Енергийният преход на Германия е подложен на проверка на реалността: Защо батериите и газовите електроцентрали са свързани

Краят на разликата в електроенергията: Как изглежда перфектното взаимодействие между батериите и електроцентралите

Водороден капан или истинско спасение? Истината за новите газови електроцентрали в Германия

Енергийният преход на Германия е в решаваща повратна точка – но рискува да се заплете в погрешен дебат „или-или“. От едната страна са поддръжниците на масивните батерийни системи за съхранение като спасители без емисии, а от другата – защитниците на класическите, диспечируеми газови електроцентрали. Но тези, които противопоставят тези две технологии една на друга, рискуват не по-малко от бъдещата сигурност и достъпността на нашето електричество. Докато батериите формират гръбнака за ежедневна, краткосрочна гъвкавост в мрежата, електроцентралите остават като рядко използвана, но икономически незаменима защита срещу продължителни седмици с ниско производство на вятърна и слънчева енергия. С наскоро одобрения пазар за капацитет от Брюксел на стойност няколко милиарда евро, архитектурата на германския пазар на електроенергия сега се преструктурира фундаментално. Следователно истинското предизвикателство не е: съхранение или електроцентрали? Става въпрос за интелигентното, цифрово контролирано взаимодействие на двата свята – и за въпроса как водородът, интелигентните тарифи за електроенергия и европейската солидарност ще ни предпазят от това да останем без ток през зимата.

Тези, които изискват само съоръжения за съхранение или само електроцентрали, не изграждат климатично неутрална система, а по-скоро създават следващата дупка в доставките

Фалшивият дебат „или-или“

Германският енергиен дебат често се представя като конкуренция между батерии и газови електроцентрали. От една страна, има системи за съхранение на батерии като модерна, беземисионна и бързо мащабируема технология. От друга страна, има диспечерски електроцентрали, които техните поддръжници виждат като незаменима защита срещу недостиг на електроенергия, а критиците им - като регресия към изкопаемите горива. Това съпоставяне е политически привлекателно, но подвеждащо от гледна точка на енергийната икономика. Батериите и газовите електроцентрали решават различни проблеми в рамките на една и съща система. Тези, които ги противопоставят една на друга, бъркат краткосрочната гъвкавост с дългосрочната сигурност на доставките.

Батериите са особено мощни, когато е необходимо електричеството да се прехвърля в рамките на минути или часове. Те могат да пренасят слънчева енергия от обяд до вечер, да покриват краткосрочни пикови натоварвания, да компенсират колебанията в честотата и да абсорбират излишъци от възобновяема енергия. Гъвкавите електроцентрали, от друга страна, стават особено ценни, когато недостигът продължава, нивата на съхранение намаляват и едновременно се появяват високи натоварвания. Техният решаващ принос не се състои в производството на възможно най-много киловатчаса, а в това да бъдат надеждно налични в няколко критични ситуации.

Следователно ключовият икономически въпрос не е коя технология е фундаментално по-добра. Решаващият въпрос е коя комбинация от възобновяеми енергийни източници, електрически мрежи, батерии, гъвкаво търсене, европейски внос и диспечерски електроцентрали осигурява желаната сигурност на доставките на най-ниска обща цена. Система с недостатъчен гарантиран капацитет рискува недостиг, екстремни цени и извънредни политически мерки. Система с прекомерно субсидиран капацитет налага ненужна тежест върху потребителите и отслабва инвестиционните стимули за съхранение и гъвкавост. Икономически обоснованият път се намира някъде между тези две капани.

Какво всъщност одобри Брюксел

Одобрението на Европейската комисия на германския механизъм за капацитет бележи фундаментална промяна в архитектурата на пазара на електроенергия. От 2031 г. участниците на пазара вече няма да бъдат заплащани единствено за произведената електроенергия и системните услуги. Те могат да получават и компенсация за осигуряване на гарантиран капацитет, когато е необходим. Очакваните общи разходи по одобрената рамка варират от 15,6 милиарда евро до 35,2 милиарда евро. В зависимост от резултатите от търговете се очакват годишни разходи от приблизително 1 милиард до 3 милиарда евро за 2031 г. и от приблизително 0,9 милиарда евро до 2,3 милиарда евро годишно след това до 2045 г.

Често използваното съкратено твърдение, че Германия субсидира газови електроцентрали с 35 милиарда евро, е неточно. Одобреният механизъм е принципно отворен за различни технологии. В допълнение към нови и съществуващи производствени мощности, могат да участват и съоръжения за съхранение, контролируеми потребители и в бъдеще трансгранични капацитети. Договорите могат да имат срок до 15 години. Реално направените разходи зависят от предложените количества, офертите, разходите за финансиране и пазарните приходи на възложените централи.

В същото време би било наивно да се омаловажава значението на новите газови електроцентрали. Първоначалните търгове са насочени предимно към дългосрочни мощности, които могат непрекъснато да доставят електроенергия по време на периоди на ниска вятърна и слънчева енергия, продължаващи няколко дни. Батерия може технически да отговори на това изискване, ако има достатъчно голям капацитет за съхранение на енергия. От икономическа гледна точка обаче батериите с много дълго време на разреждане за редки събития в момента често са по-скъпи от електроцентралите, чието гориво се съхранява отделно и се използва само когато е необходимо. Следователно, газовите електроцентрали вероятно ще получат значителен дял от ранните договори.

За обществената оценка разграничението между произведена мощност и произведена работа е от решаващо значение. Електроцентрала с капацитет от един гигават може да работи постоянно, но да генерира електроенергия само в няколко дни от годината. Въздействието ѝ върху климата зависи не само от размера ѝ, но и от използваното гориво, нейната ефективност, работните часове и времето за преход към климатично неутрални енергийни източници. Голям парк електроцентрали, работещи с нисък капацитет, могат да отделят по-малко CO₂ от по-малък парк, който работи редовно, за да покрие остатъчното натоварване.

Следователно механизмът за капацитет не е просто субсидия за газови електроцентрали, но не е и неутрален административен акт без технологични последици. Това е нов модел на застраховане за електроенергийната система. Качеството му ще се измерва с това дали осигурява достатъчна сигурност, без постоянно да финансира прекомерен капацитет или да задушава иновациите.

Електрификацията променя повече от просто годишното потребление

Търсенето на електроенергия в Германия ще се увеличи значително поради електрификацията на транспорта, сградите, промишлеността и цифровата инфраструктура. Електрическите превозни средства заместват бензина и дизела, термопомпите изместват отоплителните системи на нефт и газ, електрическите пещи и електролизери трансформират промишлените процеси, а центровете за данни създават големи допълнителни товари с високи изисквания за наличност. Това увеличение не противоречи на енергийния преход. То е ключов механизъм за декарбонизация, защото електроенергията от възобновяеми източници замества изкопаемите горива в други сектори.

Електрическите приложения често са по-ефективни от техните алтернативи на изкопаеми горива. Термопомпата генерира топлина не само чрез преобразуване на електричество, но и чрез използване на околната топлина. Електродвигателят преобразува енергията в движение много по-ефективно от двигателя с вътрешно горене. Следователно, потреблението на електроенергия може да се увеличи, докато общото крайно потребление на енергия намалява. Разумната цел не е да се постигне възможно най-ниско потребление на електроенергия, а по-скоро да се осигурят топлина, мобилност, промишлено производство и цифрови услуги по възможно най-рентабилния и нискоемисионен начин.

Самото разглеждане на годишния обем електроенергия обаче не е достатъчно за целите на планирането. От решаващо значение е кога и къде е необходима енергията. Когато милиони електрически превозни средства се зареждат в ранните вечерни часове, термопомпите работят едновременно по време на студен период, а промишлените предприятия увеличават производството, пиковите натоварвания могат рязко да се увеличат. Мрежите и гарантираните капацитети трябва да бъдат проектирани за пиковите часове, а не за средногодишната стойност.

Следователно, дългосрочното планиране на мрежата предполага значително увеличение на брутното потребление на електроенергия, в зависимост от сценария. Диапазоните са широки, защото зависят от допускания за индустриалното развитие, производството на водород, обновяването на сгради, електромобилността, енергийната ефективност и скоростта на трансформацията. Тази несигурност е аргумент срещу твърдите, еднопрогностични прогнози. Германия се нуждае от стабилна инфраструктура, която може да се справи с няколко правдоподобни пътя на развитие.

Лошо координираната електрификация би увеличила ненужно търсенето на електроцентрали, съоръжения за съхранение и мрежи. Интелигентно контролираната електрификация, от друга страна, сама по себе си може да се превърне в източник на гъвкавост. Превозните средства, системите за съхранение на топлина, промишлените процеси и избрани изчислителни товари могат да променят потреблението си на електроенергия с течение на времето, стига мобилността, комфортът и производството да останат незасегнати. Следователно икономическата стойност на електрификацията все повече зависи от нейната управляемост.

Гъвкавостта изисква автоматизация, а не жертви

Гъвкавостта в потреблението на енергия понякога се представя така, сякаш домакинствата трябва да организират живота си около вятъра и слънцето. Този модел не би бил нито привлекателен, нито подходящ за масово приложение. Гъвкавостта трябва да работи във фонов режим. Шофьорите трябва да могат да посочат кога превозното им средство трябва да е готово и с какъв пробег. След това система за управление на енергията оптимизира процеса на зареждане. Жителите определят желаната стайна температура, докато термопомпата, топлинната маса на сградата и буферното съхранение регулират работата в рамките на определени граници на комфорт.

За да работи това, Германия се нуждае от интелигентни измервателни системи, сигурни комуникационни канали, оперативно съвместими устройства и прозрачни тарифи. От 2025 г. насам доставчиците на електроенергия са задължени да предлагат динамични тарифи. Самото съществуване на такива продукти обаче не създава системна гъвкавост. Без интелигентни измервателни уреди, автоматизирано управление и лесно разбираеми договорни условия, динамичните тарифи ще останат нишов пазар за особено заинтересовани клиенти.

Променящите се във времето цени показват кога електроенергията е оскъдна или изобилна. Домашна система за съхранение на енергия не трябва да се зарежда от мрежата в слънчева лятна сутрин, ако по обяд са налични големи количества фотоволтаична енергия. По подобен начин, електрическото превозно средство не е задължително да се зарежда по време на пиковото натоварване вечер, ако няма да е необходимо до следващата сутрин. Автоматизираните системи могат да реализират такива промени, без потребителят да е длъжен постоянно да следи пазарните цени.

Само сигналите за синхронизация обаче не са достатъчни. Електричеството може да бъде евтино в цялата страна, дори ако регионалната мрежа е претоварена. Допълнителен киловатчас потребление може да помогне за локалното използване на вятърната енергия в Северна Германия, като същевременно причинява допълнително натоварване на мрежата в регион с тесни места в Южна Германия. Таксите за мрежата с променливо местоположение, гъвкавите споразумения за присъединяване към мрежата или регионалните стимули могат да помогнат да се гарантира, че съоръженията за съхранение, електролизьорите и контролируемите товари се експлоатират там, където генерират най-голяма системна полза.

Социалното измерение не бива да се подценява. Собствениците на електрически превозни средства, термопомпи и системи за съхранение на енергия в дома могат да реагират по-силно на ценовите сигнали, отколкото наемателите или домакинствата с ниски доходи без контролируеми големи потребители на енергия. Тарифна реформа, която едностранно натоварва негъвкавите клиенти, би загубила общественото одобрение. Справедливата рамка трябва да възнаграждава гъвкавостта, но същевременно да поддържа предвидими оферти за потребителите, които не могат да реагират или които съзнателно предпочитат ценовата стабилност.

Батериите поемат ежедневната прецизна работа

Системите за съхранение на батерии са особено подходящи за задачи, които се случват често и с кратко предизвестие. Те реагират на колебанията в честотата в рамките на милисекунди, пренасочват слънчевата енергия към вечерните часове, намаляват пиковите натоварвания и стабилизират локалните мрежи. Благодарение на модулния си дизайн, те могат да бъдат инсталирани в частни домове, търговски сгради, промишлени предприятия, подстанции и големи складови помещения. Времето за изграждане обикновено е значително по-кратко, отколкото за топлоелектрически централи.

В края на 2025 г. Германия разполагаше с над два милиона системи за съхранение на батерии с общ използваем капацитет за съхранение от приблизително 24 до 25,5 гигаватчаса. Най-големият дял продължи да се състои от жилищни системи за съхранение, комбинирани с фотоволтаични инсталации. Въпреки че големите батерии нарастваха бързо, те все още представляваха сравнително малък сегмент по отношение на общия енергиен капацитет. Тези цифри също така подчертават силните страни и ограниченията на технологията: Въпреки че инсталираният капацитет може да е висок, количеството съхранена енергия не е автоматично достатъчно, за да се справят с продължителни периоди на недостиг на енергия.

Един прост пример илюстрира разликата. Система за съхранение с капацитет от един гигават и два гигаватчаса енергия теоретично може да осигури пълната си мощност в продължение на два часа. След това е необходимо да се презареди. Това може да бъде изключително ценно за пиковото вечерно търсене. Същата система за съхранение обаче не може самостоятелно да преодолее тридневен период на ниско производство на вятърна и слънчева енергия. По-дългото време за разреждане изисква допълнителен капацитет на батерията, който трябва да се заплати, въпреки че рядко може да се използва напълно.

Въпреки това батериите намаляват търсенето и работните часове на конвенционалните електроцентрали. Те предотвратяват стартирането на електроцентралата само за кратко пиково натоварване, абсорбират електроенергия, която иначе би била ограничена, и изглаждат бързите промени в натоварването. Системата за съхранение на батерии може също така да преодолее времето, докато топлоелектрическата централа заработи. В хибридните системи батерията може да поеме задачи за бързо управление, докато електроцентралата работи по-ефективно и с по-малко износване.

С разширяването на капацитета за съхранение обаче, бизнес моделът се променя. Ранните системи за съхранение се възползват от големи ценови разлики между по-евтините обедни часове и скъпите вечерни часове. Когато много батерии се зареждат и разреждат едновременно, те намаляват именно тази ценова разлика. Това е положително за цялата система и потребителите, но намалява приходите на новите проекти. Следователно бъдещите системи за съхранение ще трябва да комбинират няколко потока от приходи: търговия с енергия, балансиране на мощността, мрежови услуги, управление на пиковите натоварвания и потенциално плащания за капацитет.

Огромният брой заявки за присъединяване към мрежата не бива да се бърка с реалното разширение. През 2025 г. бяха подадени заявки за няколкостотин гигавата капацитет за съхранение. Само малка част от това ще бъде финансирана, одобрена и изградена. Многобройните заявки, незрелите проекти и спекулативно осигурените точки за присъединяване към мрежата изкривяват картината. За енергийния преход значение има не виртуалният проектен портфейл, а реално инсталираният и обслужващ мрежата капацитет.

Тъмната депресия е предимно енергиен проблем

„Мрачно затишие“ се отнася до период, в който вятърната и слънчевата енергия едновременно допринасят само минимално. Терминът често се използва общо, въпреки че предизвикателството зависи силно от продължителността, сезона, температурата, географския обхват, търсенето на електроенергия и възможностите за внос. Безветрената нощ през лятото е доста различна от гледна точка на енергийната икономика от студената, облачна и безветрена зимна седмица в големи части на Европа.

При недостиг, продължаващ само няколко часа, батериите, помпено-акумулиращите електроцентрали, гъвкавото търсене и вносът на електроенергия могат да компенсират голяма част от разликата. Ако ситуацията продължи, пречката не става капацитетът на разреждане, а наличното енергийно съдържание. Батериите могат да резервират оставащия си капацитет за особено критични часове. Въпреки това, без достатъчно производство на възобновяема енергия, те се нуждаят от друг източник на енергия за презареждане.

Следователно, сравняването само на инсталирани гигавати е недостатъчно. Газова електроцентрала и батерия с четиричасов капацитет могат да имат еднаква номинална мощност, но не могат да осигурят същото количество енергия по време на многодневен недостиг. Пазарите на капацитет трябва реалистично да оценят надеждния принос на различните технологии. Системите за съхранение изискват отстъпки в зависимост от времето за разреждане, състоянието на зареждане и вероятността от няколко последователни часа недостиг.

Дори газовите електроцентрали не са автоматично напълно сигурни. Те изискват гориво, функциониращи газови или водородни мрежи, квалифициран персонал, резервни части, мрежови връзки и достатъчно надеждни резервни системи. Енергийната криза след руската атака срещу Украйна показа, че доставките на природен газ носят геополитически риск. Една електроцентрала е толкова надеждна, колкото е надеждна цялата ѝ горивна и инфраструктурна верига.

Следователно сигурността на доставките изисква вероятностен подход. Не всяка възможна екстремна ситуация трябва да бъде обхваната изключително от германски съоръжения. Същевременно планирането не може да предполага, че внос, батерии или газ ще бъдат налични в неограничени количества във всяка ситуация. Една стабилна стратегия комбинира различни ресурси, чиито рискове от отказ са възможно най-некорелирани.

Намаляването на пиковите натоварвания е ценно, но не е безгранично

Гъвкавите консуматори и батерии могат значително да намалят най-високото едновременно търсене на енергия. Това е особено ценно от икономическа гледна точка, тъй като последните гигавати, необходими за покриване на годишното пиково натоварване, рядко се изискват, но въпреки това трябва да се финансират. Всяко трайно избегнато пиково натоварване може да спести инвестиции в производство, мрежи и резерви.

Постижимият потенциал обаче не е фиксирано количество. Той зависи от състава на потреблението, продължителността на съхранение, метеорологичните условия, пазарните правила и нуждите на потребителите. Електрическият автомобил може да отложи зареждането, но не за неопределено време. Система за съхранение на топлина може временно да облекчи натоварването на отоплителната система, но сградите все пак ще се охлаждат. Промишлените компании могат да прекъсват процесите само в рамките на техническите и договорните ограничения. Батериите са полезни само ако са достатъчно заредени преди период на недостиг.

Следователно, при планирането трябва да се избягват две противоположни погрешни схващания. Първото е автоматичното превръщане на всеки допълнителен киловатчас потребление на електроенергия в пропорционално увеличение на пиковото натоварване. Това пренебрегва възможностите за цифрово управление. Втората грешка е предположението, че гъвкавите товари могат да изчезнат за неопределено време по време на криза. В действителност, гъвкавостта може значително да намали нуждата от гарантиран капацитет, но не може да я замести напълно.

Мониторингът на сигурността на доставките от Федералната агенция за мрежи илюстрира мащаба на предизвикателството. В зависимост от развитието на възобновяемите енергийни източници, мрежите, търсенето и гъвкавостта, до 2035 г. може да е необходим допълнителен контролируем капацитет от приблизително 22 до 36 гигавата. Тези цифри представляват брутни добавки преди извеждането от експлоатация. Този широк диапазон не е слабост на анализа, а по-скоро израз на реална несигурност. Той също така показва колко скъпоструващи могат да бъдат забавянията в развитието на мрежата, възобновяемите енергийни източници и гъвкавостта на търсенето.

Газовите електроцентрали се превръщат в рядко използвана застрахователна полица

Икономическото предимство на гъвкавите газови електроцентрали се състои в сравнително ниската им инвестиция на киловат, тяхната управляемост и способността им да съхраняват големи количества енергия отделно от електроцентралата като гориво. Следователно те са подходящи за покриване на остатъчното натоварване, което остава след вятърна и слънчева енергия, съхранение, пренасочване на товара и внос.

Различните видове електроцентрали изпълняват различни задачи. Газовите турбини с отворен цикъл могат да стартират бързо и имат относително ниски инвестиционни разходи. Тяхната ефективност е по-ниска, което е по-малко проблем, ако се използват рядко. Електроцентралите с комбиниран цикъл на газотурбинни агрегати (CCGT) са по-скъпи, но използват горивото по-ефективно и са по-подходящи за по-дълги работни часове. Газовите електроцентрали и съвременните когенерационни централи могат да бъдат разположени децентрализирано и са особено гъвкави.

Ниското използване обаче води до проблем с финансирането. Електроцентрала, която е необходима само през няколко часа на недостиг, може да не генерира достатъчно приходи на нормалния пазар на електроенергия, за да покрие фиксираните си разходи. На пазара само на енергия, тя би трябвало да рефинансира значителна част от инвестицията си чрез редки, много високи цени. Това е теоретично възможно, но на практика е свързано с високи политически и регулаторни рискове. Правителствата биха могли да се намесят в случай на екстремни цени, като променят ценовите ограничения или въведат със задна дата специални такси.

Плащанията за капацитет прехвърлят част от този риск от инвеститорите към потребителите на електроенергия. Това може да намали разходите за финансиране и да ускори решенията за строителство. Това обаче носи риск от изкуствено задържане на пазара на неефективни централи, закупуване на прекомерни количества или поставяне в неравностойно положение на новите технологии. Следователно газовите електроцентрали не трябва да се третират като привилегирована инфраструктура, а по-скоро като участници в конкурентен пазар на надеждност.

Договорите трябва да включват ясни изисквания за наличност. Тези, на които се плаща за гарантиран капацитет, трябва да изпълняват задълженията си в периоди на недостиг или да се изправят пред значителни санкции. Освен това са необходими ограничения за емисиите, изисквания за техническо подобрение и проверими междинни цели. Плащанията за капацитет не трябва да гарантират работни часове или продажби на гориво. Плащането трябва да е за способността за предоставяне на капацитет, а не за правото на производство на електроенергия от изкопаеми горива.

Ново: Патент от САЩ – Инсталирайте слънчеви паркове до 30% по-евтино и 40% по-бързо и лесно – с обяснителни видеоклипове! - Изображение: Xpert.Digital

В основата на това технологично подобрение е умишленото отклонение от конвенционалния монтаж със скоби, който е стандартът от десетилетия. Новата, по-ефективна от гледна точка на времето и разходите система за монтаж се справя с това с фундаментално различна, по-интелигентна концепция. Вместо модулите да се затягат в определени точки, те се вкарват в непрекъсната, специално оформена носеща релса и се задържат здраво на място. Тази конструкция гарантира, че всички сили – независимо дали става въпрос за статични натоварвания от сняг или динамични натоварвания от вятър – се разпределят равномерно по цялата дължина на рамката на модула.

Повече информация тук:

• Щракване вместо завинтване: Тази гениална система изгражда слънчеви паркове с 40% по-бързо и революционизира енергийния преход

Водородните възможности не трябва да се превръщат в маркетингов трик

В дългосрочен план новите газови електроцентрали ще бъдат преобразувани в водород или други климатично неутрални горива. Тази перспектива е необходима, за да се гарантира, че допълнителният капацитет остава съвместим с целта за климатична неутралност. Терминът „способен да използва водород“ обаче е неточен. Той може да означава, че дадена електроцентрала вече може да изгаря големи количества водород, че се планира по-късна техническа конверсия или просто че на обекта има достатъчно място за такава конверсия.

Техническото преобразуване е само една част от предизвикателството. Решаващи фактори включват също наличието на климатично неутрален водород, транспортна инфраструктура, съхранение, изисквания за безопасност и икономическа жизнеспособност. Електроцентрала, способна да произвежда водород, без връзка с водородна мрежа, е малко повече от вариант за декарбонизация. Следователно договорите трябва да включват конкретни технически стандарти, срокове и последствия при неспазване.

Реконверсията на водород в електричество е свързана със значителни загуби при преобразуване. Електричеството първо се използва за производство на водород, след това газът трябва да бъде компресиран, транспортиран или съхраняван и по-късно преобразуван обратно в електричество. Общата ефективност е значително по-ниска, отколкото при директно междинно съхранение в батерии. Това обаче не означава, че водородът е неподходящ. Батериите са ефективни, но съхраняването на големи количества енергия в продължение на седмици или сезони е скъпо. Въпреки по-ниската си ефективност, водородът може да бъде икономически изгоден за редки и продължителни периоди на недостиг на енергия.

Друго пречка е конкуренцията за климатично неутрален водород. Стоманодобивната промишленост, химическата промишленост, корабоплаването и части от авиационния сектор се нуждаят от молекули за процеси, които е трудно да се електрифицират директно. Следователно електроцентралите биха могли да се конкурират с промишлените приложения за ограничени количества. Германия не бива да основава резервната си стратегия на преждевременното предположение, че евтиният зелен водород ще бъде наличен в неограничени количества.

Поетапният подход е логичен. Новите инсталации трябва да бъдат технически адаптивни, построени на подходящи места и да имат обвързващи пътища за декарбонизация. Същевременно не бива да се изключват други климатично неутрални варианти, при условие че техните общи емисии и въздействие върху устойчивостта могат да бъдат надеждно доказани. Технологичната неутралност обаче не трябва да води до смътни обещания за бъдещето, легитимиращи продължаващата експлоатация на природния газ.

Децентрализираните системи могат да направят системата по-стабилна

Големите електроцентрали се възползват от икономии от мащаба, опитни оператори и ефикасни мрежови връзки. Чисто централизираната стратегия обаче би оставила възможностите в индустриалните паркове, общинските комунални услуги и мрежите за централно отопление неизползвани. По-малки газови турбини, електроцентрали, базирани на двигатели, и комбинирани топлоелектрически и електрически централи могат да бъдат построени близо до точката на потребление, поддържайки местните мрежи и допринасяйки за регионалното снабдяване в случай на прекъсване.

Комбинираното производство на топлина и електроенергия (КПТЕ) е ефективно само ако генерираната топлина действително се използва ефективно. Една електроцентрала не става икономически или екологично изгодна само защото може да извлича топлина. Съвременните мрежи за централно отопление трябва да позволяват работа, задвижвана от електричество. Големи термопомпи, електродни котли, промишлена отпадна топлина и системи за съхранение на топлина могат да се комбинират с гъвкава КПТЕ. Системата за съхранение на топлина разделя времето за производство на електроенергия от потреблението на топлина.

Гъвкавите биогазови инсталации могат също да допринесат за надеждно електрозахранване. Вместо да произвеждат електроенергия с постоянна мощност през цялата година, биогазът може да се съхранява и използва избирателно по време на периоди на високо остатъчно натоварване. Устойчивият потенциал е ограничен и въпросите относно земеползването, загубите на метан и конкурентните земеползвания остават актуални. Съществуващите инсталации обаче могат да дадат ценен принос, ако тяхната експлоатация е последователно съобразена с търсенето на системата.

Децентрализираните ресурси изискват агрегатори, стандартизирана комуникация и надеждни измервания. Хиляди малки централи могат колективно да формират виртуална електроцентрала, при условие че тяхната наличност е проверена и техните системи за управление са сигурни. Пазар на капацитет, чиято предварителна квалификация може да се управлява само от големи комунални предприятия, би бил формално технологично неутрален, но на практика централизиран. Регламентите трябва да предлагат на по-малките централи и обединените портфейли реалистични възможности за участие.

Европейският пазар на електроенергия е част от механизма за хеджиране

Германия е интегрирана в европейския пазар на електроенергия. Трансграничните преносни линии позволяват обмен с държави, чиито метеорологични условия, търсене и структури на производство се различават. Скандинавската водноелектрическа енергия, алпийските съоръжения за съхранение, френската ядрена енергия, излишъците от възобновяема енергия от други региони и гъвкавите потребители в чужбина могат да помогнат за смекчаване на недостига на доставки в Германия.

Вносът като цяло намалява нуждата от чисто национални резерви. Не всяка страна изпитва едновременно най-високо натоварване или най-ниско производство. По-големият пазар балансира регионалните различия и използва електроцентралите и съоръженията за съхранение по-ефективно. Следователно националната стратегия за самодостатъчност би изисквала по-голям капацитет и по-високи разходи.

В същото време вносът не може да се счита за гарантиран без ограничения. Студените и безветрени метеорологични условия могат да засегнат няколко държави едновременно. Съседните държави също електрифицират, затварят конвенционални електроцентрали или се борят със собствените си проблеми с електропреносната мрежа. Следователно, надеждният принос на вноса трябва да се оценява с помощта на европейски вероятностни модели, а не въз основа на индивидуални исторически пикови стойности.

Отварянето на механизма за капацитет за подходящи чуждестранни ресурси е икономически логично, но е предизвикателство. Германия трябва да гарантира, че договорените капацитети действително осигуряват пълни обороти по време на периоди на едновременен недостиг и че е наличен достатъчен трансграничен преносен капацитет. Националните механизми могат да станат взаимно скъпи, ако всяка държава се опитва самостоятелно да покрие най-лошия сценарий. Общите стандарти за надеждност и координираното европейско планиране биха могли да намалят общото търсене.

Пазар само на енергия или пазар на капацитет

На пазара, предлагащ само енергия, доставчиците получават приходи за електроенергията, която продават, и за системните услуги. Недостигът се проявява във високи цени. Тези цени възнаграждават електроцентралите, съоръженията за съхранение, вносителите и потребителите, които намаляват търсенето си. Моделът е фундаментално технологично неутрален, защото ценовият сигнал, а не авторитетен орган, определя кой отговор е икономически жизнеспособен.

Слабостта му се крие в така наречения проблем с липсващите пари. Политическите намеси, ценовите ограничения и редките случаи на недостиг могат да доведат до това инвеститорите да не очакват достатъчна възвръщаемост. Дори ако са разрешени екстремни цени, финансирането на дълготрайна електроцентрала, базирана на няколко несигурни часа, е скъпо. Банките и инвеститорите в акции изискват високи рискови премии.

Пазарът на капацитет плаща и за обещаната наличност. Това стабилизира приходите, намалява инвестиционните рискове и може да ограничи екстремните колебания на спот пазара. В същото време, ключово решение се прехвърля към регулатора: той трябва да определи колко капацитет трябва да бъде закупен. Ако се оферира твърде много, потребителите плащат с години за ненужен капацитет, а ценовите сигнали за съхранение и пренасочване на товара отслабват. Ако се закупи твърде малко, проблемът със сигурността на доставките продължава.

Следователно най-икономически обоснованото решение не е твърд централен план, а конкурентен механизъм с редовно актуализиран анализ на търсенето. Наклонената крива на търсенето може да предотврати малки промени в обема да предизвикат екстремни скокове на цените. Различните срокове на договорите могат да отговорят на нуждите от финансиране на нови съоръжения, без ненужно да обвързват съществуващия капацитет. Съществуващите електроцентрали, новопостроените съоръжения, съоръженията за съхранение, гъвкавите потребители и подходящите чуждестранни ресурси трябва да се конкурират въз основа на сравними стандарти за надеждност.

Пазарът само на енергия остава важен дори при плащания за капацитет. Той продължава да определя коя централа се използва в даден час. Ценовият сигнал трябва да остане достатъчно силен, за да подчертае краткосрочния недостиг и да възнагради гъвкавостта. Пазарът на капацитет трябва да допълва пазара на електроенергия, но не и да го замества.

Истинската технологична откритост изисква различни стандарти

Една оферта може да изглежда неутрална на хартия, но на практика да е съобразена с конкретна технология. Дългосрочното, непрекъснато задължение за доставка е в полза на електроцентралите, работещи с гориво. Изключително краткото време за реакция е в полза на батериите. Високите минимални мощности изключват малките централи. Дългосрочните договори, сключени изключително за ново строителство, могат да поставят в неравностойно положение гъвкавостта на търсенето, въпреки че това може да е по-изгодно.

Следователно целта не трябва да бъде схематично равно третиране, а сравнимост, включваща технологии. Батериите изискват реалистични приспадания въз основа на продължителността на разреждане и състоянието на зареждане. Гъвкавите потребители се нуждаят от проверими базови стойности, така че декларираното намаление на натоварването действително да може да бъде измерено. Електроцентралите трябва да демонстрират сигурност на горивото и техническа наличност. Чуждестранните мощности изискват правила, които отчитат както недостига, така и наличността на мрежата.

Хибридните концепции могат да бъдат особено ценни. Батерия, разположена до газова електроцентрала, реагира мигновено при стартиране на турбината, намалявайки неефективната работа при частично натоварване. Централите за възобновяема енергия със съхранение могат да предложат по-стабилен профил на подаване на енергия. Индустриален обект може да комбинира производство на място, съхранение на батерии, съхранение на топлина и гъвкави процеси. Пазарните правила трябва да позволяват такива портфейли като интегрирани ресурси.

Същевременно, предварителната квалификация трябва да ограничи спекулациите. Проектите трябва да демонстрират налична земя, напредък в получаването на разрешителни, финансиране и реалистични връзки към мрежата. Гаранциите, етапите и нарастващите глоби могат да предотвратят спечелването на търгове от незрели проекти, които по-късно се провалят. Изискванията обаче не трябва да бъдат толкова сложни, че само големи корпорации да могат да ги изпълнят.

Местоположението определя стойността на системата

Допълнителен мегават няма еднаква стойност навсякъде. Северна Германия често произвежда големи количества вятърна енергия, докато значителна част от промишленото потребление е разположено на запад и юг. Разширяването на мрежата има за цел да компенсира тези разлики, но то отнема време и е свързано с проблеми с разрешителните и общественото приемане. Електроцентрала или съоръжение за съхранение, разположено зад грешното място в мрежата, трудно може да подобри местното снабдяване.

Следователно, търговете за капацитет изискват пространствен компонент. Възможните опции включват регионални обеми на обществени поръчки, бонуси за местоположение, приоритетни мрежови връзки или изисквания, базирани на прозрачни мрежови анализи. Прекалено широките регионални квоти обаче могат да създадат местна пазарна сила и да увеличат разходите. Разпределението на местоположението трябва да бъде достатъчно точно, за да се справят с пречките, но и достатъчно широко, за да се поддържа конкуренцията.

Този въпрос е особено належащ за системите за съхранение на батерии. Много проекти кандидатстват за свързване към едни и същи атрактивни мрежови възли. Мрежовите оператори се нуждаят от критерии, за да приоритизират зрели и обслужващи системата проекти. Гъвкавите споразумения за свързване могат да позволят на системите за съхранение да се свързват по-рано, ако те се съгласят да не зареждат или подават енергия към мрежата в определени ситуации.

Горивната инфраструктура също трябва да бъде планирана пространствено. Електроцентралите, способни да произвеждат водород, изискват правдоподобен достъп до бъдещи водородни тръбопроводи, съоръжения за съхранение или алтернативни маршрути за доставка. Когенерационните централи (КПТЕ) изискват дългосрочно използваеми радиатори. Централите, способни да стартират без захранване от електрическата мрежа, се нуждаят от особено стабилно локално електрозахранване. Решение за местоположение, основано единствено на цената на земята и електрическата връзка, би било твърде опростено.

Защитата на климата се определя от работното време

Инсталираният капацитет на газовите електроцентрали не е пряк показател за емисиите. Решаващи фактори са количеството произведена електроенергия, ефективността, използваното гориво, емисиите на метан нагоре по веригата и времето за преход към климатично неутрални енергийни източници. Голяма електроцентрала, която работи само рядко, може да бъде съвместима с климатично неутрална електроенергийна система. По-малка централа с голям брой работни часове би била по-проблематична.

Батериите спомагат за намаляване на времето за работа на електроцентралите, работещи с изкопаеми горива. Те пренасочват енергията към възобновяеми източници, намаляват съкращенията и покриват кратки пикове. Разширяването на мрежата, гъвкавото търсене и европейската търговия с енергия имат подобен ефект. Колкото по-добре функционират тези елементи, толкова повече газовите електроцентрали се превръщат в рядко използвана предпазна мрежа за редовните производители на енергия.

Цената на CO₂ трябва да подкрепя тази оперативна логика. Плащанията за капацитет могат да покриват фиксираните разходи, но не трябва да неутрализират променливите разходи за емисии. Ако субсидирана газова електроцентрала може изкуствено да предлага електроенергия на по-ниска цена на пазара от съоръженията за съхранение или гъвкавите потребители, механизмът би създал неблагоприятни стимули както от гледна точка на климатичната политика, така и от икономическа гледна точка.

Следователно действителните работни часове трябва да бъдат публично оценени. Ако новите газови електроцентрали работят значително по-често от планираното, това показва недостатъци в разширяването на възобновяемите енергийни източници, в мрежите, съхранението или гъвкавостта. Пазарът на капацитет не трябва да се превръща в заместител на тези инвестиции. Той трябва да хеджира остатъчния риск, а не да маскира постепенната трансформация на останалата част от системата.

Сметката за ток показва само част от разходите

Финансирането чрез такса ще увеличи сметките за електроенергия. Би било непълно обаче да се фокусираме единствено върху видимото увеличение. Потребителите вече плащат за енергия, мрежи, балансираща мощност, преразпределение, резерви, данъци и такси. Недостатъчната сигурност на доставките също води до разходи: чрез екстремни цени, прекъсвания на производството, извънредни мерки и скъпи краткосрочни поръчки.

Пазарът на капацитет може да увеличи един разходен елемент, като едновременно с това намали други. Предвидимите приходи намаляват разходите за финансиране. Достатъчният капацитет може да ограничи цените при екстремен недостиг. В същото време възникват рискове от свръхдоставка и дългосрочни договорни ангажименти. Следователно, от решаващо значение са общите системни разходи, а не изолираният размер на таксата.

Икономически оптималният стандарт за сигурност не се състои нито в нулев резерв, нито в абсолютна защита срещу всяко теоретично събитие. Допълнителната надеждност е разумна, стига цената ѝ да е по-ниска от очакваните щети от избегнати прекъсвания на електрозахранването. Този компромис трябва да бъде прозрачен, тъй като различните потребители понасят много различни разходи за щети. Краткосрочното прекъсване на електрозахранването може да е неудобно за домакинство, но изключително скъпо за център за данни или непрекъснат промишлен процес.

Разпределението на разходите също е от значение. Фиксираната такса за киловатчас натоварва енергоемките потребители по различен начин от такса, базирана на пиковото търсене или потреблението през критичните часове. Модел, основан повече на причинно-следствената връзка между разходите, би могъл да възнагради гъвкавостта, но би бил по-сложен. Простотата, социалният баланс, международната конкурентоспособност и системното въздействие трябва да бъдат претеглени взаимно.

Доверието изисква прозрачност. Обемите на търговете, офертите, възлаганите поръчки, сроковете на договорите, наличността и годишните разходи трябва да бъдат публикувани по разбираем начин. Също толкова важен е въпросът дали необходимият капацитет намалява с нарастващата гъвкавост. Механизъм, който просто се разраства и удължава съществуващите договори, бързо би придобил характера на постоянна структура за субсидиране.

Забавянето сега е най-скъпият сценарий

Германия е под натиск във времето, тъй като електроцентралите, мрежите, тръбопроводите и разрешителните имат дълги срокове за изпълнение. Новите мощности не могат да бъдат поръчани само когато се появи очевиден недостиг на доставки. Системите за съхранение на батерии могат да бъдат изградени по-бързо, но те също така изискват земя, мрежови връзки, финансиране и вериги за доставки. Гъвкавостта на потреблението изисква интелигентни измервателни уреди, стандарти, договори и обществено одобрение.

Регулаторната несигурност кара инвеститорите да изчакват и да видят. Без ясни правила за капацитета, разработчикът на газова електроцентрала не знае дали една чисто пазарна инвестиция е печеливша. Инвеститор в съхранение на енергия се затруднява да оцени проекта си, когато таксите за мрежата, условията за присъединяване и правилата на пазара на капацитет са неясни. Индустриалните компании не могат да монетизират гъвкавостта, докато липсват продукти и компенсации.

Яснотата не означава фиксиране на всички правила като непроменими разпоредби в продължение на десетилетия. Тя означава надежден път, прозрачни формули за корекции и обвързващи срокове. Инвеститорите могат да се справят по-добре с предвидими актуализации, отколкото с резки промени в политиката. Следователно пазарът на капацитет, реформата за свързване към мрежата, внедряването на интелигентни измервателни уреди и регулациите за водород трябва да се третират като единен пакет.

Ускорението не трябва да елиминира конкуренцията. Процедурите за извънредни ситуации и преките индивидуални договори може да изглеждат привлекателни в краткосрочен план, но могат да станат скъпи и да облагодетелстват утвърдени доставчици. Стандартизираните разрешителни, паралелните процедури, ранните оценки на мрежата, ясните тръжни документи и обвързващите етапи на проекта са по-разумни.

Устойчива електрическа система е изградена на слоеве

Икономически стабилната стратегия се състои от няколко последователни слоя. Първият слой е разширяването на възобновяемите енергийни източници. Големите количества евтина вятърна и слънчева енергия намаляват вноса на горива, емисиите и времето за работа на топлоелектрическите централи. Без достатъчно производство на възобновяема енергия, търсенето на газ, а по-късно и на водород, ще се увеличи ненужно.

Второто ниво обхваща мрежите и европейските връзки. По-голямата балансираща зона използва по-добре регионалните различия и намалява ограниченията. Третото ниво е дигитално контролирано търсене. Електрическите превозни средства, термопомпите, промишлените товари и подходящите изчислителни процеси трябва да могат да реагират автоматично на цените и мрежовите условия.

Четвъртото ниво обхваща краткосрочно съхранение. Батериите се справят с ежедневното изместване на товара, контрола на честотата, намаляването на пиковите натоварвания и нарастващия дял на балансиращата мощност. Тяхното местоположение и режими на работа трябва да бъдат насочени към системните ползи. Петото ниво обхваща по-дълготраен недостиг. Това включва помпено-акумулиращи централи, гъвкава биоенергия, съхранение на топлинна енергия, водород, други климатично неутрални горива и, по време на преходната фаза, природен газ.

Шестото ниво е институционалното управление. Изискванията за капацитет трябва да се изчисляват редовно, като се използват реалистични предположения за времето, вноса, прекъсванията и търсенето. Търговете трябва да включват технологии, да са географски диференцирани и отворени за обединени по-малки ресурси. Санкциите гарантират наличността, докато емисиите и изискванията за модернизация защитават климатичните цели.

Този многопластов модел избягва и двете крайности. Само батериите не могат да покрият напълно и икономически ефективно продължителни периоди на ниска вятърна и слънчева мощност при сегашните структури на разходите. Само газовите електроцентрали биха довели до високи разходи за гориво, зависимост от внос и ненужни емисии. Най-рентабилната система произтича от взаимодействието на двете технологии с мрежите, гъвкавото търсене, европейската търговия и дългосрочното съхранение.

Не технологията, а координацията решава

Германия не е нужно да избира между батерийна икономика и парк от електроцентрали. Тя трябва да определи какви задачи изпълнява всеки ресурс, къде носи най-голяма полза, как се компенсира производството му и колко бързо намаляват часовете на работа на изкопаеми горива. Батериите трябва да спечелят за честата, бърза и автоматизирана гъвкава работа. Диспечируемите електроцентрали трябва да покриват редкия, дълготраен и икономически особено опасен остатъчен риск.

Новият механизъм за капацитет може да предизвика необходимите инвестиции. Успехът му обаче не зависи от максималния размер на одобреното финансиране. Решаващи фактори са широката конкуренция, внимателните изчисления на количествата, ефективните санкции и готовността за адаптиране на механизма към нарастващата гъвкавост на съхранението и търсенето. В противен случай съществува риск от скъпа паралелна система, която социализира инвестиционните рискове и едновременно с това отслабва ценовите сигнали за иновации.

Най-важният климатичен индикатор няма да бъде броят инсталирани гигавати на газови електроцентрали. Важното е колко малко изкопаем газ изгарят тези централи, колко надеждно доставят енергия в критични часове и дали действително преминават към климатично неутрални горива. За батериите е от значение не броят на заявките за свързване, а действително инсталираният, наличен и обслужващ мрежата енергиен и електропреносен капацитет.

Надежден енергиен преход няма да се случи, като една технология бъде обявена за победител. Той ще се случи, когато всяка технология поеме задачата, за която е най-подходяща, както технически, така и икономически, и когато те се конкурират за измерими системни ползи. Следователно, истинският избор на Германия не е: батерии или газови електроцентрали. Той е: интелигентна координация или постоянно скъпа фрагментация.

Експертните гласове зад дебата

Професор д-р Матиас Хубер ръководи Института за нови енергийни системи в Университета по приложни науки в Инголщат. Работата му е фокусирана върху междусекторни енергийни системи, интелигентни мрежи, регионални концепции за доставки, енергийни пазари и методи за оптимизация за интегриране на възобновяеми енергийни източници.

Марко Вюнш е завършил индустриално инженерство и мениджмънт и работи в Prognos в Берлин. Той се фокусира върху бъдещото енергийно снабдяване, моделирането на производството на електроенергия и топлина, потреблението на енергия и ролята на комбинираното производство на топлина и електроенергия (КПТЕ) в Германия и Европа.

От индустриални фотоволтаични системи на покрива до соларни паркове и по-големи соларни паркинги

☑️ Нашият бизнес език е английски или немски

☑️ НОВО: Кореспонденция на родния ви език!

Konrad Wolfenstein

Аз и моят екип с удоволствие ще бъдем на ваше разположение като ваш личен съветник.

Можете да се свържете с мен, като попълните формата за контакт тук [email protected]:или просто ми се обадите на +49 7348 4088 965. Моят имейл адрес е

Очаквам с нетърпение нашия съвместен проект.

☑️ EPC услуги (инженеринг, снабдяване и строителство)

☑️ Разработване на проекти „до ключ“: Разработване на проекти за слънчева енергия от началото до края

☑️ Анализ на обекта, проектиране на системата, монтаж, въвеждане в експлоатация, поддръжка и поддръжка

☑️ Финансист на проекта или посредник на доставчици на капитал