СНЕ в законопроекті набагато вужче, ніж у Директиві, а тому потребує коригуванню, щоб не допустити можливих обмежень застосування технологій СНЕ. 

По-друге, найбільшим дискусійним є питання умов для експлуатації ОСП та ОСР СНЕ, які викладенні у законопроекті. Позиції різних стекхолдерів дуже відрізняються як виявилось під час робочої групи щодо законопроекту 13 лютого 2020. Наприклад, представники ОСП вважають, що наявність батарейної СНЕ до 250 МВт вже вкрай необхідне для регулювання системи, і вона не буде використовуватися для балансуючих послуг чи управління навантаженнями у системі. Тому така СНЕ по суті буде повністю інтегрованим компонентом мережі, який дозволено експлуатувати ОСП та ОСР відповідно до Директиви 2019/944 без попереднього проведення тендерів для її будівництва для приватних гравців. Представники ОСП також не проти будівництва приватних СНЕ на підставі конкурсних процедур на будівництво СНЕ, як зазначалося вище, а також шляхом реалізації проектів на підставі ринкових механізмів, але вважають, що часу чекати на реалізацію цих опцій, на разі, немає. ОСП підтримується ЄБРР, який готовий профінансувати будівництво СНЕ ОСП вже у цьому році за умови подальшої приватизації цієї СНЕ через певний час, коли виникне ринок для допоміжних послуг СНЕ. Представники приватного сектору, а також деякі представники Мінеконенерго, виступили проти можливості для ОСП експлуатувати СНЕ без попереднього проведення конкурсу для приватних гравців, які б були готові побудувати СНЕ. На їх думку, право ОСП та ОСР побудувати та експлуатувати батарейну СНЕ просто знищить можливий ринок для приватних гравців і не дасть йому розвиватися. 

По-третє, законопроектом не прописана можливість для виробників електроенергії з відновлюваних джерел зберегти встановлений рівень «зеленого» тарифу внаслідок реконструкції електростанції з встановленням батарейної СНЕ, внаслідок чого виробникам буде встановлено нижчий рівень «зеленого» тарифу на дату реконструкції. Такий підхід нівелює переваги встановлення СНЕ для накопичення електроенергії у «пікові» періоди і відключень через суттєве зниження величини «зеленого» тарифу.

Зазначені та декі інші питання потребують подальшого опрацювання та знаходження компромісу між учасниками процесу, а, отже, як погодились депутати профільного комітету процес узгодження фінальної версії законопроекту займе певний час.