1/79
ТРЕД о том, как коммерциализируются системы батарей (Battery Storage/Batteriespeicher) в Германии, какие методы коммерциализации есть сейчас и как департаменты считают бизнес-кейсы для проектов.
Длинный, сложный тред, который я постарался упростить насколько это возможно.
2/79
Так как доля ВИЭ в профиле генерации Германии растёт большими темпами (и это правда, на 2020 - около 50%), перед энергетиками встают вопросы - как стабилизировать сеть и обеспечить надежность электроснабжения потребителям.
3/79
Так как поверьте, всем будет абсолютно плевать на экологию/зеленое будущее и всё что угодно, если вы будете сидеть без электричества.
А новые технологии далеко не всегда приносят упрощения в энергетическую систему.
4/79
Для того чтобы поддерживать стабильность сети, операторам сети необходимы балансирующие мощности, доступные в короткие сроки (ветер и солнце - увы, не постоянны).
Батарейки стали очевидным решением, но стали только после того, как цена на них упала достаточно.
5/79
Немного статистики.
Если в 2013 году, в начале общегерманского продвижения накопителей (в большинстве своем домашние), в основном устанавливались системы хранения со свинцовыми батареями, то сейчас литий-ионные батареи почти полностью вытеснили все другие типы батарей.
6/79
На момент 2019 года - 87% всех батареек - литий-ионные, остальные 13% - все остальные типы.
Причина проста - технологические преимущества, такие как более длительный срок службы (по сравнению со свинцово-кислотными батареями) и снижение стоимости литий-ионных батарей.
7/79
По сути сейчас есть два механизма, с помощью которых, оператор систем батарей получают прибыль:
⁃ Резерв управления мощности (Primärregelleistung)
⁃ Плата за децентрализованную генерацию (Dezentrale Einspeisung).
Именно эти два механизма фигурируют в эконом. расчетах.
8/79
Ставший традиционным словарик сокращений:
- Primärregelleistung (PRL)-Frequency Containment Reserve- первичный резерв управления мощности
- TSO-Transmission System Operator
- SRL- Sekundenreserveleistung (нем.)/ aFRR-automatic Frequency Restoration Reserve -вторичный резерв
9/79
- MRL- Minutenreserveleistung (нем.)/ mFRR- Manual Frequency Restoration Reserve -третичный резерв.
- ГАЭС - гидроаккумулирущая электростанция.
- ЛЭП- линия электропередач
- Netzentgelte - платы за сеть
- vermiedene Netzentgelte - избегаемые сетевые расходы
10/79
Поехали! Начнем с первого механизма „коммерциализации“ накопителей энергии - „резерв управления мощности“ (нем. Primärregelleistung (PRL)/ англ. Frequency Containment Reserve (FCR)).
11/79
Это один из многих существующих на планете рынках балансирующих услуг э-энергии, поскольку он реализуется различными способами в зависимости от подхода системного оператора в разных странах.
12/79
Для объяснения общей концепции здесь сосредоточимся на правилах, изложенных ENTSO-E (Европейская сеть операторов передающих систем TSO в Европе). В частности, SOGL (Руководство по эксплуатации системы) и Руководство по балансировке электроэнергии (EB-GL)
13/79
FCR Cooperation - это одиннадцать TSO (Transmission System Operator) из восьми стран Европы. Это сотрудничество представляет собой общий рынок.
14/79
Если где-то не хватает энергии, частота падает, мощности всего общего рынка могут быть использованы для балансировки сети и противодействия отклонению частоты. Тот же принцип действует и при избытке энергии.
15/79
Для того чтобы постоянно поддерживать нормальную частоту (50Гц) в энергосистеме Германии, четырем (Amprion, 50Hertz, TenneT, TransnetBW) немецким TSO - необходим инструмент, способный компенсировать непредвиденные колебания частоты в течение нескольких секунд.
16/79
Таким инструментом является „первичный резерв управления", который должен быть доступен в течение 30 секунд!!! для предотвращения отключения электроэнергии. Первичный резерв является немедленной реакцией на отклонение частоты сети в недопустимом рабочем диапазоне.
17/79
Полная активация первичного резерва частоты (PRL или FCR) должна быть доступна в течение 30 секунд и охватывать период в 15 минут на каждый инцидент в соответствии со стандартами ENTSO-E.
18/79
PRL - не активируется по вызову оператора системы передачи, а зависит от частоты. Поставщик первичного резерва (напр. оператор системы батарей) измеряет частоту сети независимо в точке генерации или потребления и немедленно реагирует на изменение частоты сети.
19/79
Таким образом, избегаются потери времени, например, вызванные коммуникационными линиями, что позволяет добиться быстрой балансировки сети.
20/79
Автоматика начинает работать как только частота выходит из мертвой зоны (порог нечувствительности) между 49,99 Гц и 50,01 Гц.
До частоты 49,99 или после 50,01 Гц, начинается активация, и провайдер/оператор обязан противодействовать изменению частоты.
21/79
То есть если частота падает - аккумуляторная система разряжается и отдает электроэнергию в сеть, когда частота растет - батарея принимает электроэнергию и заряжается.
22/79
Для обеспечения стабильности сети в синхронной зоне Континентальной Европы постоянно находится в готовности к активации 3000 МВт положительного и отрицательного резерва первичного регулирования.
23/79
Как устроен сам рынок частотного рынка?
Аукцион проводится ежедневно с шестью „четырехчасовыми продуктами/блоками“ (6х4ч). Закупка поставки электроэнергии происходит для следующего дня.
24/79
Заявки на аукционе являются симметричными. Должен закупаться одинаковый объем как положит., так и отрицат. первичного резерва. (Т.е. ваша система должна в нужный момент как отдать электроэнергию, так и принять. Идеально подходит для ГАЭС, батареек и маховиков)
25/79
Далее - каждая TSO собирает предложения в пределах своей страны и сортирует их в общий список по количеству предлагаемой резервной мощности. Требуемый объем FCR выставляется на аукцион и поставщики с самыми дешевыми предложениями забирают данные предложения внутри страны.
26/79
Каждый член FCR Cooperation демонстрирует различный спрос на первичный резерв и различные технические возможности для поставки первичного резерва.
Германия предъявляет спрос на FCR в размере 562 МВт, в то время как спрос Словении составляет 15 МВт на 2021 год
27/79
В Германии торги первичным резервом проводились для всего немецкого контрольного блока на интернет-сайте regelleistung.net до 1 июля 2019 года ежедневно, а с 1 июля 2020 года - каждые четыре часа (те самые 6 х 4ч блоки).
28/79
Минимальный размер заявки для PRL составляет ±1 МВт. То есть если мощность вашей аккумуляторной системы 5,5 МВт, то коммерциализировать получится только 5 МВт.
29/79
Либо, если в вашем энергетическом портфеле несколько активов, которым позволено участвовать на рынке первичного резерва мощности, напр. две системы батарей по 5,5 МВт, то их можно соединить и коммерциализировать на рынке 11 МВт
30/79
Поговорим про деньги. Сколько получают операторы систем, за то, что дают своим батарейкам стабилизировать частоту сети? Плата первичного резерва основана исключит. на цене мощности. С 2009 наблюдается тенденция к снижению цен на мощность для первич. резерва регулирования.
31/79
В 2009 можно было за каждый 1 МВт электроэнергии в среднем получить 16 тыс евро.
К началу 2020 цена упала до 5,5 тыс евро/МВт.
32/79
Вот такой механизм, который на взаимовыгодной основе помогает решать проблемы ВИЭ и их последствия. Фактически,внедрение ВИЭ создало новые рынки и новые проблемы с нестабильностью сети.Решение проблем ВИЭ реанимировало батареи и создало рынок для них.
Достаточно круто, да?
33/79
Время отдохнуть и поставить лайк. Выпуская тред в четверг, мне трудно тягаться с #нюдсочетвергом, поэтому ваш лайк/репост поможет людям стать умнее :)
34/79
Поехали дальше. Есть ещё один из двух главных способов коммерциализации батарей, который в проф. среде называют dezentrale Einspeisung или DZE. По-русски это плата за децентрализованную генерацию. Но по сути там скрыто два платежа.
35/79
Но прежде надо немного добавить объяснить суть откуда, так сказать, ноги растут. Будет немного трудно, но вы умные, вы справитесь!
Да и я сократил максимально, насколько это возможно.
36/79
Эл.сети были не всегда децентрализованы.Раньше где было много угля/воды/урана, там ставили станции, которые производили э-энергию и далее она трансформировалась на высокие классы напряжения (>110кВ) и транспортировалась по ЛЭП в места скопления потребителей (города, заводы)
37/79
Т.е.сети состояли из большого кол-ва станций, расположенных где-нибудь, где есть ресурс и огромного количества ЛЭП/кабелей, эл-ких подстанций, которые всё связывали. Если где-то в городе происходила авария, то либо энергию „гнали“ через другую ЛЭП, либо ты сидел без света
38/79
На уровне сети без децентрализованной генерации вся энергия для нагрузки берется из сети высокого напряжения. Соответственно, затраты на использование сеть должны оплачиваться в размере платы за сеть (Netzentgelte - NE).
39/79
Как я и говорил ранее в треде про цену на э-энергию в Германии - плата за пользование сетью (Netzentgelte) - это плата, которую каждый пользователь электрической сети должен платить оператору сети.
40/79
Теперь же (в последние 20 лет) появилось действительно много различных вариантов генерации электроэнергии на среднем и низком напряжении. Это значит, что ты можешь произвести или воспользоваться электроэнергией, когда это необходимо, без участия высоковольтных сетей.
41/79
А если децентрализованная генерация не подключается к высоковольтной сети, и не использует энергию из нее, то появляется логичный вопрос-почему данный сетевой сбор должен оплачиваться? Читаем дальше
42/79
Но что за цель платы за пользование сетью? Все ЛЭП, опоры, трансформаторные подстанции должны строиться и обслуживаться. Это не финансируется за счет налоговых поступлений, поэтому откуда брать деньги?
43/79
В Германии (и во многих странах это переложили на конечных потребителей), поэтому сети в Германии очень даже не плохие.
Например, в России такого нет, и состояние сетей прям ахх. У Россетей тупо нет денег на это. Клянчат у Минэнерго.
44/79
От чего зависит цена за плату за пользование сетей?
Фактически из 2 частей:
⁃Плата за мощность (Leistungspreis)
⁃Плата за потребление (Arbeitspreis)
45/79
Она зависит от количества децентрализованных источников генерации в сети. Чем больше их - тем больше цена, ибо перестройка сети стоит бешеных денег.
46/79
Поэтому мечты, о которых каждый неспециалист мечтает, что жизнь будет максимально децентрализована - остаются пока что влажными мечтами.
Это работает сейчас только если, вы изолированно живете, без подключения к общественной сети.
47/79
В остальном же, в близкой перспективе 10-25 лет, это просто нереально, потому что:
- сети к этому не готовы, вы будете сидеть без электричества.
- это нереально дорого.
48/79
Если вы не забыли, речь всё еще идет о батарейках, и в данном случае, „децентрализованная генерация“ может быть/и есть те самые Battery Storage.
49/79
Как я сказал выше, децентрализованная генерация не использует сети высокого напряжения, поэтому была введена плата за „Избежание платы за пользование сетью“, и выплачивается назад операторам батарей от оператора распределительной сети.
50/79
"Плата за избежание сетевых сборов“ выплачивается операторам децентрализованной генерации, которые подают электроэнергию в общую сеть ниже уровня сверхвысокого напряжения (220/380 кВ).
51/79
Операторам магистральных сетей выгодно, чтобы локальная проблема снижения/повышения нагрузки была решена локально, без необходимости поиска и перенаправления энергии с других макро-энергорегионов.
52/79
Децентрализованная подача электроэнергии от батарей позволяет избежать использования высоковольтной сети, т.е. экономия затрат на использование вышестоящей сети или трансформаторных подстанций.
53/79
Соответственно, избегаемая работа (кВт*ч), избегаемая мощность (кВт) являются решающими для определения оплаты за „Избежание платы за пользование сетью“. С 2018 года цены приведены в соответствующем законе (Netzentgeltmodernisierungsgesetz (NeMOG)).
54/79
Зачем вообще был разработан концепт „Избежание платы за пользование сетью“? Вся новая генерация, которая была введена в последние 20 лет и вводится сейчас, находится близко к потребителю и является для потребителя дешевой.
55/79
Но для того, кто построил установку, изначально дорогую, становится не выгодно продавать всё дешевле, когда все стандартные источники энергии получают больше оплату от клиентов.
56/79
Поэтому и был придуман данный концепт, чтобы компенсировать разницу в ценах и чтобы оператор станции хоть как-то мог её отбить по деньгам. Но кто оплачивать эту компенсацию будет в Германии? Правильно, Вы! Классно, правда?
57/79
Что и не удивительно, я, надеюсь, в предыдущих тредах уже достаточно показывал схожих вариантов перекладывания затрат на конечного потребителя.
58/79
Также важно упомянуть, что согласно закону об энергетике (§ 118 Abs. 6 des Energiewirtschaftsgesetzes) системы батарей были освобождены от платы за пользование сети в течение 20 лет после ввода в эксплуатацию. Данное правило работает с 2011 по 2026 года.
59/79
То есть сейчас операторы систем батарей не обязаны платить за пользование сети (покупают э/энергию дешевле и закачивают ее в батарейки), а продавая без использования сети, получают ещё и деньги за „Избежание платы за пользование сетью“.
Кайф, да?
60/79
То есть двойной профит. Не удивительно, что в последние 5 лет в Германии происходит небывалый бум батареек. Просто фантастика. И я могу это подтвердить, сам лично веду ВОСЕМЬ проектов систем батарей.
61/79
В 2021 для компенсации избегаемой платы за пользование сетью для батарей применяются следующие тарифы: (разбивка от высокого напряжения до низкого сверху вниз)
62/79
Однако! Цены на батарейки падают, проекты батареек становятся дешевле, и тут-то кроется вся суть. Соберём всю инфу вместе:
63/79
⁃Более дешевые батарейки:
⁃Прибыль от продажи энергии для частотного рынка
⁃Прибыль от освобождения от сетевой платы (дешевая покупка э-энергии)
⁃Прибыль от „Избежание платы за пользование сетью“
64/79
Так как слишком выглядит всё шикарно, появилось 2 проблемы:
1.Многие традиционные станции (в основном уголь/газ) стали перестраивать блоки, чтобы выдавать мощность на сетях среднего напряжения и тоже получать эту плату.
65/79
2.Физически невозможно справиться с таким количеством децентральной генерации. Диспетчеризация (отдельная тема для треда) просто трещит по швам и всё стало только сложнее.
66/79
С 1 января 2023 новые децентрализованные электростанции больше не будут получать избежание платы за пользование сетью. Это уже решено Bundesnetzagentur. Точка.
67/79
Прибыль от освобождения от сетевой платы для систем батареек действует только до 2026 года. А прибыль от частного регулирования падает и будет падать ежегодно, так как батареек будет больше.
68/79
Поэтому батарейки сейчас - это золотая жила. Та самая Cashcow. И чтобы получать прибыль от „Избежание платы за пользование сетью“ необходимо, чтобы системы были введены в эксплуатацию до 01.01.2023.
!КОНЕЦ тех части треда!
69/79
Небольшое послесловие лично от меня.
Вот так это и получается.
Сетевые компании и государства перекладывают дом расходы на конечных потребителей.
Любые инновации в энергетике оплачиваются из вашего кармана, поэтому в Германии самое дорогое электричество.
70/79
В своё же время частные компании, просто ищут где выгоднее и пытаются заработать насколько это возможно. А большие концерны, видя и понимая ситуацию с рынком, просто играют по крупному, заходя почти в ALL IN в батарейках и водороде.
71/79
И именно батарейки и водород, как я уже многократно говорил, будут главными факторами, что цена на электричество будет и дальше расти. Хотите вы этого или нет.
Прикрываться будут лицемерно экологией, уничтожающимся будущим и всем чем угодно.
72/79
Только базовая генерация (уголь/ГЭС/АЭС) может обеспечить стабильность сети и позволить цены держать низкими.
Ясно, что строительство с нуля почти любого вида ВИЭ дешевле сейчас, чем построить станцию на угле, газе, атоме.
73/79
Но только обычно всегда упускают „мелкие“ детали, которые для обывателей обычно скрыты.
И я совсем не против ВИЭ, а очень даже за! Только надо понимать причинно-следственные связи и быть готовым платить из своего кармана больше каждый год.
74/79
Экология, еще более важная тема, о которой мы должны думать. Но я приведу всего один пример.
Как я сказал выше - в последние года в Германии бум батареек. Все строят батарейки бездумно, говоря, что от них зато нет выбросов СО2.
75/79
Всем глубоко пофиг как потом эти батарейки будут утилизировать.
Работающей технологии утилизации батареек сейчас нет. И именно сейчас и в ближайшие 10-15 лет с экологией будет чуть-чуть хуже. Почему?
Потому что традиционная энергетика будет продолжать выбрасывать СО2.
76/79
И в то же время неутилизированные батарейки, которые будут портить мир где-нибудь в Африке, Азии и т.п. Зато ваша лужайка будет зеленее, чем 3 года назад.
Очень обидно, что мало информации о реальной ОБЩЕЙ картине.
77/79
Вводят в эксплуатацию батарейки (в Европе или США) бездумно только из-за одного.. Деньги.
Выше я, как минимум, для батареек это показал.
78/79
Кто от этого всего выигрывает? Я полагаю, немецкая промышленность и немецкие эксперты, которые учатся „на кошках“ как работать с новым бизнесом и технологиями, рынок которых оценивается в млрд евро.
И данные технологии будут востребованы и в развивающихся странах позже.
79/79
Всем огромное спасибо, кто дочитал.
Я постарался сделать выжимку, которая будет понятна даже не для энергетиков.
Буду очень благодарен лайку/ретвиту и рад вашим вопросам.
• • •
Missing some Tweet in this thread? You can try to
force a refresh
1/31
Мини-тред о решении немецкого правительства о краткосрочном увеличении выработки электроэнергии из угля для быстрого сокращения зависимости от поставок российского газа
2/31
Многие из вас слышали, что правительство Германии приняло постановление, призванное обеспечить надежность энергоснабжения и придать рынку электроэнергии большую гибкость в связи с войной в Украине
3/31
Если кратко:
Германия стремится к массовому и быстрому снижению поставок российского газа. Если газа станет не хватать ИМЕННО для выработки электроэнергии, то в краткосрочной перспективе электроэнергия может все больше вырабатываться из угля.
3/46
4 мая председатель Европейской комиссии Урсула фон дер Ляйен объявила о намерении запретить импорт российской нефти почти во все страны ЕС в ближайшие шесть месяцев, а нефтепродуктов - до конца 2022.
1/25
Мини-тренд об угольной энергетике Германии и зависимости от импорта российского угля.
2/25
Уважаемый @Segozavr натолкнул меня на очередной факт-чекинг. В связи с уведомлениями немецкого правительства об отказе от импорта российского угля к сентябрю этого года, мне стало интересно, сколько угля Германия импортирует.
3/25
Для начала, основа основ.
Уголь в энергетике и промышленности используется, в основном, двух видов: бурый и каменный.
Чем они друг от друга отличаются?
Сначала из торфа формируется бурый уголь, потом каменный.
1/25
Мини-тренд о новом активистском движении в Германии „Essen retten - Leben retten“. (спасение еды - спасение жизни)
Зачем активисты перекрывают автобаны и чего хотят добиться. Краткий обзор ниже.
2/25
В реплаях под постом @sami3dat я заметил вопросы „А чего эти активисты хотят?“, и быть честным, я тоже не знал. Провел небольшое изучение что и почему.
3/25
Наверное многие (особенно жители Германии) видели новости, когда машины скапливаются на автострадах создавая многокилометровые пробки. Но в данном случае причиной являются не школьные каникулы, а активисты данного движения Essen retten - Leben retten.