Возобновляемую энергетику Казахстана — на паузу: угрозы бурного роста
KEGOC объяснил необходимость ввода ограничений на строительство новых солнечных и ветровых электростанций угрозой стабильности всей энергосистемы.
Недавно inbusiness.kz сообщил о презентации KEGOC , где указывалась необходимость приостановки запуска новых проектов ВИЭ в Казахстане. Для прояснения ситуации по этому тонкому вопросу корреспондент издания обратился за комментарием к оператору энергосистемы. Директор департамента развития национальной электрической сети (НЭС) KEGOC Женис Дюсенов прокомментировал вопросы издания.
- Г-н Дюсенов, в феврале на встрече в Kazenergy была представлена презентация KEGOC по роли ВИЭ в энергосистеме в ближайшие годы. Больше всего в ней удивила цитата, что необходимо приостановить на два-три года развёртывание новых проектов ВИЭ. В прошлом году ввод объектов зелёной электроэнергетики был небольшой, также не все победители прошлогоднего аукциона заключили контракты. В этом году намечаются новые аукционы. Почему именно сейчас вы настаиваете на приостановке развёртывания новых проектов ВИЭ – вы имеете в виду гигаваттные проекты или речь идёт только об аукционных?
- На самом деле, когда мы говорим о секторе ВИЭ – его нельзя рассматривать в отрыве от общей энергетической системы. Это один из сегментов, который определен со своими целевыми индикаторами, в частности, 15% к 2030 году. К этой целевой задаче реализуются различными инструментами поддержки ВИЭ – их поддерживают через механизм офтейк-контрактов, тарифов и так далее.
Системный оператор ввиду функциональных задач рассматривает данную ситуацию с технической точки зрения — что необходимо сделать, чтобы обеспечить интеграцию растущих объёмов резкопеременной генерации ВИЭ. И цифры таковы, что в принципе достаточно бурно развивается данный сектор электроэнергетики, и в среднем за последние годы достаточно большую долю из вводимой генерации занимает именно ВИЭ.
На сегодняшний день порядка 3 ГВт ВИЭ уже введено в энергосистеме, и их доля в энергобалансе составляет около 6% по электрической энергии. Вместе с тем по установленной мощности величина гораздо больше – это также необходимо принимать во внимание. Причём, преимущественно из технологий, которые развиваются – это ветровые и солнечные проекты, которые в природу своей специфики вырабатывают электроэнергию, исходя из наличия первичного энергоресурса – это ветровой потенциал и солнечная энергетика.
Исходя из мировой практики для интеграции таких технологий необходимо создать условия в энергосистеме, чтобы можно было переменную выработку из солнца и ветра интегрировать в энергосистему без снижения надёжности работы энергосистемы, так как целевой задачей является обеспечение надёжного электроснабжения потребителей Казахстана.
На сегодняшний день многие страны имеют амбициозные планы по развитию возобновляемой энергетики, создаются условия, при которых возможно безопасно интегрировать ВИЭ в энергосистему, такие как маневренная генерация во всех её типах – это и газовая, и гидроэнергетика, и системы хранения энергии, и другие технологии. Конечно же меняется топология электрических сетей всех уровней. Так как в большинстве своём электростанции ВИЭ — это распределенная генерация.
Кроме того, совершенствуются рыночные отношения – нужно развивать рынок вспомогательных услуг с соответствующими инструментами, повышающими гибкость энергосистемы.
- В презентации у вас указано, что к 2030 году будет 34% доля ВИЭ, хотя целевой индикатор был 15%. Это реально или нет?
- В настоящее время есть планы по развитию ВИЭ через различные механизмы поддержки. Как уже было отмечено выше, на сегодня существующие договоры с объектами ВИЭ составляют порядка 3 ГВт – они законтрактованы и реализуются по фиксированным тарифам и аукционным ценам.
Кроме того, имеются планы по интеграции в энергосистему порядка 7 ГВт через механизм аукционных торгов до 2027 года, реализуются крупные проекты ВИЭ с системами накопления электроэнергии через механизм межправительственных соглашений. В случае, если все проекты будут реализованы, то, теоретически, по оценкам, доля ВИЭ может достичь порядка 30% в среднесрочной перспективе.
- Сейчас вы отказываетесь от этой фразы, что необходимо приостановить развёртывание новых проектов ВИЭ, или нет?
- В данном случае сущность вопроса состоит в том, что для интеграции резкопеременной генерации ВИЭ в энергосистему необходимо создание соответствующих условий. На самом деле в настоящее время в данном направлении ведётся большая системная работа, есть конкретные планы по повышению гибкости энергосистемы и развитию Национальной электрической сети.
В контексте презентованных материалов говорилось больше о темпах проникновения ВИЭ в энергосистему, что и вызывает определенную озабоченность. К примеру, в среднем за 5 лет в энергобаланс интегрируется порядка 400 МВт ежегодно, конечно, ситуация год от года отличается. Тем не менее, средний темп ввода генерации ВИЭ, зависящей от солнечной инсоляции и ветрового потенциала, примерно таков.
- Сколько ещё нужно маневренных мощностей, чтобы вы не настаивали на приостановке ввода новых ВИЭ?
- На самом деле это непростой вопрос, требующий комплексного подхода и анализа. В настоящее время доля угольных электростанций преобладает и составляет порядка 70% от всех генерации электростанций, которые преимущественно работают с базовой нагрузкой, также газовые электростанции, гидроэлектростанции и некоторая доля ВИЭ.
При вовлечении ВИЭ структура, конечно, меняется, и естественно изменяются подходы к диспетчеризации работы традиционных станций, в том числе угольных и газовых в меру технологических возможностей. Необходимо сбалансировать потребление и генерацию во избежание нарушения устойчивости энергосистемы, возникновения незапланированных перетоков с сопредельными энергосистемами, работающими с энергосистемой Казахстана синхронно.
Конечно, когда мы говорим о маневренной генерации необходимо учитывать технологические возможности маневрирования, в первую очередь это скорость набора и разгрузки генерации, пределы регулирования, и другие параметры, которые отличаются у всех технологий.
Помимо технологических отличий нужно учитывать различные сроки ввода генерации, что, как правило, электростанции ВИЭ (солнечные и ветровые) объективно строятся быстрее, чем традиционная генерация, которой требуется инфраструктура — газовая, сетевая, железнодорожная, водоснабжение и т.д. Крупные регулирующие ГЭС не исключение, требуются существенные работы по строительству гидросооружений, как правило ввод занимает около 5 лет.
Поэтому планы по вводу ВИЭ и традиционной маневренной генерации в обязательном порядке синхронизируются.
- Мини-ГЭС тоже четыре года требуют.
- Так называемые малые ГЭС или русловые, работающие по водотоку, конечно, строятся быстрее. Я говорю больше о крупных регулирующих ГЭС, которые необходимы для суточного и сезонного регулирования, которые задействуются при провалах выработки или излишней энергии ВИЭ. Проектирование и строительство в данных проектах безусловно технологически сложнее, но работа в данном направлении ведётся.
- Предположим, что в этом году приостановлено ввод новых ВИЭ. До какого года нужно приостановить – до 2028-го?
- Как уже было сказано, в этом вопросе многое зависит от реализации планов по манёвренным энергоисточникам. Важно синхронное развитие всех сегментов, и работа ведётся по всем направлениям параллельно для ускорения.
- Со своей стороны что может сделать KEGOC для решения проблемы? Вот сейчас будет проводиться усиление южной зоны и строиться линия прямого тока – этого достаточно или какие-то ещё меры нужны от KEGOC?
- В KEGOC действительно проводится большая комплексная работа — это и развитие Национальной электрической сети, и цифровизация, и технологическое развитие, и прогнозное моделирование возможных сценариев и многое другое. Все эти меры в итоге направлены на решение основной задачи – надёжное электроснабжение растущего объёма электропотребления и электрических нагрузок, в том числе в условиях со значительным проникновением резкопеременной генерации ВИЭ в энергобаланс.
В этом направлении была проведена большая работа — завершено крупное исследование "Видение развития Национальной электрической сети до 2035 года", в рамках которой был определен пул соответствующих проектов по развитию НЭС, который включает в себя объединение западной зоны в два этапа, усиление западной и южной энергетических зон, направления "Север-Юг", а также другие проекты. Сегодня есть чёткое комплексное видение, что нужно делать. В итоге целевая модель развития Национальной электрической сети позволит закольцевать энергосистему Казахстана линиями 500 кВ, которые охватят практически все регионы. Поэтапно данная программа реализуется.
К примеру, уже сейчас успешно и в максимально сжатые сроки реализуются крупные инвестиционные проекты по усилению южной зоны единой энергосистемы (ЕЭС) РК и объединения западной зоны с энергосистемой, предполагающие строительство линии 500 кВ общей протяженностью более 1000 км.
- Если у нас не остановится развёртывание ВИЭ в этом году, у вас есть какой-то прогноз с учетом того, что потребление растёт? Скажем, к 2028 году, пока что ещё не ввелись гигаваттные проекты, на сколько увеличится импорт электроэнергии из РФ, что будет продолжать увеличивать цену на электроэнергию внутри страны? Если у нас минимальная располагаемая мощность 16 ГВт, а потребление на пике 17,1 ГВт, при растущей доле ВИЭ Россия сможет нам обеспечить столько импортной электроэнергии?
- В данном вопросе необходимо, конечно, обращаться непосредственно к системному оператору Российской Федерации. Есть определенные объективные факторы, связанные с пропускной способностью межгосударственных линий, ростом энергопотребления в энергосистеме РФ и т д.
С точки зрения создаваемых электростанциями ВИЭ дисбалансов нужно особое внимание уделить качеству формируемым ими прогнозов выработки на предстоящие сутки. В частности, сейчас есть определенная проблематика, связанная с тем, что инвесторы, которые вкладываются в солнечную, ветровую генерацию, к сожалению, недостаточно заинтересованы в том, чтобы у них было качественное прогнозирование, над этим ещё нужно работать, как раз сейчас ведётся активная дискуссия между экспертами на профильных площадках.
- Говорили, что штрафы за плохое прогнозирование будут вводить.
— Действительно предполагается, что вновь вводимые проекты ВИЭ будут соответствующим образом отвечать за создаваемые ими дисбалансы. Вместе с тем, действующие проекты, объём которых составляет на сегодня уже около 3 ГВт, не имеют таких стимулов к построению качественного прогноза выработки.
В этих вопросах необходимо находить взаимоприемлемые решения, учитывающие как вопросы надежности работы энергосистемы, так и применения передовых международных практик, которые широко доступны в мире с учетом интересов инвесторов.
По сути, качественное прогнозирование будущей выработки ВИЭ на сегодня это абсолютная необходимость и самое доступное решение, по мнению многих экспертов в области ВИЭ.
- Вы говорите про защиту интересов инвесторов, а в презентации утверждаете, что нужно приостановить ввод новых ВИЭ. Как инвестор, который сейчас занимается установкой, к примеру, ветряных башен, после её прочтения должен себя чувствовать? В этом плане вы какой-то сигнал посылаете инвесторам, чтобы они больше не занимались ВИЭ в Казахстане, или нет?
- Конечно, никто таких сигналов не подает, суть представленного материала заключается совершенно в ином. К примеру, сейчас не секрет, что энергосистемы со значительным проникновением ВИЭ в энергобаланс, вынуждены для обеспечения стабильной работы их энергосистем вводить определенные ограничения выработки ВИЭ в критические моменты для надежности электроснабжения потребителей — возникает так называемый curtailment.
Данный вопрос решаем и предпринимаются соответствующие меры, чтобы его исключить либо минимизировать. Есть понимание, что это может негативно сказаться на объектах генерации ВИЭ, поэтому над этим вопросом ведётся соответствующая проактивная работа на упреждение, в том числе изучается передовой опыт, моделируются возможные сценарии, ведётся проработка решений. В том числе, помимо маневренной генерации и развития сети, прорабатываются вопросы развития нового элемента регулирования баланса, не только со стороны генерации, но и потребления, так называемый demand response (регулирование спроса или активный спрос – Прим.) — это как раз сегмент рынка вспомогательных услуг и балансирующего рынка.
- Вы имеете в виду системы накопления энергии (СНЭ)?
- Не обязательно системы накопления энергии. Технологически это могут быть и СНЭ, и потребители, которые регулируют своё энергопотребление под нужды энергосистемы с соответствующими финансовыми стимулами, и так называемые агрегаторы спроса. Все это сегменты большого рынка, которые получат в будущем значительное развитие.
Параллельно с законодательными инициативами ведётся работа по технологической части, специалистами создаются технические заделы для их будущего подключения к автоматическим системам управления и регулирования, готовятся соответствующие алгоритмы работы. Безусловно, этот механизм является необходимым условием эффективной интеграции ВИЭ.
- Вы как KEGOC что делаете для этого – агрегируете, регулируете спрос или даёте команды металлургическим заводам?
- В этом вопросе KEGOC также работает. На сегодняшний день уже введена в эксплуатацию и активно применяется централизованная система автоматического регулирования частоты и мощности (АРЧМ). Это комплекс, который может работать как с генерацией, так и с потреблением. Сейчас активно совершенствуются алгоритмы его работы под новые элементы, в том числе системы накопления электроэнергии.
Фактически, это базовый инструмент, который призван регулировать баланс мощности энергосистемы в реальном времени и в автоматическом режиме по заданным алгоритмам. Например, есть инициативы по вводу систем хранения энергии. Эти системы в обязательном порядке должны быть подключены к АРЧМ, и АРЧМ получит дополнительный ресурс регулирования. К этому инструменту АРЧМ уже сейчас подключена часть традиционных электростанций, и этот ресурс надо расширять для интеграции ВИЭ.
В будущем через совокупность и синергию всех технологий будет решаться вопрос диспетчеризации и обеспечения баланса потребления и генерации с поддержанием необходимых сальдо-перетоков, контроля и повышения пропускной способности сети, предотвращения возникновения аварийных режимов посредством предиктивной автоматики и т д.
Как вы понимаете это сложная комплексная система, плод труда множества специалистов, и в KEGOC она эффективно работает и совершенствуется. На самом деле это действительно огромный шаг вперед формирующий задел не только для интеграции ВИЭ, решающий комплексные задачи по повышению надежности работы энергосистемы в целом.
- Вы же говорите, что не нужна приоритетная диспетчеризация ВИЭ – в любом случае это нанесет удар интересам инвесторов.
- Приоритетная диспетчеризация – это механизм, который применялся на начальных стадиях развития ВИЭ в качестве необходимой меры поддержки. Сейчас есть понимание, что этот сегмент рынка успешно состоялся и по прогнозам составит достаточно большую долю в структуре генерации.
Нужно понимать, что после определенной доли ВИЭ в энергосистеме по опыту стран, где доля ВИЭ значительно увеличилась, могут возникнуть трудности со снижением инерционности энергосистем. В настоящее время в мире активно обсуждаются возможные решения данной проблемы, повышения устойчивости энергосистемы к аварийным ситуациям и её так называемой живучести при значительном использовании инверторных технологий, которыми оснащаются ВИЭ с одновременным снижением доли традиционной синхронной генерации.
В фокусе данного вопроса особое внимание необходимо уделять технологическим решениям, важно применять в нашей стране самые современные и, конечно, апробированные решения. Работа в этом направлении ведётся, прорабатываются как нормативные вопросы, так и технологическая составляющая — это работа не одного дня.
Главное в данной вопросе предикативность, своевременно увидеть возможные риски и предпринять необходимые меры для исключения возникновения данных сложностей в энергосистемах нашей страны в будущем.
В этом смысле ВИЭ как своеобразный катализатор в энергосистемах, стимулирующий технологическое развитие по всему миру и ставящее все новые и новые задачи перед профильными специалистами электроэнергетической отрасли. И сегодня нет абсолютно никаких сомнений, что все данные вопросы будут успешно решены.
- Первые проекты ВИЭ, который были введены в строй по фиксированным тарифам несколько лет назад — к 2030-м годам заканчиваются у них контракты. Это большие объёмы или нет? Вы учитываете это в своих прогнозах?
- Да, данные проекты учитываются в прогнозах энергетических балансов так как жизненные циклы этих проектов больше, чем срок действия РРА-контрактов (Power Purchase Agreement — договор о покупке электроэнергии – Прим.). После завершения контракта с расчетно-финансовым центром данные проекты продолжат поставлять электроэнергию в единую сеть, и с технической точки зрения значительных изменений нет.
- У вас прогноз, что в 2027 году пресловутый дефицит якобы существующий закончится. На чем основана такая оптимистическая оценка?
- Нужно обратить внимание, что в материалах указан сценарий с учетом ввода запланированной генерации согласно запланированных уполномоченным органом планов по вводу генерирующих мощностей, где указаны тип технологии, место размещения, год ввода. В целом это, как и любой прогноз является сценарным анализом.
