На гребне волны

Ровный график потребления из сети приводит к очень интересным эффектам - энергосистема переходит на ровный более эффективный для энергетического оборудования график работы, уменьшается потребность в пиковых мощностях и избыточном резервировании, снижается сложность управления системой. В пределе это приводит к повышению эффективности использования энергетических мощностей, а это ключевой фактор сдерживания роста цены за электроэнергию. 

Гипотеза о выравнивании графика потребления из сети была положена в основу оценки экономических эффектов от реализации инициатив EnergyNet в России. Но эта позиция не является консенсусной среди экспертов. Более того, по фактическим и прогнозным данным системного оператора Калифорнии мы видим, что с каждым годом (по мере увеличения в энергобалансе доли ВИЭ) растет пиковое потребление, происходит разуплотнение графика нагрузки.

В мире на сей счет ведутся разнообразные дискуссии и организуются исследования. Одно из первых по-настоящему детальных факторных исследований возможной трансформации профиля потребления домохозяйств при массовом распространении распределенной энергетики было проведено в Калифорнии энергоснабжающей организацией Сакраменто (SMUD), Альянсом интеллектуальной электроэнергетики (SEPA) и компанией Black & Veatch. В нем подробно проанализировано влияние таких факторов, как рост энергетической эффективности, распространение электротранспорта, управления спросом, систем накопления электроэнергии, причем как в домах, так и на стороне распределительных сетей, распределенной тепловой и солнечной генерации на стороне потребителей.

Характерный и предсказуемый суточный профиль потребления электроэнергии населением кажется чем-то неизменным, своеобразным законом энергетики. На этом профиле всегда останутся характерные пики потребления утром и особенно вечером и «провал» потребления ночью. Считается, что рост энергопотребления будет приводить только к увеличению пиковой нагрузки на энергосистему и неравномерности профиля. Но эта точка зрения не учитывает особенности «энергетического перехода».

Появление активных потребителей (просьюмеров) уровня домохозяйств, малого бизнеса и коммерческой недвижимости, владеющих собственной генерацией (типа крышных солнечных панелей и накопителями электроэнергии), а также участвующих в ценозависимом управлении спросом (demand response) и сервисах-агрегаторах распределенных мощностей (типа виртуальных электростанций) сильно изменит профиль электропотребления из сетей общего пользования. Моделирование показывает, что к 2030 году – моменту наибольшего проникновения распределенной энергетики в энергосистему города – потребление из сети существенно снизится, а профиль потребления станет более ровным, причем «провал» потребления будет приходиться на утренние и дневные часы, и вечерний пик потребления снизится на 10 – 20% по сравнению с профилем, спрогнозированным без учета факторов распределенной энергетики. На графике сплошной линией показан профиль нагрузки в 2030 году, учитывающий только рост потребления, а пунктирной линией показана нагрузка на тот же год с учетом влияния различных факторов распределенной энергетики.

По нашей оценке, еще более сильным драйвером выравнивания графика потребления будет распространение новых экономических отношений в Интернете энергии между активными потребителями, распределенной генерацией, сбытовыми и сетевыми компаниями. Появление p2p-рынка электроэнергии и шеринговых возможностей (power & energy sharing) приведет к дополнительному выравниванию потребления и оптимизации загрузки сетевых мощностей.

Похожие исследования ведутся в настоящее время и в других американских штатах: Аризоне, Вермонте, Нью-Йорке, на Гавайях.

Доклад по результатам исследования можно найти на телеграмм-канале "Internet of Energy": https://t.me/internetofenergy/42.