Отказ от угля, расширение сетей, электромобильность - энергетический переход не только политический вопрос. В частности, перед операторами сетей стоит серьезная задача - подготовиться к будущему. Суть дела в том, что никто пока не может точно предсказать, куда нас приведет этот путь. Компания Stadtwerke Gießen AG и ее дочерняя компания Mittelhessen Netz GmbH решают эту проблему при поддержке Университета прикладных наук Миттельхессена.
Когда общественное обсуждение вращается вокруг сложной темы энергетического перехода, в центре внимания обычно оказываются крупные задачи, которые затрагивают всю нацию. Следовательно, сценарии, разработанные здесь, касаются таких грандиозных проектов, как необходимое расширение сети на сверхвысоком уровне напряжения - ключевое слово Südlink. Однако региональной перспективе уделяется меньше внимания. "Это неправильно, - говорит Маттиас Функ, технический директор компании Stadtwerke Gießen (SWG). Ведь на самом деле региональные поставщики энергии и операторы энергосистем играют важную роль в энергетическом переходе". Например, компания Stadtwerke Gießen (SWG) уже много лет занимается этим вопросом. "Мы никогда не ограничивали тему электроэнергией, получаемой из возобновляемых источников", - резюмирует Маттиас Функ. На самом деле SWG преследует концепцию значимого объединения различных секторов. "Наша сеть централизованного теплоснабжения, насчитывающая в общей сложности 192 теплоэлектростанции, всегда объединяла производство электроэнергии и тепла".
Длительные сроки окупаемости капитала
Несмотря на то, что SWG уже есть что показать в плане энергетического перехода, для сохранения конкурентоспособности им необходимо кардинально измениться. Это касается прежде всего инфраструктуры, то есть самих сетей. Однако рамочные условия делают планирование практически невозможным. Это связано с тем, что инвестиции в сети обычно окупаются только через десятилетия. "В то же время сегодня мы должны спроектировать такую сеть, которая и через двадцать лет будет отвечать всем требованиям", - говорит Рюдигер Шварц, управляющий директор компании Mittelhessen Netz GmbH (MIT.N), описывая эту сложную задачу. Здесь нужно учитывать множество факторов. Например, в будущем в региональную сеть, скорее всего, придется интегрировать все больше и больше нестабильного "зеленого" электричества. Это требует возможности подачи электроэнергии на более высокий уровень сети при определенных обстоятельствах. Не менее волнующим является вопрос о том, что произойдет, если электромобильность в ее нынешнем виде станет общепринятой. "Тогда нам придется задуматься о том, как доставить достаточное количество электроэнергии к многочисленным зарядным станциям и грамотно ее распределить", - объясняет Рюдигер Шварц. Не менее важно и то, какое влияние на энергосистему окажет растущее число тепловых насосов. Они также требуют относительно большого количества электроэнергии, причем со сравнительно большими сезонными колебаниями.
Множество вариантов
Только для решения этих двух проблем существует большое количество возможных путей развития. Именно здесь на помощь приходят эксперты Технического университета Центрального Гессена (THM). В рамках проекта Kommun:E они разрабатывают реальные решения для муниципальных поставщиков энергии в целом и для SWG в частности. Все их прогнозы учитывают ожидаемый рост эффективности и значение не менее 80 % "зеленой" электроэнергии в 2050 году, как это предусмотрено Законом о возобновляемых источниках энергии 2014 года. Исследователи THM также принимают во внимание тот факт, что возобновляемые источники энергии также займут прочные позиции в отопительном и транспортном секторах. Главным критерием также является безопасное, доступное, удобное для потребителей, эффективное и экологичное энергоснабжение на основе энергосетей, как это предусмотрено действующим законом об энергетике.
"Мы получили почти 600 000 евро от Федерального министерства образования и научных исследований за нашу новаторскую исследовательскую работу, - говорит профессор д-р Томас Штетц, ответственный за проект Kommun:E в THM. Уже одна эта цифра показывает, насколько приоритетной эта тема является для федерального правительства. Есть, по крайней мере, три веские причины, по которым SWG оказалась на первом месте в списке потенциальных партнеров по сотрудничеству: THM и SWG уже много лет успешно работают вместе в совершенно разных областях, а близкое соседство должно облегчить большую часть предстоящей работы. Решающим критерием, однако, является то, что электрическая сеть MIT.N является образцовой в идеальном смысле: она охватывает центр города, пригородные и сельские районы примерно в равных долях. "Такое структурное разделение и региональное взаимодействие электроэнергетики, теплоснабжения и транспорта идеально отражает энергетический переход в Германии на муниципальном уровне. Поэтому следует ожидать, что полученные результаты будут применяться и за пределами региона проекта", - говорит восхищенный профессор д-р Томас Штетц.
Другие партнеры
Однако исследования ученых не ограничиваются сетью MIT.N. С конца ноября непосредственный сосед, компания OVAG Netz GmbH, также принимает участие в проекте в качестве наблюдателя. Это дает возможность, например, рассчитать, имеет ли смысл соединить две сети на уровне среднего напряжения в точках, которые еще предстоит определить более точно. "Это может помочь нам смягчить возможные колебания", - объясняет Рюдигер Шварц. Если, например, ветряные электростанции в зоне действия сети OVAG будут вырабатывать больше электроэнергии, чем потребляется в настоящее время, MIT.N сможет забирать ее часть и распределять в своей сети. Это гораздо лучший вариант, чем отключение ветряков. И наоборот, теплоэлектростанции Гиссена или TREA 2 могли бы помочь, если бы ветер не дул в соответствии с прогнозами.
Исследователи проекта Kommun:E также обрабатывают демографические данные, предоставленные районом Гиссена. "Сколько людей нуждается в электричестве, когда и где - важнейшие параметры для планирования соответствующей инфраструктуры", - говорит Рюдигер Шварц. В рамках разработки генерального плана "100-процентная защита климата" район Гиссена также создал всеобъемлющую базу данных о потребностях в электричестве и отоплении, а также о поведении населения, которая также доступна для проекта.
Она также помогает команде THM решать детальные вопросы. Например, как могут развиваться продажи электромобилей. Информация из района должна позволить получить надежные прогнозы на этот счет.
Избежать неудачных инвестиций
В течение следующих 30 месяцев профессора, научные сотрудники, докторанты и студенты, работающие над магистерской или бакалаврской диссертацией, будут работать над отдельными аспектами обширного проекта. Цель - представить эффективные и экономически целесообразные решения на основе полученных данных. "Конечно, ученые также рассчитывают с учетом некоторых переменных, например, систем хранения электроэнергии, которые в настоящее время проходят испытания", - объясняет Маттиас Функ. А профессор д-р Томас Штетц добавляет: "Мы также включаем в наши расчеты технологии интеллектуальных сетей, которые уже были успешно протестированы в лаборатории".
Если все пойдет по плану, профессор д-р Томас Штетц и его команда смогут представить результаты своего исследовательского проекта "Трансформация муниципальных инфраструктур энергоснабжения под влиянием энергетического перехода в Германии" в середине 2021 года. Это значительно упростит планирование для региональных коммунальных компаний, таких как SWG Group. Результаты исследования должны позволить разработать планы расширения сетей, отвечающие двум важным критериям: Они будут соответствовать будущим требованиям и нести в себе лишь очень низкий остаточный риск неудачных инвестиций с долгосрочными последствиями.
14.12.2018