Самая дешёвая электростанция — та, которую не пришлось строить

Энергосистема традиционно следует за потребителем. Если в 19:00 стране требуется больше мощности, система должна эту мощность найти: увеличить производство, импортировать электроэнергию, использовать накопители или задействовать резерв.

Но существует ещё один вариант. Часть нагрузки можно перенести во времени. Не выключить. Не ограничить потребителя. А использовать тогда, когда электроэнергии в системе больше и она дешевле. Это принципиальная разница.

Насосной станции не всегда важно, в какой именно час наполнить резервуар. Системе охлаждения не обязательно производить весь холод непосредственно в момент его использования. Тепловой насос может нагреть воду заранее. BESS (система накопления энергии) может зарядиться днём.

Электромобиль, подключённый вечером, необязательно должен начать заряжаться на полной мощности именно в 19:00 — владельцу важно, чтобы утром автомобиль был готов к поездке.

Во всех этих случаях услуга для потребителя остаётся той же, но профиль потребления электроэнергии меняется. В этом и заключается суть demand response (управления спросом).

Для энергосистемы особенно дороги пики. Если основную часть времени существующей инфраструктуры достаточно, но несколько часов возникает значительно более высокая нагрузка, под этот короткий период всё равно приходится резервировать генерацию, сетевую мощность и оборудование.

Поэтому снижение пикового спроса может иметь почти такую же системную ценность, как ввод дополнительной генерации. Чтобы оценить этот резерв для Молдовы, нужны измерение нагрузки по часам, понятные правила участия потребителей и проверка того, какую часть пика действительно можно перенести без ущерба для их работы.

Если такая гибкость будет доступна системе, речь пойдёт уже не просто об энергоэффективности. Речь пойдёт о появлении нового энергетического ресурса внутри существующей системы.

Для управления спросом необходим простой экономический сигнал. Цена.

Если потребитель платит одинаково независимо от того, использует он электроэнергию в 14:00 или в 19:00, у него практически нет причин менять своё поведение.

По мере развития Day-Ahead Market (рынка на сутки вперёд) и Intraday Market (внутрисуточного рынка) оптовая стоимость электроэнергии всё больше отражает конкретное время её производства и потребления. Чтобы этот сигнал дошёл до конечного потребителя, нужны подходящие договоры и тарифные предложения. Отсюда появляется логичный следующий шаг — dynamic pricing (динамическое ценообразование).

В определённые часы энергии много и она дешевле. В другие часы её меньше и она дороже. Потребителю необязательно самостоятельно следить за рынком. Эту работу постепенно могут брать на себя EMS — Energy Management Systems (системы управления энергией). И тогда здание, предприятие или зарядная станция получают возможность автоматически выбирать наиболее выгодное время потребления.

Здесь особенно интересны здания. Сегодня большинство зданий потребляет электроэнергию практически пассивно. Но современное здание постепенно превращается в небольшой энергетический объект.

В одной системе могут работать PV (солнечная генерация), BESS (система накопления энергии), heat pump (тепловой насос), BMS — Building Management System (система управления зданием), smart meter (умный счётчик) и EMS — Energy Management System (система управления энергией).

Когда электроэнергии много и она дешёвая, здание может зарядить батарею, нагреть воду или заранее охладить помещение. Когда нагрузка на энергосистему высокая, оно может сократить потребление из сети, не ухудшая существенно комфорт людей.

Это уже не просто energy efficiency (энергоэффективность). Это управляемое потребление. И таких объектов в стране потенциально могут быть десятки тысяч.

Похожий резерв существует на предприятиях. Насосы, компрессоры, холодильные установки, вентиляция, производство холода, нагрев воды, зарядка техники и отдельные технологические процессы не всегда требуют работы именно в часы максимальной нагрузки.

Задача заключается не в том, чтобы заставить предприятие потреблять меньше любой ценой. Задача — определить: какая часть нагрузки действительно жёстко привязана ко времени, а какая может быть перенесена?

После этого энергопотребление предприятия становится управляемым активом. Потребитель получает снижение затрат. Энергосистема получает flexibility (гибкость).

Электротранспорт особенно хорошо показывает новую логику. Допустим, автомобиль подключается к зарядной станции в 19:00 и остаётся подключённым до 07:00. Для владельца существует одна задача: утром батарея должна быть заряжена.

Но для энергосистемы существует огромная разница, будет автомобиль потреблять максимальную мощность в 19:00 или зарядка распределится на последующие восемь часов. Smart charging (умная зарядка) позволяет автоматически выбирать время и мощность зарядки в зависимости от состояния сети и стоимости электроэнергии.

В дальнейшем V2G — Vehicle-to-Grid (передача энергии из электромобиля обратно в сеть) может добавить ещё одну возможность: автомобильная батарея сможет временно становиться источником энергии, если это допускают автомобиль, зарядная станция, договор и правила рынка.

Поэтому развитие электротранспорта создаёт не только новую нагрузку на сеть. При правильном управлении оно создаёт и новый инструмент её балансирования.

Чтобы управлять потреблением, сначала необходимо его видеть. Именно поэтому smart meters (умные счётчики) имеют значительно большее значение, чем просто автоматическая передача показаний.

В Молдове действует пилотный проект Министерства энергетики при поддержке ПРООН и правительства Италии: он предусматривает установку 60 000 умных счётчиков в домохозяйствах и общественных зданиях. Это первый практический шаг к более подробным данным о потреблении.

Дальнейшее развитие измерения, договоров с переменной ценой и aggregation (агрегации) небольших потребителей может создать основу для VPP (виртуальной электростанции). Пока это направление развития, а не действующая общенациональная система.

Вместе эти элементы формируют архитектуру другой энергосистемы: измерение → данные → цена → автоматическое управление → гибкость.

Один дом не способен заметно повлиять на энергосистему. Один электромобиль тоже. Но 10 000 домов, несколько тысяч автомобилей, сотни коммерческих зданий, солнечных установок, тепловых насосов и батарей — уже способны.

Если объединить их цифровой системой управления, возникает VPP — Virtual Power Plant (виртуальная электростанция). У неё нет одного здания или одной турбины. Её мощность распределена между тысячами объектов. Но с точки зрения энергосистемы она может вести себя как единый управляемый ресурс.

Если необходимо временно уменьшить нагрузку на несколько мегаватт, система распределяет эту задачу между тысячами устройств. Каждое изменяет своё потребление совсем немного. Но вместе эффект становится значительным.

Это не означает, что Молдове больше не нужны новые электростанции. Нужны. Нам потребуются новая генерация, BESS (системы накопления энергии), развитие сетей и дополнительные межсистемные соединения.

Но постепенно должна измениться последовательность принятия решений. Вместо одного вопроса: «Сколько ещё MW (МВт) генерации необходимо построить?» стоит сначала задать другой: «Какую часть существующего спроса мы можем сделать управляемой?»

Затем: «Какую часть энергии мы можем перенести во времени с помощью накопителей?» И только после этого: «Какой объём новой генерации действительно необходим системе?» Такой подход соединяет генерацию, накопление и управление спросом.

Первый этап энергетического перехода Молдовы был связан прежде всего с вопросом источника энергии. Следующий этап будет связан с вопросом управления энергией.

И здесь появляется важное изменение самого определения энергетического ресурса. Ресурсом становится не только электростанция. Им может быть батарея. Здание. Промышленное предприятие. Тепловой насос. Зарядная станция. Электромобиль. И даже возможность перенести несколько киловатт потребления с одного часа на другой.

Когда тысячи таких объектов начинают работать согласованно, энергосистема получает то, чего ей особенно не хватает при быстром развитии ВИЭ: управляемость.

Поэтому следующим значимым энергетическим ресурсом Молдовы вполне может стать не очередная электростанция. Это может быть уже существующее потребление, которым мы наконец научимся управлять.