Енергетика: рух до децентралізованої мережі
Російські ракетні удари зруйнували майже половину енергетичної інфраструктури України — високоцентралізовану мережу, що складається з великомасштабних атомних, вугільних і газових станцій, багато з яких розташовані в зонах конфлікту в країні. Реконструкція цих заводів може зайняти роки.
Український уряд нещодавно оголосив, що побудова децентралізованої та диверсифікованої енергетичної системи — такої, яка буде більш стійкою перед обличчям військових атак або стихійних лих і здатна підвищити енергетичну безпеку, сприяючи переходу до відновлюваних джерел енергії (ВДЕ) — стане одним з основних завдань і пріоритетом для руху вперед. Це також вказує на невикористаний потенціал України для сонячної та вітрової енергії та інших відновлюваних джерел, таких як біомаса та гідроенергія.
Зіткнувшись із хронічним дефіцитом електроенергії під час опалювального сезону 2022–2023 років і зростанням вартості електроенергії, українські громади вже шукають шляхи розвитку місцевого виробництва електроенергії. Дизельні та бензинові генератори були найшвидшим і найпростішим рішенням для живлення критичної інфраструктури, такої як об’єкти водопостачання, системи опалення та телефонні щогли, а також якірні установи, особливо лікарні та школи.
Але зі зростанням попиту генератори стали дорогими та дуже забруднюють довкілля. Чимало з громад все більше звертають свою увагу на сонячні фотоелектричні панелі , батарейні системи і теплові насоси у лікарнях та інших об’єктах критичної інфраструктури як довгострокової, економічно ефективної та екологічної альтернативи. Гібридні рішення, які включають генератори як резервні, також мають місце бути.
Деякі міста та регіони також розглядають можливість виробництва відновлюваної енергії шляхом переробки біомаси для отримання біогазу та біометану. Зараз цей метод становить менше 2% енергетичного балансу України, але має великий потенціал для зростання, враховуючи масштабне сільськогосподарське виробництво в країні. У Київській області використання біомаси може заощадити близько 43% поточного річного рівня споживання викопного палива.
Місцеві та громадські зусилля сприяють появі архітектури розподіленої енергії в Україні. Хоча ця нова система знаходиться на початку свого становлення і далека від формалізації, за належної підтримки вона може стати випробувальним полігоном і моделлю енергетичного переходу в Європі.
Кліматичні цілі ЄС вимагатимуть перебудови енергопостачання та споживання блоку в бік гнучких, мережевих і локальних форм виробництва чистої енергії, для впровадження яких знадобиться час. Під тиском війни та потребою у відбудові Україна переходить набагато швидше. У подальшому систематична децентралізація енергетичної мережі України вимагатиме детальних даних про місцеву пропозицію та попит на енергію, а також належних планів і документації місцевої енергетичної інфраструктури.
Реформи України з децентралізації за останнє десятиліття, які підтримувалися міжнародними державами, не повинні бути підірвані надмірно централізованим відновленням. Такі сталі рішення створять нові робочі місця та економічні можливості в секторі з великим потенціалом для зростання. Зважаючи на те, що понад 70% українців живуть у містах, а рівень урбанізації неухильно зростає, успішне зелене відновлення в основному залежатиме від активної участі місцевих лідерів і жителів у прийнятті рішень, плануванні та розподілі ресурсів.
Місія ЄС щодо кліматично нейтральних і розумних міст є флагманською ініціативою Зеленої угоди, яка підтримує зусилля в більш ніж 100 європейських містах стати кліматично нейтральними до 2030 року, на два десятиліття раніше від цілі блоку до 2050 року. Як головні джерела викидів і центри інновацій, міста мають усе необхідне, щоб лідирувати в декарбонізації Європи. Прагнення України відновити екологічність могли б значно виграти від застосування подібного підходу.
Отже, розподілена генерація електроенергії є важливим інструментом у забезпеченні енергетичної безпеки в умовах військового конфлікту. Цей підхід передбачає розміщення малих генеруючих потужностей безпосередньо на місцях споживання електроенергії. Він дозволяє зменшити вразливість енергетичної системи до атак та перешкодити можливим втратам через відновлення постачання на рівні місцевих споживачів.
Приклад переходу до розподіленої генерації для локальних мереж
Одним із ключових елементів в розподіленій генерації є забезпечення балансування всієї системи. У цьому контексті когенераційні газопоршневі установки (КГПУ) виступають ефективним рішенням, забезпечуючи не лише електроенергію, але й теплову енергію для різних галузей, що робить їх ключовим елементом в системах розподіленої генерації.
Когенераційні газопоршневі установки (КГПУ) є високоефективними технологіями, які одночасно виробляють електроенергію та тепло. Цей процес базується на використанні газу або іншого відновлюваного палива (біогаз, біометан тощо) для запуску поршневого двигуна, який генерує електроенергію, а також теплову енергію через когенерацію. Це дозволяє досягти значного підвищення ефективності використання палива порівняно з традиційними способами виробництва енергії.
У системах розподіленої генерації КГПУ виявляються особливо корисними. Одна з основних переваг полягає у тому, що тепло, яке виробляється під час генерації електроенергії, може бути використане для опалення промислових підприємств, житлових будинків, або навіть для процесів охолодження в промислових установках. Це значно підвищує загальну ефективність використання енергії та дозволяє економити ресурси.
Когенераційні установки малої та середньої потужності повинні розглядатися як невіддільна частина концепції розподіленої генерації у національній системі виробництва енергії. Зокрема такі когенераційні установки, особливо якщо вони встановлені на базі муніципальних об’єктів централізованого теплопостачання, забезпечують комунальне підприємство власною енергією, таким чином підвищуючи стійкість комунального підприємства до перебоїв у електропостачанні, забезпечуючи можливості для живлення місцевої критичної інфраструктури, зменшуючи вразливість до відключень живлення. При цьому надлишки електроенергії можуть надходити в мережу. Ця стійкість та незалежність робить їх цінним додатком до систем розподіленої генерації, особливо в умовах військових конфліктів або природних катастроф.
Переваги когенераційних газопоршневих установок:
• Ідеально підходять для районів без існуючої інфраструктури;
• Швидка реалізація проектів від початку будівництва до запуску (до 7 місяців а то і менше);
• Гнучка масштабованість, швидке розбирання за потреби;
• КГПУ мають високу доступність;
• Економічне виробництво електроенергії та незначні викиди;
• Короткий термін окупності;
• Швидке обслуговування.
Когенераційні установки мають чудові характеристики: дешева електро- і теплоенергія, близькість до споживача, відсутність необхідності в дорогих ЛЕП і підстанціях, екологічно безпечна, мобільна, легко монтується та інші чинники.
В порівнянні з витратами на будівництво нових електростанцій, які обходяться в $3000 – $5000 на один кВт потужності, питома вартість 1 кВт потужності когенераційних установок складає $500 – $1000 / кВт.
Група компаній ТОВ «Кліар Енерджі Груп» має великий досвід із впровадження проектів з виробництва електроенергії та тепла з використанням когенераційних газопоршневих установок та теплоелектростанцій на біомасі. Сьогодні наша компанія реалізує на ринку одні з найефективніших когенераційних установок від німецького виробника – компанії MWM. Установки MWM мають відмінні показники з ефективності, які в сукупності досягають близько 88%.
Компанія готова поділитися своїм досвідом із впровадження подібних проектів та запропонувати енергоефективні рішення, в т.ч. когенераційні газопоршневі установки, на різних видах палива (газ, біогаз, паливна тріска, солома, лушпиння, тощо).