Ключову позицію нашого майбутнього посідає енергетика – від обраного напряму її розвитку багато в чому залежить: апокаліптичні чи життєстверджуючі сценарії зустрічатимуть наших дітей і внуків. Практично всі згоджуються у необхідності негайного і різкого скорочення вуглецевої складової енергетичних технологій (вугілля, газ, нафта), як головного чинника кліматичних змін та необхідності нарощування відновлюваних джерел (ВДЕ).
Якщо до сьогодні основним аргументом проти ВДЕ була їх порівняно висока вартість, то на цей час питання, здається, буде дуже скоро зняте: все ближчим і реальнішим стає конкурентний тариф ВДЕ.
Отож, в даний час вирішальним залишається питання іншої, не економічної, а суто технологічної спроможності ВДЕ замістити викопне паливо. Йдеться про маневреність – здатність контрольовано зменшувати і збільшувати обсяг виробництва електроенергії в межах доби і триваліших періодів часу. Справа в тому, що досі всі енергосистеми світу, і українська в тому числі, засновані на принципі одномоментності виробництва і споживання електроенергії, тобто, скільки потрібно в кожну хвилину електроенергії спожити всім заводам, фабрикам, населенню України - саме стільки і не більше, і не менше мають в цю ж хвилину виробити всі електростанції, приєднані до мереж. Таким чином, електростанції мають вміти на вимогу диспетчера оперативно регулювати (збільшувати і зменшувати) відпуск енергії в мережу. Традиційно саме вугільні генерації виконують основну частину добового (і тривалішого за періодом) регулювання виробництва електроенергії. Сучасні АЕС майже непридатні змінювати заданий технологією рівень виробітку, а великі ГЕСи і ГАЕСи хоча і більш маневрені, аніж вугільні ТЕСи – проте їхня частка в сукупному обсязі виробництва доволі мала (близько 6% в 2016 році), а отже, і маневреність всіх їхніх потужностей недостатня, щоб збалансувати коливання обсягів споживання у системі.
Потужності ВДЕ, як відомо, є цілковито залежними від природніх умов (наявність вітру, тривалість світлого періоду, водність водойм) і поки що не можуть повністю заміняти маневрені ТЕСи у енергосистемі. Тому розбудову нових ВДЕ-потужностей на заміну вуглецевої генерації (до рівня вище 3,2 ГВт – на сьогодні маємо близько 1ГВт) можлива за умови розв'язання проблеми їх маневреності і гармонійного вписання в енергосистему з її нинішніми вимогами або – переформатування енергосистеми...
Саме зараз відбувається рух назустріч: ВДЕ працюють над здатністю відповідати на запити системи і регулювати видавану потужність – а енергосистема (у світі вже давно, а в Україні лиш початково, потенційно) вчиться звільнятися від жорсткої централізованої диспетчеризації, яка втратила довіру суспільства, набуває властивостей інноваційного явища в енергетиці - "розумних мереж", тобто вчиться "розуміти" виробників і споживачів, гнучко самостійно комунікувати їх потреби в режимі реального часу. Ключовим ноу-хау в обох напрямках зустрічного руху ВДЕ-генерації і енергосистеми є поява принципово нового явища в практиці енергозабезпечення – акумуляторних потужностей. Ще одним цілком новим і необхідним для оновлення енергетики системи елементом стали так звані віртуальні генеруючі і регулюючі потужності. Наприклад, збалансування в кожен момент часу попиту і пропозиції виконується не тільки за рахунок маневрової генерації, а - з використанням можливостей споживачів, які зменшують чи збільшують власне споживання на вимогу системи (регульовані, або так звані "кваліфіковані" споживачі), а також, у перспективі здатні здійснювати акумулювання/обмін/виробництво електроенергії. Завдяки масовій появі таких споживачів і їх об'єднанню розумною системою взаємозв'язків та взаємокерування основна вага регулювання переміститься з центру на локальні рівні, утворюючи регіональні самодостатні осередки енергозабезпечення та обміну "віртуальними" регулюючими кіловат-годинами.
Ініціативи, які виникають з намагання вирішити проблему, як звичайно, ідуть знизу - люди об'єднуються, утворюючи Енергетичні кооперативи, - щоб без патерналістичного сподівання на державу забезпечувати себе та інших енергетичними ресурсами та створювати нову якість життя. Це може стати важливим рішенням для величезної кількості людей та спільнот, великих і малих громад, енергетичні кооперативи – хороший механізм, що дозволяє перетворити довіру одне до одного у дієвий механізм переходу від занадто централізованої пост-радянської моделі енергетики до більш локалізованої, котра покладається перш за все на місцеві ресурси і створює робочі місця, нові економічні моделі та можливості для мешканців громад.
Енергетичний кооператив сьогодні – важливий учасник енергетичних ринків розвинутих країн. Один із перших прикладів - Німеччина. У країні, котра швидкими темпами рухається від викопної та атомної енергетики до все ширшого використання відновлюваних джерел енергії, працюють більше 700 активних енергетичних кооперативів.
Вирішувати проблеми дефіциту регулюючих і маневрених потужностей при скороченні вугільного виробництва електроенергії, безсумнівно можна традиційним затратним методом (технологічні удосконалення на АЕС, реконструкції і будівництва нових потужностей ГЕС, ГАЕС), що вимагає значних фінансових вливань. Проте цю проблему можна вирішити на порядок меншими інвестиційними вкладеннями і за досить короткий строк.
Наприклад, у США, Азійсько-Тихоокеанському регіоні, в Індії та Австралії вже запущені процеси, завдяки яким системи зберігання електроенергії і сонячні електростанції стають рушійною силою розвитку так званих "мікромереж".
Завдяки розвитку IТ-технологій і сучасних систем зв'язку з'явилася можливість локального управління потужністю груп споживачів електроенергії. Об'єднання керованих споживачів-регуляторів із застосуванням IТ-технологій забезпечує самокерований процес регулювання і балансу активної потужності (частоти) в енергосистемі, вирівнювання графіка навантаження й регулювання перетоків електроенергії у магістральних мережах. І, що принципово важливо, - управляти ним можна як з диспетчерського центру енергосистеми, так і на місцевому рівні в режимі саморегулювання і обміну даними та енергією між споживачами – і як свідчить практика - це більш ефективний і оптимальний рівень управління.
Всі окресленні вище моделі існування енергосистеми майбутнього в обов'язковому порядку потребують розгорнутий парк акумулюючих потужностей. Тому важливим напрямком досліджень на сьогодні є розробка технологій дешевого і простого акумулювання енергії: 1) розроблення власне приладів і пристроїв, які основною функцією мають здатність накопичувати/перетворювати електроенергію (із задіянням як механічних, так і хімічних, фізичних, квантових принципів тощо) і можуть масово вироблятися, використовуватися в промисловій експлуатації та бути технологічно і економічно доступними; 2) пристосування існуючих вже супутніх до енергосистеми явищ (наприклад парку електромобілів) до потреб накопичення і віддачі енергії. Обидва напрямки розвитку вирішують проблему залежності ВДЕ від природніх умов.
Єдиний на сьогодні реальний конкурент для ВДЕ – це породжені військово-промисловим комплексом атомні технології "контрольованого вибуху", і вони теж намагаються подолати аналогічну відсутність необхідної маневреності. Але атомники ідуть іншим шляхом – працюючи над технологією керування ланцюговою реакцією, що безперечно пов'язане з ускладненням і здорожченням процесу, а головне з об'єктивним збільшенням ризиків і небезпек.
У той же час великі акумулюючі потужності ВДЕ ніяк не мають сприйматися як потенційно небезпечні, адже принцип їх створення передбачає децентралізацію розташування: акумулятори ніби розлиті по всій мережі, крім власне самих акумуляторів, їх роль виконують, наприклад міські парки електромобілів, окремі домогосподарства, підприємства з накопичувачами енергії, регульовані споживачі, словом, кожен острівець розподіленої генерації/накопичення/споживання. Тому фізично централізованого, великого і тому небезпечного "резервуара з енергією" не потрібно – акумулюючі потужності є розподіленими і значною мірою віртуальними.
3 
1
Коментарі