Ернар Билялов, директор ТОО «CentralAsian Renewable Energy Resources»

Несмотря на то что физические прин­ципы, используемые в СНЭ, известны очень давно, а «литиевая» технологи­ческая революция в аккумуляторах малой мощности и емкости для носимых устройств стартовала более четверти века назад, СНЭ с относительно большими мощностями (более 10 кВт) и емкостями (более 10 кВт*ч) получили широкое распространение и начали массо­во менять энергетику менее пяти лет назад. Согласно данным РОСНАНО, установленная мощность стационарных СНЭ (без учета ГАЭС) достигла по миру к середине 2017 года 5 ГВт2.

По оценкам Navigant Research, к 2025 году рынок систем накопления электроэнергии, используемых в сетевых и системных услугах, превысит $18 млрд, а рынок накопителей, установленных на коммерческих и промыш­ленных объектах, - $10,8 млрд.

К 2017 году рынок накопителей для всех применений уже достиг $2,6 млрд и к 2025 году суммарно составит $82 млрд в год с ежегодны­ми темпами роста до 60%, из которых до $50 млрд в год будет приходиться на стационар­ные СНЭ, присоединенные к энергосистемам.

Рынок накопителей электроэнергии для энергетики - один из самых перспективных рынков высоких технологий в мире, демон­стрирующий экспоненциальные темпы роста. McKinsey Global Institute включил этот тип технологий в число двенадцати наиболее значимых для развития мировой экономики.

По прогнозу Bloomberg New Energy Finance, за период 2016-2030 годов объем инвестиций в системы накопления электро­энергии превысит$100 млрд.

Компания McKinsey сообщает, что по­стоянное падение цен на батареи позволит быстроувеличить мощность возобновляе­мых источников энергии. Согласно отчету McKinsey Global Energy Perspective 2021, поскольку многие мировые лидеры проводят политику поддержки декарбонизации и сни­жения затрат на технологии, возобновляемые источники энергии будут составлять около 55% мировой энергетики к2035 году.

По мнению аналитиков известной консал­тинговой компании, спрос на нефть и газ во всем мире может восстановиться, когда панде­мия COVID-19 наконец закончится, но, скорее всего, никогда не вернется к допандемическому уровню роста, в то время как возобновляемые источники энергии в сочетании с аккумуляторными батареями становятся все более конку­рентоспособными по стоимости по сравнению с ископаемым топливом. McKinseyтакже прогнозирует, что доля потребления энергии, приходящаяся на электричество, значительно вырастет с 19% сегодня до 30% к 2050 году, при этом возобновляемые источники энергии будут доминировать на этой сцене с 2030 года.

При этом быстрый рост возобновляемых источников энергии, который составит55% мировой выработки электроэнергии к2035 году в мире, будет обеспечиваться за счет посто­янного падения цен на батареи. Обширная работа McKinsey в области аккумуляторных батарей, основанная на многомерном анали­зе технологических инноваций, интеграции цепочки создания стоимости, электрификации во всех секторах и новых финансовых решениях, снижающих стоимость капитала, подчеркивает сокращение затрат до 90%.

Какие страны сегодня лидируют по внедрению систем накопления энергии

За последние20 лет глобальные установки по развертыванию электрохимических систем хранения энергии росли экспоненциально. В середине 2017 года 78% развертывания си­стем накоплений приходились на Соединенные Штаты с мощностью 680 МВт, Республику Корея (432 МВт), Японию (255 МВт) и Германию (132 МВт) В ближайшие три - пять лет отрасль хранения энергии в этих ведущих странах имеет возможность наращивать масштабы, что может быть сравнимо с моделями быстрого роста, которые очевидны в солнечной и ветровых технологиях.

Согласно новому прогнозу Wood Mackenzie, мировые мощности по хранению энергии будут расти со среднегодовым темпом роста (CAGR) на 31% до 2030 года. К концу десятилетия на США будет приходиться половина установлен­ных мощностей по хранению энергии в мире. К 2030 году совокупная емкость рынка вырастет до 741 ГВт*ч.

Ожидается, что Китай, занимающий второе место после США, также увидит экспоненци­альный рост совокупной емкости хранилищ. WoodMac ожидает, что к 2030 году на долю Китая будет приходиться 21% общемировых мощностей.

С другой стороны, ожидается, что рост в Ев­ропе будет медленнее, чем у ее мировых коллег Великобритания и Германия будут продол­жать доминировать на рынке систем хранения данных до 2025 года. Аукционы по частотным характеристикам остаются одним из ключевых источников дохода. Франция и Италия также становятся более активными рынками, откры­вая рынки мощности и дополнительных услуг.

В ближайшие три - пять лет отрасль хранения энергии в этих ведущих странах име­ет возможность наращивать масштабы, что может быть сравнимо с моделями быстро­го роста, которые очевидны в солнечной и ветровых тех­нологиях.

Ожидается, что Испания и остальная часть континентальной Европы последуют за ней при потенциальной помощи Европейской комиссии и ее плана «зеленого» восстановления.

Примечательно, что в отчете IRENA со ссылкой на Департамент энергетики США в 2017 году в Казахстане уже есть небольшой опыт реализации проекта накопления энер­гии ВИЭ на основе технологий проточных аккумуляторных батарей.

Согласно данным отчета IRENA Electricity storageand renewables:costsand marketsto 2030, в течение следующих нескольких лет ожидается добавление еще 1,2 ГВт проектов Battery ESS (т. е. объявленных, заключенных или находящихся в стадии строительства в соответствии с «Глобальной базой данных по хранению энергии»). Половина этой мощности ESS строится в США (51,2%). Из числа других крупных стран в этот список входят Австралия (10,8%), Германия (10,1%) и Индия (9,1%).

Как это происходит в странах ЕС

В Европейском союзе главными предпосыл­ками для применения систем накопления электроэнергии являются декарбонизация и децентрализация ее производства. Пред­посылка: увеличение выработки «зеленой» электроэнергии и участия домохозяйств в этом процессе.

В целях содействия дальнейшей декар­бонизации Директивой (ЕС) 2018/2001 о содействии использованию энергии из воз­обновляемых источников от 21 декабря 2018 года предусмотрено достижение 32% ВИЭ в странах ЕС до 2030 года. Соответственно, использование «зеленой»» энергии в Евро­союзе продолжит расти. В то же время будет увеличиваться потребность в балансирующих мощностях, в частности в energy storage.

Для упрощения их применения в июне 2019 года в ЕС была принята Директива об общих правилах для внутреннего рынка электроэнергии 2019/944. Документ является частью законодательного пакета ЕС «Чистая энергия для всех европейцев». Он предусма­тривает меры по переходу к чистой энергии, а также повышение гибкости энергосистемы иучастия потребителей в работе энергетических рынков.

Директива об общих правилах для вну­треннего рынка электроэнергии 2019/944 определяет систему накопления электроэнер­гии (energy storage) как: отложенное конечное потребление электроэнергии на более позд­нее время, чем когда она была произведена, или преобразование электрической энергии в форму энергии, которая может сохраняться, хранение такой энергиии дальнейшее ее преобра­зование в электрическую энергию, или исполь­зование в качестве другого энергоносителя.

Директива предусматривает широкое определение «системы накопления энергии», охватывающее как преобразования в элек­трическую энергию, так и преобразования в другой энергоноситель. Это более широкое определение, чем то, которое предлагается в других странах ЕС, где определение предпо­лагает только реконверсию в электроэнер­гию.

Системы накопления электроэнергии в странах ЕС имеют следующие особенности применения:

•        использование без ограничения границ с целью содействия конкуренции и поставки электроэнергии по лучшей цене;

•        стимулирование закупки электроэнергии из систем накопления путем обеспечения регуляторной базы и обеспечение стимулов для закупки услуг хранения электроэнергии;

•        недискриминационное участие в закупке вспомогательныхуслуг систем накопления электроэнергии.

При этом, согласно Директиве об общих правилах для внутреннего рынка электро­энергии 2019/944, операторы системы не должны владеть, развивать,управлять или эксплуатировать системы накопления элек­троэнергии. На новом рынкеэлектроэнергии услуги хранения энергии должны быть рыноч­ными и конкурентоспособными. Поэтомусле- дует избегать перекрестного субсидирования междууслугами накопления электроэнергии и регулируемыми функциями распределения или передачи.

Развитие систем накоплений в России

За 2017 год стартовые позиции России в формировании рынка СНЭ стали лучше бла­годаря запуску целенаправленной работы в этом направлении. На уровне рабочей груп­пы при Минэнерго была принята Концепция развития рынка систем хранения энергии в Российской Федерации, сформированы про­екты дорожных карт «Развитие рынка систем хранения энергии в Российской Федерации» и «Совершенствование законодательства и устранение административных барьеров» для НТИ «Энерджинет», содержащей инициативы в части регулирования применения СНЭ.

Важным достижением стало утверждение 28 апреля 2018 года Плана мероприятий (дорожной карты) по совершенствованию законодательства и устранению администра­тивных барьеров в целях обеспечения реали­зации НТИ по направлению «Энерджинет» . Документ, в частности, содержит меропри­ятия по снятию барьеров в сфере примене­ния накопителей электроэнергии.

В рамках Российского инвестиционного форума 2018 года ПАО «Россети» был пред­ставлен проект Стратегии развития цифро­вого электросетевого комплекса России до 2030 года, один из приоритетов которой - обеспечение готовности сетевой инфра­структуры к развитию практики применения СНЭ, ВИЭ, распределенной генерации.

Начато создание Центра компетенций НТИ по новым и портативным источникам энергии на базе Института проблем хими­ческой физики РАН и «Сколтеха». В рамках недавно созданного Института арктических технологий МФТИ открыты прикладные лаборатории по технологиям накопления энергии и по водородным технологиям. Одобрены и стартовали важные для рынка СНЭ в Рос­сии проекты НТИ: разработка и апробация архитектуры интернета энергии и создание кинетической (твердотельной) системы на­копления энергии (ТАЭС) «Энергозапас».

Развитие систем накопления на Украине

СЭС и ВЭС свойственно непостоянное произ­водство электроэнергии, которое зависит от погодных условий. Поэтому для стабильной работы энергетической системы с большим количеством ВИЭ важно обеспечить баланси­рующие мощности.

Однако их нехватка также не может быть неожиданностью. В соответствии с Законом Украины «О рынке электрической энергии» и Правилами безопасности поставок на Минэкоэнерго были возложены обязанности по мониторингу безопасности поставок:

•        каждые два года до 31июля обнародовать отчет о результатах мо­ниторинга безопасности поставок электроэнергии;

•        ежегодно проводить оценку рисков нарушения этой безопасности на следующий год.

Однако выводы об оценке рисков со сто­роны Минэкоэнерго до сих пор отсутствуют.

В связи с неопределенностью аукцио­нов для производителей электроэнергии из возобновляемых источников и снижением «зеленых» тарифов с 2020 года, в конце 2019­го произошло существенное увеличение количества объектов электроэнергетики из ВИЭ. По данным НЭК «Укрэнерго», по состо­янию на январь 2020 года, установленная мощность объектов ВИЭ составила 4,97 ГВт, где: 76,29% - СЭС, 20,85% - ВЭС, 2,87% - стан­ции на биотопливе.

Значительный прирост ВИЭ был предска­зуемым, учитывая следующее: в октябре 2012 года согласно решению Совета Министров Энергетического сообщества D/2012/04/MC- ЕпС «О внедрении Директивы 2009/28/ЕС и внесении изменений встатью20Договора об учреждении Энергетического сообщества» Украина взяла на себя обязательства до 2020 года достичь доли энергии из ВИЭ на уровне 11%; в октябре 2014 года был утвержден Наци­ональный план действий по возобновляемой энергетике на период до 2020 года с учетом цели - 11%энергии из ВИЭ; в апреле 2019 года был принят закон о введении аукционов и снижении «зеленых» тарифов с 2020 года, который дополнительно побуждает инвесто­ров достроить проекты ВИЭ до конца 2019 года.

Тринадцатого февраля 2020 года Комитет Верховной Рады по вопросам энергетики и жилищно-коммунальных услуг рассмотрел за­конопроект «О внесении изменений в Закон Украины «О рынке электрической энергии» (об энергетической безопасности, балансиро­вании энергосистемы и системы накопления энергии)».

Этот законопроект был зарегистрирован народным депутатом Ю. А. Камельчуком 12 декабря 2019 года под ' 2582. Для участни­ков рынка электроэнергии последний аспект очень важен, поскольку отсутствие регули­рования систем накопления не позволяет внедрять эти технологии в Украине.

Законопроект ' 2582 содержит более узкое определение системы накопления энер­гии (Energy storage technologies) каккомплек- са, присоединенного к системе передачи или распределения с целью отбора, накопления, втом числе путем преобразования (физиче­ские, инерционные,химические, водородные и другие технологии) ранее произведенной электрической энергии, ее хранения и даль­нейшего отпуска.

К главным новациям, которые прописа­ны в законопроекте ' 2582, можно отнести следующие:

•        вводится новый участник рынка электрической энергии - оператор системы накопления;

•        конкурсные процедуры на строительство генерирующих мощностей дополнены системами накопления электроэнергии;

•        деятельность оператора системы на­копления подлежит лицензированию для систем накопления более5 МВт.

Интересное условие об участии операто­ра системы накопления предусмотрено для оператора системы передачи. Так, послед­ний не может быть оператором системы накопления энергии, кроме определенных исключений. В частности, предусмотрена возможность для оператора системы передачи осуществлять эксплуатацию системы нако­пления энергии общей мощностью до 250 МВт в случаях, когда предложение таких услуг от­сутствует на рынке и исключительно с целью предоставления услуг по диспетчеризации (в частности, для обеспечения операционной безопасности, обеспечения балансировки и других мероприятий, направленных на выполнение требований целостности системы передачи).

В октябре 2019 года НЭК «Укрэнерго» под­писала два меморандума для реализации про­ектов, связанных с системами накопления:

•        Меморандум о сотрудничестве с французским оператором системы передачи RTE об установлении систе­мы накопления на 200 МВт.

•        Меморандум с Европейским банком реконструкции и развития о реали­зации проекта систем накопления электроэнергии.

Этими меморандумами предусмотрена установка 240 МВт систем накопления элек­троэнергии оператором системы передачи. Опыт реализации проектов накопления энергии в Казахстане

Согласно данным открытых источников, на Капчагайской солнечной электростанции мощностью 2 МВт реализован пилотный про­ект с использованием энергоаккумулирующей системы EnergyPod в целях стабилизации выработки энергии при перепадах погоды. Мощность установки Energy Pod составляет 20 кВт, емкость 50 кВт*ч. Этого объема до­статочно для того, чтобы на протяжении 5-6 часов обеспечивать электроэнергией десять стандартных частных домов (100-200 кв. м).

Касательно технологии использования предоставлялись данные, что она способна полностью разряжаться и заряжаться, то есть имеет 100%-ную глубину разряда. В ходе ис­следований было проведено 15тысяч циклов заряда и разряда,таким образом, при заряде дважды в день срок службы батареи составит 20 лет. Сама технология принадлежит амери­канскому стартапу «Примус Пауэр».

Проект был реализован компанией ТОО «Примус Пауэр» и профинансирован АО «Казына Капитал Менеджмент» совмест­ными усилиями с Российско-Казахстанским фондом нанотехнологий (РКФН) на сумму около $7 млн.

Вместе с тем реализация первого подобного проекта в Казахстане открывает дорогу для дальнейшего развития систем накопле­ния энергии, которое не должно отставать от мировых тенденций в отрасли. Несмотря на то что хранение энергии во всем мире все еще является зарождающимся рынком, аналитики в энергетической сфере отмечают, что заинтересованные стороны - будь то ко­нечные потребители или крупные инвесторы в акционерный капитал - заинтересованы в продолжении инвестирования в сектор, и, по­хоже, им не помешают последствия пандемии и экономической рецессии.