CC BY
15ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ (TECHNICAL SCIENCE)
УДК 621.31
Зализная Е.А.
студентка кафедры релейной защиты и автоматизации энергосистем
ФГБОУ ВО «НИУ «МЭИ» (Россия, г. Москва)
Зализный С.А.
студент кафедры релейной защиты и автоматизации энергосистем
ФГБОУ ВО «НИУ «МЭИ» (Россия, г. Москва)
Цакоев Д.А.
студент кафедры низких температур ФГБОУ ВО «НИУ «МЭИ» (Россия, г. Москва)
РОЛЬ СИСТЕМ НАКОПЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОЙ ИНТЕГРАЦИИ ВОЗОБНОВЛЯЕМОЙ ЭНЕРГЕТИКИ
Аннотация: в данной статье рассматриваются перспективы развития систем накопления электрической энергии в России, определены задачи СНЭЭ для решения проблем интеграции возобновляемых источников электроэнергии.
Ключевые слова: системы накопления электрической энергии, возобновляемые источники электроэнергии, энергопереход.
Системы накопления электрической энергии (далее - СНЭЭ) — быстро развивающийся класс высокотехнологичного оборудования, открывающего
принципиально новые возможности для развития энергетики: они делают электроэнергию «складируемой» и «портативной», снимая необходимость строгой одновременности процессов генерации и потребления.
СНЭЭ являются одним из самых быстрорастущих секторов электроэнергетики, в период с 2008 по 2019 год сектор вырос в 48 раз, среднегодовые темпы роста составили 47%. На рисунке 1 представлена динамика роста в обозначенный период.
5000
4000
зооо
2000
1000
-■lili ||J I I
н m
2 о--i — ™ i i i —и i i ии i ии i i ии i ~
2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019
■ Введено в год ■ Введено суммарно
Рисунок 1. Динамика ввода СНЭЭ в мире за 10 лет
Рынок накопителей электроэнергии для энергетики - один из самых перспективных рынков высоких технологий в мире, демонстрирующий экспоненциальные темпы роста. По последним прогнозам, к 2040 году мировой рынок СНЭЭ (без учёта гидроаккумулирующих электростанций) вырастет в 122 раза от уровня 2018 года и совокупная установленная мощность СНЭ превысит порог в 1000 ГВт. При этом, за период 2016-2030 годов объем инвестиций в системы накопления электроэнергии превысит 100 млрд долл. США.
Россия с существенным отставанием приступает к формированию национальной промышленности систем накопления электроэнергии и развитию рынка их применения в различных секторах экономики. Максимальный объем
российского сегмента рынка СНЭ к 2025 году может составить 8,6 млрд долл. США в год (реалистичная оценка рынка -1,5-3 млрд долл. США в год), что даст экономике страны эффект (за вычетом инвестиций) в 11 млрд долл. США в год (для реалистичного объема рынка - 2,5-5 млрд долл. США в год).
Изначальной причиной повышения общемирового интереса к СНЭЭ стал превзошедший прогнозы рост доли возобновляемых источников энергии (ВИЭ) в современной энергетике. При использовании ВИЭ, в частности ВЭС и СЭС, достаточно трудно осуществлять контроль за величинами генерирующих мощностей для конкретного временного промежутка. Так, мы не можем подстроить скорость ветра или интенсивность солнечного излучения, исходя из нужд потребителя. Такие типы ВИЭ могут работать более оптимально при использовании в совокупности с СНЭЭ. Необходимо учесть, что место установки в данном случае будет непосредственно около генерации на основе ВИЭ.
Исходя из вышесказанного следует, что российская энергетика, несмотря на свою историческую консервативность, последует глобальному тренду, и на долгосрочной перспективе неминуемы значительные по своим масштабам процессы, связанные с новым энергопереходом.
Важнейший компонент энергоперехода, обеспечивающий более глубокую электрификацию и распространение ВИЭ - это развитие технологий накопления энергии и удешевление хранения электроэнергии. Другими словами, как основную проблему предлагается рассмотреть эффективную интеграцию генерации на основе ВИЭ, а также повышение эффективности и доли ВИЭ в энергетическом балансе энергосистемы с помощью применения СНЭЭ. Хранение является звеном-посредником между различными источниками и способами использования энергии.
Таким образом, при помощи СНЭЭ предполагается решить следующие две основные проблемы интеграции ВИЭ:
1. Пик выработки ВИЭ не совпадает с пиком потребления, при этом появляется избыток генерируемой мощности в определенные периоды. СНЭЭ позволяют устранять суточный дисбаланс между выработкой ВИЭ и спросом на электроэнергию, и, тем самым, позволить увеличить и далее долю ВИЭ в балансе энергосистемы.
2. Резкие сбросы и набросы мощности (в частности, ветровых электростанций) приводят к ухудшению качества электроэнергии, резкому изменению напряжения и формируют потребность в «быстром» резерве мощности. Так, электрохимические СНЭЭ имеют значительно более короткое время отклика, чем традиционная тепловая генерация.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
Применение систем накопления энергии в России: возможности и барьеры. Экспертно-аналитический отчет инфраструктурного центра EnergyNet, 2019. Прогноз развития энергетики мира и России 2019 / под ред. А.А. Макарова, Т.А. Митровой, В.А. Кулагина; ИНЭИ РАН-Московская школа управления СКОЛКОВО - Москва, 2019. - 207 с.
Energy Storage for the Grid and Ancillary Services - Navigant Research, 2Q 2016.
Zaliznaya E.A.
student of the Department of Relay protection and automation of power systems
Moscow Power Engineering Institute (Russia, Moscow)
Zalizny S.A.
student of the Department of relay protection and automation of power systems
Moscow Power Engineering Institute (Russia, Moscow)
Tsakoev D.A.
student of the Department of Low temperatures Moscow Power Engineering Institute (Russia, Moscow)
THE ROLE OF ELECTRICITY STORAGE SYSTEMS TO INCREASE THE EFFECTIVE INTEGRATION OF RENEWABLE ENERGY
Abstract: this article discusses the prospects for the development of electric energy storage systems in Russia, defines the tasks of the SNEE to solve the problems of integration of renewable energy sources.
Keywords: electric energy storage systems, renewable energy sources, energy transfer.
