Д.Ю. Череватський, д.е.н., ІЕП НАН України
І.А. Вольчин, д.т.н., ІТЕТ НАН України
Д.В. Котляренко, к.е.н., ДПЗД “Укрінтеренерго”
А.В. Стіблій, ДП “Регіональні енергетичні мережі”
А.Ю. Мишанов, ІЕП НАН України, Shneider Electric Ukraine
М.В. Колібаба, ІЕП НАН України
У світі в цілому із розвитком енергетики на відновлюваних джерелах зросла потреба в засобах збереження електричної енергії – до кінця 2030 р. потужності накопичувачів енергії можуть досягти 358 ГВт/1028 ГВт.год, що у 20 разів більше, ніж на кінець 2020 р. Але бум стаціонарного зберігання енергії потребуватиме інвестицій в обсязі 262 млрд дол. [[1]], що суттєво ускладнює розвиток енергосистеми.
Внаслідок воєнної руйнації об’єктів генеруючого фонду і критичної інфраструктури проблема акумуляції електроенергії в Україні є вельми актуальною.
Є два варіанти облаштування системи безперебійного енергопостачання: 1) побудувати власне енергосховище; 2) скористатися активами, що належать іншим.
Голова американської Albany Engineering Corp. Джеймс Беша (James A. Besha) надав алюзію на толінг, хоча і вживає термін «банк»: “Сьогодні кожен розуміє, що найважливішою частиною нашої енергетичної інфраструктури будуть сховища. Можна вважати, що це такий собі банк. Якщо у когось є надлишки сонячної енергії, він може заплатити і залишити її на зберігання” [[2]]. Свідоцтво з практики: у серпні 2024 р. компанія BW ESS та її партнер, Penso Power, підписали першу у Великий Британії толінгову угоду із семирічним терміном про надання Shell Energy Europe Limited (Shell) послуг зі зберігання енергетичних ресурсів. Як передбачено, технологічною базою стане система зберігання енергії Bramley Battery Energy Storage System (BESS) у м. Гемпшир, Велика Британія, потужністю 100 МВт, здатна виробити за один цикл 330 МВт.год [[3]]. Попереднього місяця така ж угода, тільки з терміном 20 років, була укладена в США між Strata Clean Energy та Arizona Public Service (APS). Об’єкт Justice Energy Storage має характеристики 150 MВт/600 МВт.год [[4]].
Розвиток ринку відзначився виникненням мобільних засобів зберігання електричної енергії: японський стартап PowerX планує випускати електротанкери для перевезення електроенергії від офшорних вітрових ферм [[5]]. Зарядні станції, що мають сприймати електроенергію від Battery Tanker X, планують встановлювати у портах, – вже укладено партнерство з містом Йокогама та енергетичною компанією Kyushu Electric Power Co, яка забезпечує електрикою сім префектур острова Кюсю та частину районів префектури Хіросіма.
Схемі толінгу властива багатоплановість. Англійське toll означає мито, збір, данина. У номенклатурі толінгу знаходиться те ж давальництво: мірошники у давнину приймали у селян зерно, мололи його і віддавали вироблене борошно, залишивши собі певну частину продукції як плату; українські вуглевидобувні підприємства таким же чином налаштовували стосунки із збагачувальними фабриками.
Саме давальництво дозволяє впровадити необхідні стосунки і в електроенергетику – суб’єкт-володар енергетичного ресурсу надає його до сховища, що належить іншому суб’єкту, в результаті чого господар сховища безкоштовно отримує можливість стати власником частини енергетичного ресурсу або грошей за надання послуги зі зберігання енергетичного ресурсу.
Зараз відносини між власниками енергосховищ і володарями енергетичних ресурсів, які прагнуть тимчасово залишити їх на зберігання, тільки налагоджуються і можуть приймати різні форми, головне, що є попит на такі послуги і він буде дедалі більшим.
Слабким місцем будь-яких енергетичних сховищ є їх низька енергетична ефективність, обумовлена обов’язковими фізично обумовленими втратами ресурсів. Різницю між отриманими від замовника послуги і поверненими йому енергетичними ресурсами, втрати, має покривати різниця тарифів, саме на цьому й побудована економіка зазначених підприємств.
Найкращим виходом із ситуації є певний Х-елемент, який би забезпечував прийом і повернення через деякий час енергетичних ресурсів без застосування їх (ресурсів) фізичного складування. Одиниця енергії не є унікальним товаром: перебільшено, 1 кВт.год учора дорівнює 1 кВт.год назавтра. Зазначене дозволяє ввести в практику поняття віртуального енергетичного сховища.
Рисунок 1 надає уявлення щодо руху енергетичних потоків в схемі з віртуальним енергетичним сховищем.
Давалець, який прагне вкласти свої енергетичні ресурси, щоб отримати їх через деякий час, укладає угоду з дистрибютором і надає свої фізичні ресурси оператору системи розподілу або оператору системи передачі (ОС). ОС направляє енергію наперед визначеним споживачам (“Споживач” на схемі означає репрезентативного суб’єкта виробничої діяльності, який перетворює електричну енергію на певне благо).
Інша гілка схеми демонструє зворотний рух ресурсу – через обумовлений час від репрезентативного Генератора до того же Давальця за допомогою ОС.
де ЕЕ1 – електроенергія, що надана Давальцем;
EE2 – електроенергія, що повернена Давальцю;
Δ – електроенергія, що залишена Дистрибютору як плата за послугу зі збереження енергії на умовах толінгу, і та, що фізично втрачена в мережі в процесі трансферу.
Рисунок 1 – Схема потоків енергетичних ресурсів
Рисунок 2 характеризує рух грошових потоків.
Рисунок 2 – Схема грошових потоків
Дистрибютор оплачує послуги ОС з передачі та розподілу електроенергії, послуги з генерації електроенергії, споживач сплачує дистрибютору вартість спожитої електроенергії.
Найбільш відповідальною в схемі віртуального енергетичного сховища є місія Дистрибютора – він є певними диригентом заздалегідь сформованого виробничо-енергетичного оркестру.
Віртуальні сховища можуть бути як національними, так і транснаціональними, тобто можуть приймати зарубіжні енергетичні потоки, обслуговувати іноземних давальців.
Надана схема має перспективу за допомогою блокчейн здійснити перехід від категорії B2B («business-to-business», стосунки між суб’єктами бізнесу) до категорії P2P (“peer-to-peer”, “person-to-person” – від особи до особи).
Перелік посилань
[1]. Глобальний ринок систем накопичення енергії досягне 1ТВтг до 2030 року. URL: https://m81energy.com/uk/global-energy-storage-market-set-to-hit-one-terawatt-hour-by-2030/.
[2]. Energy storage project eyed for old Adirondack mine. URL: https://www.dailygazette.com/news/energy-storage-project-eyed-for-old-adirondack-mine/article_c4fa89eb-6260-54e3-b68b-c86fde6e6b08.html
[3]. Whitlock, R.BW ESS & Penso Power sign UK battery energy storage tolling agreement with Shell. URL: https://www.renewableenergymagazine.com/storage/bw-ess-amp-penso-power-sign-longterm-20240806.
[4]. Whitlock, R. Strata Clean Energy has secured a 20-year tolling agreement with Arizona Public Service (APS) for its 150 MW/600 MWh Justice Energy Storage project located near Skyline Regional Park in Phoenix, Arizona. URL: https://www.renewableenergymagazine.com/storage/strata-clean-energy-enters-into-20year-battery-20240715.
[5]. This electric tanker will carry 96 batteries across the ocean, transporting clean energy. URL: https://electrek.co/2023/05/29/electric-tanker-transport-clean-energy-batteries/.
