Возможности и невозможности использования аккумуляторов при сбоях электроснабжения

Недавние отключения электроэнергии в Испании и Португалии вызывают вопросы о стабильности электросетей, в том числе в Нидерландах. В нескольких статьях упоминается использование накопителей энергии, в частности аккумуляторных батарей [1] , как возможного решения для предотвращения отключений электроэнергии.

Независимо от конкретной ситуации с отключениями электроэнергии в Испании и Португалии, причины которых все еще расследуются, вероятность отключений электроэнергии представляет собой все более высокий риск. В этой статье мы объясним, какую роль могут и не могут (пока) играть аккумуляторы в предотвращении отключений электроэнергии в Нидерландах.

Вероятность отключения электроэнергии в Нидерландах

По данным TenneT, риск масштабного отключения электроэнергии может возникнуть и в Нидерландах. Отчасти это связано с переходом на полностью устойчивую энергетическую систему. Для обеспечения устойчивости сетки будущей системе потребуются новые и другие амортизаторы. Tennet ожидает, что в период после 2030 года стандарт безопасности поставок, который в Нидерландах исключительно высок и составляет 99,9996%, может оказаться под угрозой. TenneT ежегодно расследует этот вопрос с помощью Отчета о мониторинге безопасности поставок. Гибкие источники энергии, такие как аккумуляторные батареи, смогут сыграть важную роль в обеспечении безопасности поставок. Хотя TenneT не делает никаких заявлений о том, сколько батарей для этого требуется, они явно отслеживают динамику объема заряда батарей в отчете о мониторинге, чтобы оценить последствия для стандарта безопасности поставок. Это означает, что аккумуляторные батареи рассматриваются как один из важных вариантов контроля надежности поставок в краткосрочной перспективе и, таким образом, поддержания бесперебойной работы электроэнергетической системы.

Роль аккумуляторных батарей в отключениях электроэнергии: профилактика и перезапуск

Аккумуляторные батареи могут играть важную роль при отключениях электроэнергии двумя способами. С одной стороны, аккумуляторы могут предотвратить возможность отключения электроэнергии, обеспечивая стабилизацию сети, а с другой стороны, если отключение электроэнергии все же произошло, они могут способствовать быстрому перезапуску системы.

Аккумуляторы способны сохранять и поставлять энергию в нужное время и в нужном месте в случае неожиданного пикового спроса на электроэнергию или неожиданного сбоя электроснабжения, поддерживая баланс системы с точностью до миллисекунды. Это предотвращает сбои на местном уровне, которые могут привести к проблемам на региональном и даже национальном уровне по принципу домино.

В случае отключения электроэнергии аккумуляторные батареи также (потенциально) могут сыграть важную роль в перезапуске электросети. Батареи можно объединять в «сетку» с помощью дополнительного программного обеспечения. Аккумуляторные батареи, использующие это программное обеспечение, предназначены для обеспечения аварийного питания во время отключений электроэнергии и для интеграции возобновляемых источников энергии в сеть. Одной из важнейших функций является «островной режим», при котором электроэнергия продолжает подаваться от аккумуляторной батареи, в то время как напряжение в сети в данном районе пропало из-за сбоя электроснабжения. Еще одной функцией является «черный запуск», когда аккумуляторы продолжают обеспечивать часть сети электропитанием, если остальная часть электросети выходит из строя. Существуют и другие функции по формированию гравия, которые могут выполнять батареи, например, «инерция», которая создает искусственные задержки в системе и обеспечивает немедленный резерв мощности [2] .

Используются ли уже потенциальные возможности аккумуляторов во время отключений электроэнергии?

Уже существуют аккумуляторы, которые выполняют функцию формирования сетки. Это позволяет мобильным батареям в островном режиме продолжать работать автономно, в то время как батареи, используемые в качестве резервных, могут служить аварийным источником питания, например, для больниц, обеспечивая непрерывность предоставления основных услуг. На рынке также появляются новые модели домашних аккумуляторов, которые автоматически становятся источником энергии для дома в случае отключения электроэнергии.

Однако большинство современных аккумуляторов, от домашних накопителей до промышленных весов, пока не имеют программного обеспечения для построения сетей. Это означает, что если выйдет из строя электросеть, то выйдет из строя и аккумулятор (кстати, это теперь касается и большинства обычных электростанций). Это связано с тем, что программное обеспечение для формирования сетки увеличивает стоимость аккумулятора, при этом в настоящее время не существует конкретного рынка, который мог бы окупить эти затраты. Ожидается, что ситуация изменится по мере перехода к полностью устойчивой энергетической системе, в которой существенную неопределенность будет обусловлена ​​зависимостью от погодных условий.

Именно по этой причине Европейская комиссия настаивает на функциональности программного обеспечения для формирования сетки. Например, Европейское агентство по регулированию энергетики (ACER) по поручению Европейской комиссии приступило к внесению корректировок в сетевые кодексы, чтобы позволить производственным установкам мощностью более 10 МВт, подключенным к (сверх)высокому уровню напряжения или напрямую к трансформаторной станции среднего/высокого напряжения, оказывать сетевую поддержку сети. Срок реализации установлен на три года после публикации (ожидается в 2025 году).

Что нужно сделать?

Аккумуляторные батареи потенциально могут сыграть важную роль в частичном предотвращении и перезапуске электросети в случае отключения электроэнергии. Что для этого нужно?

Прежде всего, крайне важно увеличить объемы хранения аккумуляторных батарей в Нидерландах. В 2025 году мы еще не достигнем 1 ГВт емкости аккумуляторных батарей. В то время как операторы сетей предполагают, что к 2050 году в энергосистеме будет максимум 70 ГВт [3] мощности аккумуляторных батарей. С учетом быстрого развития ветровой и солнечной энергетики в системе и планируемого в краткосрочной перспективе постепенного отказа от газовых и угольных электростанций, для поддержания баланса системы необходимо ускорение развития аккумуляторных батарей, а также для хранения тепла и молекул. Хотя объявляется о новых проектах по строительству аккумуляторных батарей, ESNL считает нереалистичным, что при текущей политике мы достигнем десятков гигаватт, которые, по словам операторов сетей, уже будут в системе в краткосрочной перспективе.

Поэтому важно иметь более четкое представление на национальном уровне о необходимом объеме хранения энергии в полностью устойчивой энергетической системе и реализовывать политику, основанную на этом. Например, путем определения стратегических мест размещения аккумуляторных батарей, чтобы снизить риски и зависимости. Необходимо также рассмотреть, как можно улучшить финансовое положение аккумуляторов. В настоящее время отсутствие рентабельного бизнеса — в основном из-за высоких транспортных тарифов — препятствует ускорению развития складирования в Нидерландах, хотя эти системы имеют большое социальное значение.

ESNL также поддерживает разработку механизма управления пропускной способностью. Механизм регулирования мощности — это мера, которая обеспечивает баланс спроса и предложения электроэнергии в любое время, чтобы гарантировать надежность поставок и предотвратить перебои в подаче электроэнергии. Соседние страны уже ввели механизм регулирования пропускной способности, а Нидерланды пока нет. ESNL настоятельно призывает к полной разработке принципов проектирования механизма регулирования пропускной способности, чтобы такой механизм был, по крайней мере, готов к использованию в случае необходимости.

Как уже говорилось, использование программного обеспечения для формирования сетей продвигается на европейском уровне, и необходимо адаптировать нормативные акты таким образом, чтобы аккумуляторные батареи могли предоставлять эти новые услуги. Компания Energy Storage NL хотела бы начать переговоры с операторами сетей и министерством, чтобы определить, какие шаги необходимо предпринять для более оперативного внедрения этого программного обеспечения.

[1] www.bloomberg.com/opinion/articles/2025-04-30/spanish-blackout-shouldn-t-trigger-a-green-retreat [2] www.energystoragenl.nl/2024/09/09/rwe-builds-ultra-fast-innovative-battery-storage-system-in-the-netherlands-for-net-stabilization/ [3] www.netbeheernederland.nl/publicatie/rapport-ii3050-scenarios