Широкомасштабна війна змінила парадигму української енергетики – ключовими для бізнесу, промисловості, комунальних підприємств, населення та навіть самої енергосистеми України стали енергоавтономність та децентралізована генерація. Хтось був більш готовий до нової реальності, хтось менш, інші – зовсім не готові, проте змінювати підходи до енергозабезпечення змушені були всі. Ліга Енергетичного Розвитку України напередодні Дня Енергетика (22 грудня), дослідила яким чином це робив бізнес та хто йому в цьому допомагав.
Сонячна енергоавтономність
Сонячна енергетика в Україні з'явилася наприкінці нульових, тоді її стимулювали спеціальним "зеленим" тарифом від держави. Будувалися переважно комерційні промислові СЕС для вироблення і продажу електроенергії за вартістю, що значно перевищувала звичайну ціну е\е. Поступово стали впроваджуватись сонячні станції і в домогосподарствах, що теж могли продавати її в енергосистему без отримання спецліцензій. Проте на виплати за "зеленим тарифом" у держави все частіше не вистачало коштів і в 2020-2021 рр. галузь страждала від кризи неплатежів. Проте з початком широкомасштабного вторгнення та повітряних атак по енергосистемі в сфері СЕС для бізнесу, промисловості, комунальних закладів (лікарні, школи, соцсфера тощо), домогосподарств наступив ренесанс. Бо сонячна стація – це, перш, за все, енергоавтономність. Кожен власник СЕС може отримувати енергію прямо з атмосфери, забезпечуючи себе необхідною електроенергією.
За ілюстрацією такого рішення ми звернулися до однієї з досвідченіших компаній в цій галузі - Компанії Atmosfera, що працює в галузі вже 18 років. Підприємство - розробник енергетичних рішень для дому та бізнесу "під ключ", що і проєктує, і будує, і обслуговує сонячні електростанції.
Для компанії "Бренвель" у 2023 проєкт з розбудови СЕС став стратегічним кроком у напрямі енергонезалежності. Основний напрям діяльності підприємства– теплопостачання на основі біопалива - обслуговування низки котелень у Волинській, Житомирській та Сумській областях, які працюють на дровах, пелетах та деревних відходах. Також компанія виробляє деревні паливні гранули, що експортуються до країн ЄС. Саме зважаючи на необхідність додержання строків експортних поставок та забезпечення діяльності котелен, постійна наявність електроенергії надактуальна для "Бренвель".
Власне споживання компанії – 935 000 кВт·год на рік. Для його забезпечення було прийнято рішення збудувати на 3 виробничих майданчиках у Волинській області СЕС загальною потужністю 1 МВт, зокрема: у Турійську – 251 кВт, Ковелі – 222 кВт, два об'єкти в Камінь-Каширському – 342 кВт. Проєктантом та монтажною організацією було обрано інсталятора Atmosfera. Вона ж забезпечила придбання сонячних панелей, інверторів, мережевого обладнання. Загальний обсяг інвестицій склав близько 650 тисяч доларів США. Це, як вважають у "Бренвель", довгостроковий актив, який знижує операційні витрати, підвищує енергонезалежність та посилює репутацію компанії як екологічно відповідального виробника. Наразі очікувана та фактична річна генерація становить близько 1,1 МВт·год. За порадами інсталяторів з Atmosfera на підприємстві підлаштували внутрішні процеси під власну генерацію, щоб максимально ефективно використовувати енергію від сонячних електростанцій. Сьогодні 85% виробленої енергії споживається безпосередньо нашими підприємствами, ще 15% реалізується на ринку за схемою "Активний споживач".
Враховуючи вартість для промислових споживачів в Україні 7,6–8 грн/кВт·год без ПДВ., отриманий економічний від впровадження власних СЕС, складає близько 7,3 млн грн на рік (173 тис. дол США). Термін окупності інвестицій становить 3,5–3,7 років, без урахування додаткового доходу від реалізації надлишкової енергії. Це підтверджує як правильність зробленого підприємством вибору, так і ефективність запропонованого інсталятором Atmosfera технічного рішення та його реалізації.
"В умовах хронічної нестабільності енергосистеми бізнес більше не може розглядати електроенергію як гарантований сервіс. Власна генерація — це інструмент управління ризиками, прогнозування витрат і збереження операційної стійкості. Сонячні електростанції сьогодні — не про "зелену ідеологію", а про контроль над критично важливим ресурсом", – зазначає Олександр Клепалов, CEO Atmosfera.
Інжиніринг – ключ до ефективності
Досвід і висококваліфіковані інженери потрібні не лише для інсталяції СЕС, ВЕС, газопоршневих станцій чи розбудові мікрогрідмереж, а насамперед для фахового підходу на всіх етапах реалізації проєктів. Сучасна децентралізація генерації та балансування енергосистеми досягається не лише за рахунок когенераційних установок. Мова йде про storages - Установки зберігання енергії. Про це яскраво свідчить цікавий кейс групи компаній ОККО та інжинірингової компанії ІКНЕТ - експерта в реалізації проєктів альтернативної та традиційної енергетики. Нещодавно ними було реалізовано проєкт установки зберігання енергії (УЗЕ) потужністю понад 20 МВт та ємністю понад 40 МВт×год на заході України.
Завдяки наданим ІКНЕТ девелопменту, проєктним роботам та інжиніринговим послугам група компаній ОККО прийняла рішення реалізовувати проєкт УЗЕ, ще до оголошення НЕК "Укренерго" спеціальних аукціонів на допоміжні послуги. Попри жорстку конкуренцію ОККО виграла спеціальні аукціони та, завдяки злагодженій роботі ІКНЕТ і ПЕК першою в Україні ввела промислову УЗЕ в експлуатацію, отримала ліцензію, сертифікувала об'єкт і успішно працює на ринку електричної енергії. Впроваджена УЗЕ надає послуги первинного та вторинного регулювання на ринку допоміжних послуг, тим самим підтверджуючи, що група компаній ОККО – це не лише понад 400 автозаправних станцій, а багатопрофільний бізнес, зокрема й у сфері енергетики (у складі групи діє компанія "ОККО ЕНЕРДЖІ").
Серед багатьох виробників УЗЕ для реалізації проєкту було обрано обладнання найбільш оптимальне з технічної та економічної точки зору, яке відповідає усім вимогам для УЗЕ типу D. Підключення об'єкту було здійснено за допомогою будівництва нової підстанції 110/10 кВ з лінією 110 кВ.
Це був перший масштабний проєкт УЗЕ в Україні, тож "школу молодого бійця" проходили всі учасники процесу: фахівці ОККО, проєктувальники, будівельники та НЕК "Укренерго".
За 14 років діяльності ІКНЕТ реалізувала понад 540 проєктів у сфері енергетики, а сумарна потужність об'єктів, приєднаних нею до мереж, перевищує 6 ГВт. Водночас, як зазначає керівник компанії Юрій Подоляк, перші труднощі під час реалізації цього проєкту виникли ще на етапі вибору виробників обладнання, здатних забезпечити не лише його поставку, а й пусконалагоджувальні роботи, шеф-монтаж, введення в експлуатацію та сервісне обслуговування в умовах війни.
Значний час було витрачено на погодження проєкту АСКОЕ, адже необхідно було розробити унікальні алгоритми роботи УЗЕ, яка за долі секунд може нарощувати потужність від нуля до максимального значення, а також підібрати електротехнічне обладнання, здатне коректно враховувати та відображати ці процеси.
Окремими викликами стали логістика (небезпечні та негабаритні вантажі), розробка EMS для управління й балансування УЗЕ на рівні всіх блоків, інтеграція з Оператором ринку для торгівлі електроенергією без участі диспетчера чи трейдера тощо. Проте всі ускладнення було успішно подолано, і УЗЕ введено в експлуатацію у заплановані строки.
Наразі ОККО реалізує другу чергу будівництва УЗЕ потужністю також понад 20 МВт, а в планах – робота установки на балансуючому ринку, ринку "на добу наперед" та надання послуг black start.
Приклад успішної реалізації проєкту УЗЕ групою компаній ОККО демонструє, що розвиток установок зберігання енергії в Україні можливий і економічно доцільний. І головне, на думку керівника ІКНЕТ Юрія Подоляка, — "не мислити шаблонно, а мати сміливість братися за складні завдання. Тоді інжиніринг здатен запропонувати ефективні рішення, створені під нагальні потреби енергосистеми та конкретні запити бізнесу".
Storages - складова Smart Grid мережі чи самодостатнє джерело?
Електроенергія суттєво здорожчала, графік споживання підприємства не постійний а генерація мережевої сонячної станції обмежена потужністю включеного навантаження і компенсує до 30% обсягів споживання електрики. Ваше підприємству бажає збільшити потужність генерації сонячної станції та необхідно джерело безперебійного живлення, життєво необхідно працювати на погодинному ринку РДН. В сучасній енергетиці є рішення - мікро мережі (Smart Grid) з установками зберігання енергії УЗЕ (термін BESS — це абревіатура від Battery Energy Storage System - акумуляторна система накопичення енергії). Це головний елемент технологічного рішення для зберігання електроенергії в BESS та для ефективного використання в найбільш потрібний час, як для забезпечення резервного живлення, стабілізації мережі, економії та додаткового доходу на різниці тарифів гуртового ринку РДН. Bess працює як великий акумулятор для домогосподарств, бізнесу чи енергосистем. Але просто однієї батарейки, як свідчать наш наступний експерт цього недостатньо, – роботу будь якої генерації – СЕС або ВЕС, когенераційна установка, дизельний генератор тощо потрібно синхронізувати не тільки між собою, та ще в сучасну мікро мережу підприємства.
Отже, далі про мікро мережі та УЗЕ - на кейсі, реалізованому компанією Smart Power Engineering, що спеціалізується на системах накопичення енергії та їх інтеграції з різними типами генераючих станцій. Зауважимо, що наші експерти мають власні розробки апаратно-програмного забезпечення для такої інтеграції - платформа керування енергетичними активами. Вона як Мaster EMS (Energy Management System - Система управління енергією/енергоменеджменту) призначена для керування системою УЗЕ, гібридною\мережевою СЕС підприємства тощо та ефективним керуванням роботи підприємства на ринку РДН, наприклад у якості активного споживача. Дивимось на конкретному кейсі.
До Smart Power Engineering звернулося промислове підприємство (не називаємо з точки зору безпеки), яке вже мало власну промислову мережеву сонячну станцію 2 МВт, котра працює на компенсацію власного споживання і на продаж надлишків в мережу, а також дизельний генератор. Загальний обсяг споживання на місяць — 520 000 кВт*год. Але під час частих відключень зовнішньої мережі генеруючі установки не працювали синхронно, а мережева станція зупиняється або були сильні коливання частоти в мережі, тому вони не могли працювати надійно та ефективно "на автоматі". А мета будь-якого бізнесу в наш час – енергонезалежність, ефективність та дохід. То ж завдання полягало у повній та автономній роботі підприємства ( в острівному режимі) з можливістю отримання додаткового доходу через енергетичний арбітраж на різниці по годинної вартості електрики гуртового ринку РДН ( різновид моделі торгівлі е\е – "Ринок на Добу Наперед").
За словами Миколи Чабанюка, засновника та керівника Smart Power Engineering, компанія ніколи не пропонує клієнтам стандартизованих рішень (ефектиність яких зазвичай невисока). Після ретельного вивчення потреб, обирається індивідуальне рішення і вже під нього підбирається обладнання. Так і в цьому разі – було спроектовано smartgrid мікро мережу підприємства, запропоновано інтегрувати до неї установку зберігання енергії на 10 МВт*годин. І все це синхронізувано з роботою існуючої мережевої СЕС та наявного потужного дизель-генератора за допомогою встановлення та роботи системи EMS і власної апаратно-програмної розробки "Платформи керування енергетичними активами".
Після погодження з замовником Smart Power Engineering поставило необхідне обладнання, включаючи УЗЕ та змонтувало його, відповідно інсталювавши локальний сервер керування мікро мережею та навчання персоналу. В результаті інтеграції рішення сучасної мікрогрід мережі підприємство отримало повну автономність у роботі, додатковий дохід та зменшення витрат на електроенергію від 30 до 60%. Наразі підприємство працює з автоматичним "безшовним" перемиканням (0 мС) в острівний режим без шкоди акості роботи виробничого обладнання підприємства. Головне – все це - на базі вже існуючих генеруючих установок від різних виробників з різним ПЗ, тобто, наприклад, не було потреби в купівлі нових інверторів мережевої сонячної станції або заміні дизельного генератора.
Якщо говорити про економіку, то за вищенаведених параметрів впроваджене рішення заощаджує промисловому підприємству десь 2 млн. грн. на місяць та дозволяє отримувати ще додатковий дохід на арбітражі до 25% від наявних обсягів е\е. Строк окупності проєкту – 3-3,5 роки.
На думку директора Smart Power Engineering Миколи Чабанюка, такого роду рішення "дозволяє підприємствам перейти на сучасні стандарти за принципом децентралізації, де кожен об'єкт зможе практично самостійно забезпечувати власні потреби в електроенергії. А також забезпечити джерело додаткового доходу працючі на ринку допоміжних послуг (балансуванні мереж операторів ОСР та ОСП). Що корисно і всій ОЕС України, бо скорочує шлях між генерацією та кінцевим споживачем та дозволяє замінити традиційні балансуючий генеруючі потужності ТЕЦ на сучасні рішення систем накопичення енергії.
Газові установки – інсталяція та використання
На тлі суттєвих пошкоджень теплової генерації навесні 2024 року, коли було втрачено до 9ГВт переважно балансуючих потужностей (більшу частину згодом відновили), Уряд запровадив програму розвитку розподіленої генерації. Закон України "Про ринок електричної енергії" визначає розподілену генерацію як "електростанції, встановленої потужності до 20 МВт і які приєднані до системи розподілу електричної енергії". Такі невеликі електростанції встановлюються безпосередньо поблизу споживачів та використовують локально доступні джерела енергії. Окрім сонячних, вітрових, станцій на біомасі вагому частину тут мають місце газогенеруючі установки газотурбінні (ГТУ) та газопоршневі (ГПУ)) – бо вони, на відміну від СЕС та ВЕС – можуть працювати будь коли за наявності газу та дуже швидко запускаються та зупиняються, а тому є маневровою генерацією.
На жаль, кейсу з інсталяції газової установки для потреб конкретного бізнесу навести наразі не маємо можливості з точки зору нюансів безпеки. Проте проілюструвати особливості функціонування та інсталяції маємо – наразі наводимо кейс від експертів "Центр-Монтаж-Енерго", компанії, що вже 19 років спеціалізується на інженерно-технічних, монтажних та будівельних роботах: від проєктно-кошторисної документації, геодезичних робіт до безпосередньої здачі обʼєктів в експлуатацію. Мова йде саме про інфраструктурні об'єкти – електричні мережі, електропідстанції, газогони, водоканалізаційні мережі (серед клієнтів – "Черкасиобленерго", корпорація "Укравто", Уманський тепличний комбінат, УМАНЬПИВО SOCAR).
Клієнт "Центр-Монтаж-Енерго" - "АІЕ" - компанія з нафтогазодобувної сфери, що вирішила розширити бізнес та вийти на ринок виробництва електроенергії, збудувавши газопоршневі установки. Проєктувати її встановлення та виконувати повний комплекс робіт по її інсталяції законтрактували наших експертів.
Енергетична компанія зупинила свій вибір на агрегатах виробництва чеської RSE – було придбано 4 агрегати RSE 2300, кожен з яких має номінальну потужність видачі електроенергії 2,3 МВт. Виготовлені минулого року двигуни TCG 3020V 20 (виробництва німецької MWM) мають розрахунковий строк служби 10 років. Для роботи установок, що в комплексі уявляють собою еклтростанцію загальною потужністю 9,2 МВт необхідно будо підготовити майданчик, зпроектувати газо та електро- мережі та розподільче обладнання, схему приєднання та реалізувати її для підключення. А також узгодити технічні питання з ОСР та газорозподільчою компанією відповідно до отриманих раніше технічних умов (ТУ на приєднання).
Згідно розробленого "Центр-Монтаж-Енерго" проєктного рішення, її фахівці змонтували комірку на підстанції 110\35\10 кВ, проклали дві кабельних лінії (довжиною до кілометра). Після підготовки бетонового майданчика на ньому були споруджені дві трансформаторних підстанції 0,4-10 кВ з розподільчими пунктами. Колеги збудували газогон для подачі газу. Зазначимо, що електростанція буде доповнена двома установками зберігання енергії (125 кВт год кожна), для яких теж було забезпечено електричні комунікації з ГПУ та мережею.
Повний комплекс робіт, виконаних "Центр-Монтаж-Енерго" - від проектування до введення в експлуатацію - зайняв 7 місяців з яких 2 на проєкт, решта на реалізацію. Проєктування здійснювалося власним проєктно-конструкторським відділом, а над впровадження впровадженням працювали 2 бригади будівельників, монтажників, операторів спецтехніки, інженерів-електриків – від 7 до 15 людей постійно, в залежності від етапу.
ККД даної ГПУ складає 87,3% (з яких 45%електричний та 42,3% термічний). Окрім того, установка може бути запущена буквально за хвилину, і може працювати на 50, 75 і 100 відсотків потужності. Враховуючи сферу діяльності власника (оператора газового ринку) та спеціальну ціну на газ для когенерації, а також можливості працювати не тільки за двосторонніми договорами, а й на балансуючому чи внутрішньодобовому ринку, ( де ціна 1 кВт в 2-3 рази вище РДН чи за прямими договорами ), проект виглядає економічно привабливим.
Для "Центр-Монтаж-Енерго" це вже не перший кейс з проєктування та підключення когенераційної установки (ГПУ). "Розвиток децентралізованої генерації, зокрема газопоршневих станцій в сьогодняшніх умовах дуже актуальний для України – як з точки зору енергоавтономності промислового виробництва, так і з точки зору балансу ОЕС. Однак мало придбати якісний агрегат – необхідно задіяти досвід в проєктуванні, монтажу мереж та ТП – і тоді газова установка принесе надійне електропостачання та економічний ефект", - вважає директор "Центр-Монтаж-Енерго" Павло Гончаренко.
Хто ми такі: Про нас та Контакти. Як ми пишемо новини та наші принципи: Редакційний кодекс. Ми старались, якщо вам сподобалось – задонатьте.
Якщо Ви помітили орфографічну помилку, напишіть нам.