Redispatch 2.0 ja suuremahuline akusalvestus: needus või Segen elektrivõrgule? Hiiglaslike akusalvestussüsteemide ambivalentne roll – Pilt: Xpert.Digital
Elektrikatkestuse oht ära hoitud? Kuidas võrguoperaatorid saavad hakkama põhjast lõunasse suunduva "elektriülekande ülekoormusega"
Redispatch 2.0 lihtsalt lahti seletatud: mida elektrijaamade operaatorid ja salvestusinvestorid peavad teadma
Saksamaa elektrivõrk seisab silmitsi ajaloolise stressitestiga: samal ajal kui põhjas töötavad tuuleturbiinid täisvõimsusel, on sageli puudu ülekandeliinidest, mis transpordiksid energiat lõuna tööstuskeskustesse. Varustuse kokkuvarisemise vältimiseks sekkuvad võrguoperaatorid peaaegu ööpäevaringselt tootmisse – protsessi, mida nimetatakse ümberjaotamiseks ja mis maksab tarbijatele igal aastal miljardeid.
Energiaüleminek on seda süsteemi aga põhjalikult muutnud. Kui varem oli tsentraalselt piiratud mõne suure elektrijaama juhtimissüsteem, siis tänapäeval tuleb koordineerida kümneid tuhandeid detsentraliseeritud jaamu, päikeseparke ja üha enam ka suure jõudlusega suuremahulisi akusalvestussüsteeme. Alates Redispatch 2.0 kasutuselevõtust 2021. aasta oktoobris on ka jaotusvõrgu operaatorid ja väiksemate jaamade operaatorid kohustatud tagama võrgu füüsilise stabiilsuse.
Eriti huvitav on õitsvalt levivate suuremahuliste akusalvestussüsteemide roll: neid peetakse energiaülemineku lootusemajakaks, kuid valesti kasutamisel võivad need tegelikult süvendada kohalikke kitsaskohti. Probleem ei seisne sageli mitte tehnoloogias endas, vaid piirkondlike hinnasignaalide puudumises. Järgnev küsimuste ja vastuste juhend uurib üksikasjalikult, kuidas tänapäevane ülekoormuse haldamine toimib, miks kulud plahvatuslikult kasvavad, millist rolli mängib selles akusalvestus ja miks on arutelu elektrienergia hinnatsoonide üle meie energiavarustuse tulevase kindluse jaoks ülioluline.
Mida mõeldakse ümberjaotamise all ja miks on see termin Saksamaa elektrivõrgus nii kesksel kohal?
Ümberjaotamine viitab sekkumistele elektrijaamade tootmisvõimsusse, et kaitsta ülekandeliine ülekoormuse eest. Kui võrgu teatud punktis ähvardab pudelikael, antakse pudelikaela lähedal asuvatele elektrijaamadele korraldus vähendada oma sissetulevat võimsust, samas kui pudelikaela kaugemal asuvad elektrijaamad peavad oma sissetulevat võimsust suurendama. See loob koormusvoo, mis toimib pudelikaela vastu. Seda terminit kasutatakse sageli energiapoliitika aruteludes, kuid seda selgitatakse harva täies ulatuses. Ometi on see tänapäevaste võrkude mõistmisel kesksel kohal, kuna see kirjeldab mehhanismi, mille abil võrguoperaatorid tagavad elektrivõrgu füüsilise stabiilsuse reaalajas. Ilma ümberjaotamiseta tooksid võrgu pudelikaelad kaasa kontrollimatud ülekoormused, mis halvimal juhul võivad põhjustada kaskaadseid katkestusi. Põhimõte on esialgu lihtne: kui võrku suunatakse ühes punktis liiga palju elektrit, tuleb sealset tootmist vähendada ja kompenseerida teises punktis. Selle põhimõtte praktiline rakendamine on aga aastate jooksul märkimisväärselt muutunud, eriti taastuvenergia tohutu laienemise ja sellega seotud elektritootmise detsentraliseerimise tõttu.
Millised on ümberjagamise õiguslikud alused ja kus asuvad selle ajaloolised juured?
Ümberjaotamise juured ulatuvad 2005. aasta Saksamaa energiatööstuse seadusesse (EnWG). EnWG paragrahv 13, mis jõustus 13. juulil 2005, kohustab põhivõrguettevõtjaid tagama süsteemi turvalisuse. Täpsemalt sätestab see, et põhivõrguettevõtjatel on õigus ja kohustus kõrvaldada elektrivarustussüsteemi ohud või häired võrguga seotud, turuga seotud ja täiendavate reservmeetmete abil. Tolleaegses väga tsentraliseeritud elektrijaamade süsteemis tähendas see, et peatselt tekkivate võrgu ülekoormuste korral võidi üksikutele suurtele elektrijaamadele anda korraldus oma sisselaskevõimsust kohandada. See mõjutas peamiselt tavapäraseid elektrijaamu 220 kV ja 380 kV ülekandevõrgus. Mõjutatud jaamade arv oli hallatav, sidekanalid olid lühikesed ja koordineerimispingutus oli suhteliselt väike. Süsteem toimis keskkonnas, kus mõned suured elektrijaamad tegelesid suurema osa elektrienergia tootmisest ja koormusvood olid väga prognoositavad. See tsentraliseeritud juhtimise põhiprintsiip moodustas aluse kõigile järgnevatele laiendustele ja reformidele.
Kuidas on taastuvenergia levik muutnud elektrisüsteemi?
Taastuvenergia laienemisega alates 2010. aastast muutus süsteemi struktuur põhjalikult. Kümned tuhanded detsentraliseeritud generaatorid asendasid järk-järgult mõned tsentraliseeritud elektrijaamad. Keskpikas perspektiivis on umbes 90 protsenti tootmisüksustest ühendatud jaotusvõrkudega, samas kui suurte elektrijaamade tähtsus väheneb jätkuvalt. See muutus tõi kaasa uusi ülekandeliine, eriti põhjast lõunasse, kuna suur osa tuuleenergiast toodetakse Põhja-Saksamaal, samas kui peamised tarbimispiirkonnad asuvad lõunas ja läänes. Ülekandevõimsused olid ja paljudel juhtudel on endiselt ebapiisavalt mõõdetud, et transportida kogu toodetud elektrit tarbimiskeskustesse. Samal ajal eksisteeris lisaks traditsioonilisele ümberjaotamisele taastuvenergiajaamade jaoks endiselt taastuvenergiaallikate seaduse alusel tagastushaldus. See paralleelne struktuur, kus tavapäraseid elektrijaamu reguleeriti ümberjaotamise ja taastuvenergiajaamu tagastushalduse kaudu, tõi kaasa ülekoormuse juhtimise meetmete suureneva keerukuse ja kulude kasvu. Tuule- ja päikeseelektrijaamad toodavad energiat sõltuvalt ilmast ja kellaajast, mis raskendab oluliselt koormusvoogude prognoositavust ja suurendab vajadust kontrollimeetmete järele.
Mis oli vana ümberjaotamise ja võrku ühendamise haldamise süsteemi probleem?
Vana süsteemi iseloomustas struktuuriline jaotus, mis muutus üha ebaefektiivsemaks. Ühelt poolt oli olemas klassikaline ümberjaotamine vastavalt Saksamaa energiatööstuse seaduse (EnWG) paragrahvile 13, mida kohaldati ainult ülekandevõrgule ja mis mõjutas tavapäraseid elektrijaamu, mille installeeritud nimivõimsus oli üle 10 megavati. Põhivõrguettevõtjad said neid jaamu reguleerida, et vältida võrgu ülekoormust. Teiselt poolt oli olemas sisseostu haldamine vastavalt taastuvenergiaallikate seadusele (EEG) ja soojuse ja elektri koostootmisseadusele (KWKG), mis käsitlesid taastuvenergiajaamade ja koostootmisjaamade reguleerimist võrgu ülekoormuse haldamiseks eraldi. Sisseostu haldamise puhul piirati jaamade tootmist tegelike väärtuste põhjal, st akuutsetes olukordades. Puudus ennetav, prognoosipõhine planeerimine. Piiramine toimus juhuslikult, mis tõi kaasa kõrgemad kulud ja olemasolevate ressursside ebaefektiivse kasutamise. Võrgu ülekoormuse haldamise üldised kulud suurenesid aastatel 2019–2023 märkimisväärselt, 1,3 miljardilt eurolt 3,2 miljardile eurole. 2023. aastal läks võrgu kitsaskohtade tõttu kaduma ligikaudu 19 teravatt-tundi elektrit, mis vastab umbes neljale protsendile Saksamaa kogu elektritoodangust. Eriti mõjutatud olid avamere ja maismaa tuulepargid.
Mis täpselt otsustati 2019. aasta võrgu laiendamise kiirendamise seadusega?
Poliitiline vastus kasvavatele probleemidele saabus 2019. aastal võrgu laiendamise kiirendamise seaduse muudatusega, mis jõustus 17. mail 2019. Eesmärk oli ühendada ümberjaotamine ja sissetuleva elektrienergia haldamine integreeritud ülekoormuse haldamise süsteemiks. Varasemad taastuvenergiaallikate seaduse (EEG) ja koostootmise seaduse (KWKG) kohased sissetuleva elektrienergia haldamise eeskirjad tunnistati kehtetuks ja asendati ühtse ümberjaotamise korraga, mida tuntakse kui Redispatch 2.0 ja mis põhineb energiatööstuse seaduse (EnWG) paragrahvidel 13, 13a ja 14. Selle eesmärk oli luua ühtne ja ennetav ülekoormuse haldamise süsteem elektrienergia tarnimiseks kogu Saksamaal. Taastuvenergiat ja koostootmisjaamu (CHP) ei käsitletud enam eraldi, vaid neid reguleeriti sama õigusraamistiku alusel nagu tavapäraseid elektrijaamu. Rakendamise tähtajaks määrati 1. oktoober 2021, kusjuures esialgsete andmete esitamise kohustus algas juba 2021. aasta juulis.
Mis ajast on Redispatch 2.0 jõus olnud ja mis on selles põhimõtteliselt uut?
Alates 1. oktoobrist 2021 on Redispatch 2.0 olnud kõigile turuosalistele kohustuslik. Uus aspekt ei olnud sekkumise võimalus ise, vaid selle terviklik süsteemi integreerimine. Kõik juhitavad jaamad võimsusega 100 kilovatti või rohkem, sealhulgas tavapärased elektrijaamad, taastuvenergiajaamad ja energiasalvestusseadmed, on sellest ajast alates kaasatud ülekoormuse haldamisse. See on põhimõtteline erinevus vanast süsteemist, kus ümberjaotus mõjutas otseselt ainult suuri tavapäraseid elektrijaamu võimsusega üle 10 megavati. Uues protsessis määrab võrguoperaator võrgu oleku umbes 36 tunni pikkuseks planeerimisperioodiks ja optimeerib seda vastavalt vajadusele. See nõuab koormuse ja võrku sisestamise prognoose. Kui tuvastatakse ülekoormus, peab võrguoperaator selle lahendama kulutõhusate meetmete abil. Teine oluline uuendus on see, et need meetmed peavad olema tasakaalustatud nii energia kui ka energiatarbimise osas, tagades, et jaamade operaatorid ei kannataks juhtimissekkumiste tagajärjel rahalist kahju. Lisaks ei ole käsitlemine enam ainult põhivõrguettevõtjate, vaid ka kõigi jaotusvõrguettevõtjate vastutus, kellest on seega saanud ülekoormuse haldamise võtmeelement.
Kuidas Redispatch 2.0 protsess üksikasjalikult toimib?
Redispatch 2.0 protsess põhineb planeerimispõhisel lähenemisviisil, mis erineb põhimõtteliselt varasemast reaktiivsest lähenemisviisist. Võrguoperaatorid loovad ülekoormuse prognoose, mis põhinevad kõigi võrguosaliste, eriti võrku ühendavate elektrijaamade ja suurtarbijate põhjalikel andmetel. Elektrijaamade operaatorid esitavad kas planeeritud või prognoositud andmed, olenevalt valitud tasakaalustusmudelist. Prognoosimudelis tuleb võrguoperaatorile esitada teave turuga seotud kohanduste ja kättesaamatuse kohta, et operaator saaks luua tootmisprognoose. Planeeritud väärtusmudelis vastutab elektrijaama operaator nii prognoositud kui ka planeeritud andmete esitamise eest.
Nende andmete ja reaalajas teabe põhjal saab võrguoperaator varakult tuvastada potentsiaalsed võrgu kitsaskohad ja võtta sihipäraseid ennetavaid meetmeid. Prognoositavate ülekoormuste jaoks arvutatakse alternatiivsed ajakavad ja turugraafikust kõrvalekalded tasakaalustatakse. Saksamaa energiatööstuse seaduse (EnWG) paragrahv 13a reguleerib elektrijaama operaatori tasakaalustamist ja rahalist hüvitist. Bilansigrupi juht, enamasti otseturundaja, saab võrguoperaatorilt energiahüvitist oma bilansigrupis puuduva koguse eest. Uues protsessis jaotatakse bilansigrupile veerandtunni jooksul sisse antud ja piiratud energiakogus. See süsteem nõuab kogu tööstusharu hõlmavat koostööd ülekandesüsteemi haldurite, jaotusvõrgu haldurite, elektrijaamade operaatorite, bilansigrupi haldurite ja nn juurutusjuhtide vahel, kellele elektrijaamade operaatorid saavad delegeerida suure osa oma vastutusest.
Millised on võrgu ülekoormuse haldamise praegused kulud ja kuidas need on arenenud?
Võrgu ülekoormuse haldamise kulud on viimastel aastatel märkimisväärselt kõikunud. 2022. aastal saavutasid kogukulud haripunkti, ligikaudu 4,2 miljardit eurot, mida tingisid energiakriis ning äärmiselt kõrged kütuse- ja hulgihinnad. 2023. aastal langesid esialgsed kogukulud veidi alla 3,1 miljardi euro, hoolimata rakendatud meetmete mahu suurenemisest 34 297 gigavatt-tunnini. See langus oli tingitud energiahindade langusest, kuna elektrienergia hulgihinnad langesid veidi üle 230 eurolt umbes 92 eurole megavatt-tunni kohta. Tavapäraste elektrijaamade abil ümberjaotamise meetmete esialgsed juurutamiskulud olid 2023. aastal ligikaudu 1,8 miljardit eurot, samas kui taastuvenergia toodangu vähendamise kulud kolmekordistusid umbes 600 miljoni euroni.
2024. aastal vähenes meetmete maht ligikaudu 12 protsenti 30 304 gigavatt-tunnini ja esialgsed kogukulud langesid veelgi umbes 2,78 miljardi euroni. 2024. aasta neljandas kvartalis oli aga näha murettekitavat kasvu: võrgu stabiliseerimiseks tuli kasutada 10 424 gigavatt-tundi, mis on 19 protsenti rohkem kui eelmise aasta sama kvartalis. Eriti tähelepanuväärne oli 2024. aasta detsember, mil ainuüksi sel kuul tekkisid kulud 370 miljonit eurot, mis on uus rekord pärast energiakriisi. Ligikaudu 47 protsenti piiratud võimsusega taastuvenergiajaamadest oli 2024. aastal ühendatud jaotusvõrguga, kusjuures 74 protsendil juhtudest oli põhjuseks ülekandevõrk. Samal ajal nihkub kitsaskohad üha enam jaotusvõrgu poole: selle osakaal ümberjaotamise mahtudes tõusis 20 protsendilt 2023. aastal 26 protsendile 2024. aastal. Need kulud kantakse võrgutasude kaudu üle elektrihindadele ja mõjutavad seega kõiki tarbijaid.
Miks on Redispatch 2.0 eriti oluline suuremahuliste akusalvestussüsteemide jaoks?
Suuremahuline akusalvestussüsteem, mille võimsus on mitu megavatti, on tehniliselt võimeline aja jooksul märkimisväärseid energiahulki ümber paigutama. Selle tegelik võrku tarbimine sõltub aga võrgu arhitektuurist. See on võimeline ümberjaotama, vajab prognoosimist ja on integreeritud ülekoormuse haldamisse. Võimsus üksi ei taga võrku tarbimine: kui on vaja süsteemi stabiilsust, peab turundus jääma tagaplaanile. Eriti suure paigaldatud võimsuse korral on oluline integreerimine võrgu planeerimisse, prognoosimismudelitesse ja ülekoormuse haldamisse. Suured akud saavad kitsaskohti leevendada valikulise laadimise või tühjendamise abil. Kriitiline on aga see, et ka need ise võivad muutuda kitsaskoha stsenaariumi osaks, kui mitu süsteemi üritavad samaaegselt energiat tarbida.
Saksamaal kasvab suurte akusalvestussüsteemide turg kiiresti. Paigaldatud võimsus ulatus 2025. aastaks üle 2 gigavati nimivõimsuseni ja ainuüksi 2025. aastal eeldati võrku 1,46 gigavatti uut võimsust. 2027. aastaks prognoositakse võimsuse seitsmekordset suurenemist võrreldes 2024. aastaga ning mitmesugused prognoosid ennustavad, et koguvõimsus võib 2030. aastaks ulatuda 15 gigavatini. Võrguoperaatorite akusalvestusühenduste taotlused ületavad nüüd olemasolevaid võimsusi peaaegu sajakordselt. Selliste kasvumäärade juures muutub nende süsteemide integreerimine ülekoormuse haldamisse üha pakilisemaks.
Meie EL-i ja Saksamaa asjatundlikkus äriarenduse, müügi ja turunduse alal
Meie EL-i ja Saksamaa asjatundlikkus äriarenduse, müügi ja turunduse alal - pilt: Xpert.Digital
Tööstusharude fookusvaldkonnad: B2B, digitaliseerimine (tehisintellektist XR-ini), masinaehitus, logistika, taastuvenergia ja tööstus
Lisateavet leiate siit:
Temaatiline keskus, mis pakub teadmisi ja oskusteavet:
- Teadmisplatvorm, mis hõlmab globaalset ja piirkondlikku majandust, innovatsiooni ja valdkonnapõhiseid trende
- Analüüside, arusaamade ja taustainfo kogum meie peamistest fookusvaldkondadest
- Koht ekspertiisi ja teabe saamiseks äri- ja tehnoloogiavaldkonna praeguste arengute kohta
- Keskus ettevõtetele, kes otsivad teavet turgude, digitaliseerimise ja valdkonna uuenduste kohta
Redispatch 3.0: Meie energiasüsteemi vaikne ümberkujundamine on juba ammu alanud
Kas suured akud on elektrivõrgule üldiselt head või halvad?
Sellele küsimusele ei saa üldiselt vastata, kuna see sõltub asukohast, töörežiimist ja konkreetsest võrgu olukorrast. Salvestusrajatiste arendaja Eco Stori tellitud Neon Neue Energieökonomiku uuringus uuriti kahe suure aku jõudlust Schleswig-Holsteinis ja Baierimaal iga veerandtunni kohta aastas. Tulemused näitavad, et võrguoperaatorid säästavad ümberjaotamise kulusid 3–6 eurot aastas iga aku kilovati mahutavuse kohta. Seetõttu ei tohiks suuri akusid mingil juhul pidada võrgule loomupäraselt koormavaks, isegi kui energiapoliitika aruteludes seda mõnikord soovitatakse.
See võrgukoormuse leevendus toimub praegu aga täiesti juhuslikult, kuna Saksamaal on ainult üks elektrienergia hinnavöönd ja seega puuduvad piirkondlikud hinnad. Akud töötavad hulgimüügi- ja tasakaalustava energia turgudel ühtse hinnasignaali alusel. Võrgu kitsaskohad on neile nähtamatud. Põhjalik analüüs näitab, et suur aku koormab ja leevendab võrku ligikaudu võrdse sagedusega, kumbki umbes 20 protsendil veerandtunnist. Ülejäänud 60 protsendil ajast on aku kas jõude või on võrk ülekoormuseta. Fraunhofer ISE juhib tähelepanu ka sellele, et suured akusalvestussüsteemid, mida peamiselt käitatakse turumehhanismide kohaselt, võivad ebasoodsa laadimis- ja tühjenemiskäitumise kaudu võimendada kohalikke võimsustippe, suurendades seeläbi trafode ja liinide koormust.
Mida tähendab võrgusõbralik töö suurte akusalvestussüsteemide jaoks?
Võrku toetav töö viitab salvestussüsteemi sihipärasele kasutamisele võrgu stabiliseerimiseks, kitsaskohtade vältimiseks või pingekõikumiste kompenseerimiseks. See erineb puhtalt turgu toetavast tööst, kus elektrit ostetakse peamiselt madalate hindadega ja müüakse kõrgemate hindadega – klassikaline hinnaarbitraaži juhtum. Suuremahulist akusalvestussüsteemi peetakse võrku toetavaks, kui selle paigutus võrgus ja töörežiim vähendavad võrgu koormust, mis võib näiteks vähendada võrgu laiendamise vajadust.
Praktikas saab mõlemat lähenemisviisi kombineerida: salvestussüsteem saab turul majanduslikult osaleda, samal ajal võrku teenindades. Uuringud näitavad, et võrku toetavad salvestussüsteemid neelavad valikuliselt elektrit suure sisse- ja väljavoolukoormuse lähenedes ja suunavad selle hiljem tagasi. See vähendab sekkumise vajadust ja suurendab varustuskindlust. Selleks, et akusalvestussüsteemid oleksid võrku toetavad, tuleks need paigaldada kõikjale, kus võrk on eriti koormatud. Samuti on oluline intelligentne juhtimine, kuna see tagab, et salvestussüsteem reageerib õigel hetkel ja annab energiat tõhusalt. Mida suurem ja paindlikum on salvestussüsteem, näiteks minimaalse neljatunnise tühjendusajaga, seda suurem on selle panus võrgu koormuse leevendamisse.
Miks puuduvad praegu tõhusad stiimulid suurte akude võrgusõbralikuks käitumiseks?
Probleem seisneb Saksamaa elektrituru ülesehituses. Saksamaal on praegu ühtne elektrienergia hinnavöönd ühtsete päev-ette hindadega. See tähendab, et elektrienergia hind börsil on kogu Saksamaal sama, olenemata sellest, kas konkreetses piirkonnas esineb võrgu ülekoormuse probleeme. Akusalvestussüsteemid ja kõik teised turuosalised tuginevad hulgimüügi- ja tasakaalustamisenergia turgudel sellele ühtsele hinnasignaalile. Võrgu ülekoormus on neile lihtsalt nähtamatu, kuna puudub hinnasignaal, mis kajastaks piirkondlikke kitsaskohti.
Selles süsteemis puudub rahaline stiimul võrgusõbralikuks tegutsemiseks. Schleswig-Holsteinis asuv salvestusjaam, mis laadib tugeva tuule ajal, ei tee seda mitte võrgu kitsaskoha tõttu, vaid seetõttu, et üleriigiline elektrienergia hind on praegu madal. See, et see käitumine on samaaegselt võrgusõbralik, on puhas kokkusattumus. Neon New Energy Economicsi uuringus uuriti kolme regulatiivset lähenemisviisi võrgusõbraliku käitumise tugevdamiseks. Kõige paremini toimis dünaamiline ümberjaotamise hinnasignaal, mis kajastab võrgu olukorda iga 15 minuti järel. Selline hinnasignaal loob võrgule nii suurima lisaväärtuse kui ka väikseima turuväärtuse kaotuse.
Milline roll on arutelul suurte akudega salvestusruumide elektrienergia hinnatsoonide ja ümberjaotamise üle?
Arutelu Saksamaa elektrienergia hinnavööndi jagamise üle on viimastel aastatel märkimisväärselt hoogustunud ning on otseselt seotud ümberjaotamise ja suuremahulise akusalvestuse küsimustega. Euroopa Komisjon on oma pakkumisvööndite läbivaatamise osana kutsunud üles läbi vaatama Euroopa pakkumisvööndid, tehes ettepaneku jagada Saksamaa kaheks kuni neljaks tsooniks. Agora Energiewende ja Fraunhofer IEE uuring järeldab, et kohaliku hinnakujunduse süsteem võiks oluliselt vähendada ümberjaotamise kulusid ja tugevdada varustuskindlust. Juba 2023. aastaks oleksid kohalikud hinnasignaalid võinud vähendada ettevõtete ja leibkondade elektrienergia kulusid keskmiselt üle 6 euro megavatt-tunni kohta üleriigiliselt.
Energiafirma Enercity tellitud Neon Neue Energieökonomiku lühiraportis hinnatakse Saksamaal nelja kuni viie hinnatsooni jagamisel tekkivateks kitsaskohtade tuludeks umbes 2 miljardit eurot aastas. Müncheni Tehnikaülikooli uuring näitab aga, et hinnaerinevused mõne suure elektrihinna tsooni vahel on väikesed ja toovad kaasa vaid väikese kokkuhoiu ümberjaotamise kuludes. Seevastu sõlmepõhine hinnakujundus vähendab oluliselt ümberjaotamist ja üldkulusid. Piirkondlikud hinnasignaalid oleksid suurte akudega salvestussüsteemide jaoks tohutu tähtsusega, kuna need looksid esmakordselt majandusliku stiimuli võrgusõbralikuks käitumiseks. Saksamaa uus valitsus on aga oma koalitsioonilepingus nõustunud säilitama esialgu ühtse elektrihinna tsooni.
Kuidas hüvitatakse jaamade operaatoritele ümberjaotamise ajal rahalist hüvitist?
Kui võrguoperaator korrigeerib tootmist, reguleerib elektrijaama operaatori tasakaalustamist ja rahalist hüvitist Saksamaa energiatööstuse seaduse (EnWG) paragrahv 13a. Mõjutatud sisse- või väljavoolupunkti bilansigrupi juhil on nõue ülekandesüsteemi operaatori vastu, kes esitas tootmise korrigeerimise taotluse, et saada meetme eest tasakaalustavat hüvitist. Lisaks tuleb aktiiv- või reaktiivvõimsuse tootmise korrigeerimist rahaliselt piisavalt hüvitada. Piisav rahaline hüvitis hõlmab tegeliku tootmise korrigeerimise jaoks vajalikke kulusid, elektrijaama väärtuse proportsionaalset tarbimist ja tõestatud saamata jäänud tulu.
2024. aasta juunis andis föderaalne võrguagentuur välja otsuse ümberjaotamise meetmete eest sobiva rahalise hüvitise määramise kohta vastavalt paragrahvi 13a lõikele 2. Põhimõte on, et taastuvenergia või tavapärase elektrijaama käitaja ei tohiks kontrollmeetmete tagajärjel kannatada majanduslikku kahju. Nad asetatakse samasse olukorda, nagu oleks sekkumist poleks toimunud. Näiteks kui põhjas asuv tuulepark suletakse lõunasse suunduva ülekandeliini ülekoormuse tõttu, tuleb käitajale ikkagi hüvitist maksta. Samal ajal peab teine lõunas asuv elektrijaam nõudluse rahuldamiseks tootma rohkem elektrit, mis tekitab samuti kulusid.
Milline roll on jaotusvõrgu operaatoritel Redispatch 2.0 protsessis?
Kuni 30. septembrini 2021 oli ümberjaotamine Saksamaa nelja põhivõrguettevõtja ainuvastutus. Redispatch 2.0-ga on see põhjalikult muutunud. Jaotusvõrguettevõtjatest on saanud Saksamaa elektrivõrgu ülekoormuse haldamise võtmeelement. Nad peavad ennetavalt tuvastama võrgu kitsaskohad ning seejärel määrama, koordineerima ja rakendama asjakohaseid meetmeid, tagades samal ajal võrgu ja varustuskindluse. See nõuab neilt oma võrkude modelleerimist eeldatavate koormuste ja prognoositavate võrguseisundite suhtes. Kitsaskohtade kõrvaldamiseks peavad jaotusvõrguettevõtjad kaasama kõik taastuvenergiajaamad, koostootmisjaamad (CHP) ja salvestusrajatised võimsusega 100 kilovatti või rohkem.
See kujutab endast nende olemasolevate kohustuste olulist laienemist ning nõuab uusi tururolle ja protsesse, et reageerida potentsiaalsetele kitsaskohtadele reaalajas ja prognooside põhjal. Jaotusvõrgu kasvavad kitsaskohad rõhutavad selle arengu olulisust. Jaotusvõrgu osakaal taastuvenergiajaamade ümberjaotamise mahtudes tõusis 20 protsendilt 2023. aastal 26 protsendile 2024. aastal ning see trend jätkub tõenäoliselt detsentraliseeritud tootmise edasise laienemisega.
Kuidas täpselt saavad suuremahulised akusalvestussüsteemid aidata vähendada võrgu ülekoormust?
Akusalvestussüsteemid saavad sekkuda täpselt siis, kui tekivad võrgu kitsaskohad. Kui toodetakse liiga palju elektrit, neelavad nad energiat ja vabastavad selle hiljem, kui nõudlus suureneb. Suuremahulised salvestussüsteemid reageerivad millisekundites, mistõttu on need ideaalsed pingekõikumiste, sageduse ebastabiilsuse või kohalike koormustippude usaldusväärseks kompenseerimiseks. Need pakuvad tasakaalustavat võimsust ja aitavad vältida elektrikatkestusi. Iga välditud ümberjaotamise meede säästab kulusid ja hoiab ära taastuvatest energiaallikatest toodetud elektri raiskamise.
Praktikas saab Põhja-Saksamaal asuvat suuremahulist akusalvestussüsteemi tugeva tuule ajal valikuliselt laadida, leevendades seeläbi toitepinge tipphetki, mis muidu tooks kaasa võrgu ülekoormuse. Fraunhofer ISE analüüsib, kas suuremahulisi akusalvestussüsteeme saab konkreetsetes asukohtades käitada võrku toetaval viisil, uurides vastava alajaama genereerimise ja koormuse aegridu, modelleerides saadud energiavooge ja simuleerides võrku toetavaid tööstrateegiaid. Lisaks uurib analüüs, kas konkreetses asukohas on varem rakendatud ümberjaotamise meetmeid. See pakub ka uusi võimalusi omavalitsustele, võrguoperaatoritele ja projektiarendajatele, kuna akusalvestussüsteemid loovad kohalikku lisaväärtust, vähendavad võrgu koormust ja tugevdavad kohalikku varustuskindlust.
Miks võivad suured akusalvestussüsteemid ise võrgu stabiilsusele probleemiks muutuda?
Elektrisüsteem on muutunud tsentraliseeritud elektrijaama juhtimissüsteemist detsentraliseeritud ressursside andmepõhiseks koordineerimiseks. Selles uues süsteemis ei ole oluline mitte ainult võimsus, vaid ka integreerimine süsteemi arhitektuuri. Suuremahuline ja tohutu mahutavusega akusalvestussüsteem võib muutuda problemaatiliseks, kui see töötab ainult turusignaalide põhjal, arvestamata kohaliku võrgu olukorda. Kui piirkonnas soovivad mitu salvestussüsteemi samaaegselt elektrit võrku suunata, kuna elektrihinnad on praegu kõrged, võib see põhjustada või süvendada just neid kitsaskohti, mida tuleks vältida.
Suuremahulised akusalvestussüsteemid, mida peamiselt käitatakse turumehhanismide kohaselt, võivad ebasoodsate laadimis- ja tühjenemismustrite kaudu võimendada kohalikke võimsustippe, suurendades seeläbi trafode ja ülekandeliinide koormust. Suuremahuliste akusalvestussüsteemide kiiresti kasvav arv võib seda probleemi veelgi süvendada. Kuna võrguühenduse taotlused ületavad nüüd 200 gigavatti, on selge, et nende süsteemide koordineerimine on üks lähiaastate peamisi väljakutseid. Oluline on see, et ainuüksi võimsus ei taga võrku minekut. Kui süsteemi stabiilsus on oluline, peab turundus tagaplaanile jääma. Salvestussüsteem, mis soovib turul tulu teenida, peab aktsepteerima, et selle võrku mineku võimalusi piiravad võrgu füüsilised piirid ja võrguoperaatorite otsused.
Milline näeb välja kitsaskohtade haldamise tulevik ja mida tähendab Redispatch 3.0?
Kuigi Redispatch 2.0 integreerib peamiselt tootmisüksused ülekoormuse haldamisse, on edasiarendus Redispatch 3.0 suunas suunatud salvestusseadmete, elektrolüüserite ja juhitavate koormuste veelgi tihedamale integreerimisele. Eesmärk on tootmise ja tarbimise veelgi täpsem koordineerimine digitaalsete platvormide ja reaalajas andmete kaudu. Elektrienergia hinnatsoonide ja kohalike hinnasignaalide üle peetaval arutelul on selles oluline roll. Kui võrgusõbraliku käitumise regulatiivsed stiimulid õnnestub edukalt luua, võivad suuremahulised akusalvestussüsteemid ülekoormuse vältimisel mängida oluliselt suuremat rolli kui praegu. Neon New Energy Economicsi uuring järeldab, et dünaamiline ümberjaotamise hinnasignaal looks võrgule suurima lisaväärtuse, minimeerides samal ajal turuväärtuse kadusid.
Tehnoloogilised edusammud toetavad seda suundumust: liitiumioonakude hind on viimase kümne aasta jooksul langenud ligikaudu 84 protsenti ning trend on suuremate ja pikema salvestusajaga süsteemide poole. Kui 2022. aastal oli keskmine akuprojekt veel ühetunnine süsteem, siis nüüd domineerivad kahetunnised süsteemid ning üha enam kasutatakse ka nelja- ja kuuetunniseid süsteeme. 2030. aastaks võib suuremahuliste akusalvestussüsteemide salvestusvõimsus Saksamaal tõusta 57 gigavatt-tunnini koguvõimsusega 15 gigavatti. Pikas perspektiivis, 2050. aastaks, on võimalik isegi 60 gigavati ehk 271 gigavatt-tunni võimsus. Nende võimsuste korral võib suuremahuline akusalvestus saada ülekoormuse haldamise peamiseks vahendiks, eeldusel, et regulatiivne raamistik loob õiged stiimulid.
Mida see kõik energiasiirde jaoks tervikuna tähendab?
Saksamaa elektrisüsteem läbib põhjalikku ümberkujundamist. Energiaüleminek on muutnud varem tsentraalselt juhitava süsteemi äärmiselt keeruliseks detsentraliseeritud tootjate võrgustikuks, mis nõuab uusi koordineerimismehhanisme. Redispatch 2.0 on selle uue koordineerimise põhikomponent, mis integreerib kõik asjaomased sidusrühmad ühtsesse ülekoormuse haldamise süsteemi. Suuremahulised akusalvestussüsteemid on nii osa lahendusest kui ka potentsiaalne uute väljakutsete allikas. Need saavad leevendada ülekoormust, pakkuda tasakaalustavat energiat, integreerida taastuvenergiat ja vähendada võrgu laiendamise vajadust. Samal ajal vajavad need hoolikat integreerimist süsteemi arhitektuuri, et vältida ise ülekoormuse tekitajateks muutumist.
Tuleviku peamised hoovad peituvad elektrienergia turu ülesehituse edasises arendamises hinnasignaalide suunas, mis paljastavad võrgu kitsaskohti, võrgu kiirendatud laiendamises, võrgu juhtimise digitaliseerimises ja regulatiivsetes raamistikes, mis premeerivad võrgusõbralikku käitumist. Tuleviku energiasüsteemi ei juhi enam paar suurt elektrijaama, vaid sadade tuhandete detsentraliseeritud ressursside andmepõhine koordineerimine, alates tuuleturbiinidest ja päikesepaneelidest kuni akusalvestuse, elektrolüüserite ja juhitavate koormusteni. Redispatch 2.0 on loonud selle koordineerimise aluse. Lähiaastad näitavad, kas regulatiivsed raamistikud suudavad sammu pidada tehnoloogiliste muutuste dünaamikaga.
Teie globaalne turundus- ja äriarenduspartner
☑️ Meie ärikeel on inglise või saksa keel
☑️ UUS: Kirjavahetus teie emakeeles!
Konrad Wolfenstein
Mina ja minu meeskond oleme hea meelega teie käsutuses teie isikliku nõustajana.
Võite minuga ühendust võtta, täites siinse kontaktvormi wolfenstein@xpert.digital:või helistades mulle numbril +49 7348 4088 965. Minu e-posti aadress on
Ootan põnevusega meie ühist projekti.
