DR на рынке электроэнергии Германии

рынок электроэнергии Германии
рынок электроэнергии Германии

Рынок Германии разделен на четыре зоны диспетчерского управления, и, соответственно, на территории страны ведут деятельность четыре оператора магистральных сетей (они же – системные операторы):

  • Ampiron GmbH (протяженность ЛЭП – 11 000 км)

  • EnBW Transportnetze (протяженность ЛЭП – 3 200 км)

  • 50Hertz Transmission (протяженность ЛЭП – 9 847 км)

  • TenneT TSO GmbH (протяженность ЛЭП – 10 805 км)

Когда дует ветер и светит солнце, цены на электроэнергию в Германии резко падают, и уже нет потребности в пиковых электростанциях, работающих на природном газе, поскольку они не могут конкурировать с возобновляемыми источниками энергии (далее – ВИЭ). Тем не менее, энергосистема Германии по-прежнему испытывает потребность в ресурсах, обеспечивающих ее баланс в периоды доминирующего использования ВИЭ, что делает DR, зарождающийся в Германии, еще более важным.

Как известно, рынок DR наиболее развит в США, в частности в зоне диспетчерского управления регионального системного оператора PJM на северо-восточном побережье США. Пиковая нагрузка Германии составляет примерно половину пиковой нагрузки на рынке PJM, но объем резерва мощности, получаемого четырьмя операторами магистральных сетей, сравним по размеру с рынком системных услуг PJM в соответствии с анализом, проведенным компанией EnerNOC.

Американские компании, поставщики услуг DR, начинают активную деятельность на европейском рынке. Так, компания EnerNOC заняла место на немецком рынке, приобретя компанию Entelios, одну из ведущих в области DR в Европе, в начале 2014г., и начинает продвижение DR на рынках Ирландии и Великобритании. Однако именно Германии является страной, где выгода от применения DR может быть получена уже в ближайшее время.

Электроэнергетический рынок Германии сфокусирован на оказании системных услуг. Существует три уровня системных услуг: первичный, вторичный и третичный. Первичный уровень наиболее схож с услугой по регулированию частоты на рынке США, что требует от участников рынка реагирования на сигнал диспетчера в течение нескольких секунд. Вторичный уровень аналогичен оперативному резерву мощности и требует ответа на сигнал в течение 5 минут, а третичный уровень - в течение 15 минут.

Рынки системных услуг вторичного и третичного уровня требуют каждый в отдельности предоставления резерва мощности в ±2 500 МВт на загрузку и разгрузку соответственно. Германия уникальна тем, что от поставщиков услуг DR требуется как осуществление сброса нагрузки («положительный DR») для балансирования системы, так и увеличения нагрузки, когда за счет ВИЭ вырабатывается больше электроэнергии, чем энергосистема может потребить («отрицательный DR»). В общей сложности, рынку необходимо обеспечить 10 ГВт мощности на разгрузку.

Однако существуют и барьеры для внедрения DR на территории Германии. Так, коммерческие и промышленные потребители должны получить разрешение от поставщиков электроэнергии на участие в DR, поскольку поставщики несут ответственность за обеспечение баланса между спросом и предложением в рамках своего портфолио. Другие европейские рынки, как например Бельгия, ввели изменения, которые облегчают участие в DR, но в Германии этого еще не произошло.

Другой проблемой является то, что потребители, предоставляющие услугу отрицательного DR, могут превысить уровень спроса, предусмотренный их контрактом, что влечет за собой начисление штрафов за пользование энергосистемой, аналогичное плате за мощность, которую во многих частях США должны оплачивать компании-потребители электроэнергии.

В дополнение к вышесказанному, в будущем DR будет конкурировать с газовыми электростанциями на рынке системных услуг, что приведет к еще большему снижению уровня их прибыли.

Регулирующие органы, занимающиеся вопросами DR

(http://www.bmwi.de/EN/Topics/energy.html)

(независимый регулятор в области энергетики, телекоммуникаций, почтовых услуг и железнодорожного транспорта) http://www.bundesnetzagentur.de/EN/Home/home_node.html

 

Организации, занимающиеся вопросами DR

(http://www.dena.de/en.html)

Нормативно-правовые акты и документы по теме DR

Потенциал DR с целью применения на электроэнергетическом рынке Германии налицо, но его развитие пока находится на начальной стадии. Значительным шагом будет предоставление возможности DR принимать участие во всех видах описанных выше услуг. Сегодня DR участвует в деятельности рынков в качестве «инновационного проекта». Его функционирование не было зафиксировано в «Законе об энергетике» и других законодательных документах, однако это должно произойти уже в ближайшее время.

  • «Закон об энергетике» 2005 г. (пересмотрен в 2012г.)
    (на немецком языке)
    • «Энергетический поворот» (Energiewende) 2011г. - стратегия трансформации энергетики Германии
      (на русском языке). «Энергетический поворот» представляет собой обязательство на национальном уровне по достижению целей в области декарбонизации экономики и перехода от генерации электроэнергии за счет ядерной энергии и угля к генерации за счет ВИЭ в течение следующих четырех декад. К 2022г. Германия должна вывести из эксплуатации все атомные электростанции, находящиеся на ее территории. В настоящее время доля ВИЭ в топливном балансе страны составляет 25%, и в соответствии со стратегией «Энергетический поворот» планируется увеличение этой доли до, как минимум, до 50% к 2030г., 60% к 2040г. и 80% к 2050г.. В дополнение к этим целям правительство Германии поставило задачу по повышению уровня энергоэффективности в течение периода трансформации энергетики, что предусматривает снижение уровня энергопотребления на 25% к 2050г. (по сравнению с данными за 2008г.) уже с учетом значительных изменений в структуре потребления в жилищном и транспортном секторе за счет использования тепловых насосов и электромобилей. Таким образом, в настоящее время Германия должна определиться как достичь эти амбициозные цели, и роль DR в этом процессе становится неотъемлемой.
      • Краткое содержание докладной записки Bundesnetzagentur по теме «Интеллектуальная» сеть и «интеллектуальный» рынок» (декабрь 2011г.)
        В рамках докладной записки регулятора рынка Bundesnetzagentur «Интеллектуальная» сеть и «интеллектуальный» рынок» представлен ряд ключевых концепций, необходимых для развития рынка электроэнергии в Германии. Одна из концепций (концепция №3) основана на том, что «электроэнергетический сектор в будущем потребует большей ответственности со стороны рынка, а также применения договорных решений. При этом энергосистема должна играть в основном обслуживающую роль и должна быть отделена от конкурентной деятельности как можно больше. Информационные технологии могут быть использованы с тем, чтобы сократить расходы по операциям на рынке и автоматизировать взаимодействие между участниками. Эти технологии также предоставят конечным потребителям возможность более активно участвовать в деятельности рынка, что приведет к появлению новых услуг на рынках электроэнергии уже в ближайшее время. В тех случаях, когда существует риск перегрузки энергосистемы при проведении торговли электроэнергией и услугами на рынках с использованием таких технологий, существует возможность договариваться о потенциальном снижении энергопотребления с целью стабилизации энергосистемы. Эта возможность демонстрирует то, что традиционные роли на рынке могут драматически меняться. «Рационализация спроса» и «управление спросом» указывают на переход от подхода, основанного на управлении нагрузкой в основном за счет энергосистемы (диспетчерский подход), к подходу, ориентированному на рынок и использующему ценовой сигнал с целью управления нагрузкой (рыночный подход). Таким образом, некоторые вопросы могут быть перемещены из области энергосистемы в область рынка, что и должно оставаться целью».

        Инициативы в области DR

        (http://www.bmwi.de/EN/Topics/Energy/Electricity-Market-of-the-Future/electricity-market-platform,did=679858.html)

        Форум «Платформа для рынка электроэнергии» является совместной инициативой Федерального министерства по экономике и энергетике Германии, «Форума электростанций» и платформы по ВИЭ Федерального министерства по окружающей среде. Эта инициатива направлена на рассмотрение вопросов электроэнергетического рынка с целью осуществления надежных, экономически эффективных и соответствующих требованиям охраны окружающей среды энергопоставок с учетом увеличивающейся доли энергии солнца и ветра в топливном балансе Германии. В рамках РГ № 2 обсуждаются вопросы, связанные с обеспечением гибкости со стороны спроса и предложения для быстрого восстановления баланса энергосистемы при отклонениях в периоды высокого или низкого уровня использования ВИЭ. В дополнение к рассмотрению технического, экономического и регулятивного аспектов реагирования на эти изменения традиционных электростанций, внимание также сосредоточено на вопросах управления нагрузкой.

        Проекты DR на территории Германии

        (https://www.web2energy.com/)

        Цены на электроэнергию меняются ежечасно, но потребители платят один и тот же тариф в течение всего периода энергопотребления. ВИЭ, использующие энергию солнца и ветра, являются непостоянными, и зачастую объем электроэнергии, поставляемой в энергосистему, не соответствует ее потребностям. Помехи в работе системы распределительных сетей приводят к нарушениям в энергоснабжении средней продолжительностью в 1 час. Длительность этих нарушений при энергоснабжении может быть минимизирована посредством использования «интеллектуальных сетей». Немецкая компания HSE AG сотрудничает с консорциумом европейских компаний, состоящим из нескольких партнёров, с тем, чтобы внедрить «интеллектуальную» сеть в рамках своей системы поставок за счет установки коммуникационных связей между участниками рынка электроэнергии.

        Проект, в рамках которого сотрудничают 11 европейских компаний (6 из которых немецкие), финансируется за счет средств, предоставленных ЕС. Лидером и координатором проект является немецкая компания HEAG Südhessische Energie AG (HSE) – поставщик электроэнергии, газа, услуг водоснабжения и центрального отопления в южной части федеральной земли Гессен в Германии. Территория обслуживания компании охватывает 2 000 км². Распределительная сеть напряжением 20 кВ и сеть более низкого напряжения обсуживают 175 500 домов и обеспечивают пиковую нагрузку в 750 МВт, а также годовой объем потребления в 4 ТВтч. Компания осуществляет установку оборудования в зоне своего обслуживания и несет ответственность за опытную эксплуатацию. По окончании проекта HSE AG внедрит результаты на своей территории.

        Проект направлен на внедрение трех ключевых составляющих «интеллектуальных» распределения электроэнергии: 1. системы «интеллектуальных» счётчиков, позволяющих потребителям принимать участие в деятельности рынка; 2. «интеллектуального» управления производством и потребление электроэнергии; 3. автоматизации системы «интеллектуального» распределения, обеспечивающей более высокий уровень надёжности энергопоставок.

        Все три ключевые элемента проекта требуют осуществления обмена информацией между пользователями сети, включая потребителей, производителей, диспетчерских центров сетевых операторов, продавцов электроэнергии и виртуальных электростанций.

        (http://www.drip-project.eu/index.html)

        Целью проекта является сокращение выбросов СО2 посредством интеграции ВИЭ и повышение уровня эффективности энергосистемы, используя потенциал гибкости профиля энергопотребления крупных коммерческих и промышленных потребителей. Задачи проекта включают: проведение оценки (в техническом, экологическом и экономическом аспектах) потенциала гибкости профиля энергопотребления; демонстрацию потенциальной экономической выгоды потребителям с еще более гибким профилем потребления, а также выгоды, получаемой операторами магистральных и распределительных сетей и продавцами электроэнергии на розничном рынке; подготовку требований к сертификации предлагаемых процедур и создание бизнес-модели с тем, чтобы способствовать принятию продуктов и услуг DR на электроэнергетическом рынке. Координатором проекта является немецкая компания RWE.

        Предполагается, что результаты проекта позволят сделать заключение о том, что объем энергосбережения в ЕС может составить 202 ТВтч/год за счет реализации программ DR. Это позволит сэкономить около 50 млрд. евро, которые в отсутствие DR были бы инвестированы в строительство пиковых электростанций.

        Документы и презентации