Redispatch 2.0 ואחסון סוללות בקנה מידה גדול: קללה או Segen לרשת החשמל? התפקיד האמביוולנטי של מערכות אחסון סוללות ענקיות

Redispatch 2.0 מוסבר במילים פשוטות: מה מפעילי מפעלים ומשקיעי אחסון צריכים לדעת

רשת החשמל של גרמניה עומדת בפני מבחן מאמץ היסטורי: בעוד טורבינות רוח בצפון פועלות במלוא התפוקה, לעתים קרובות יש מחסור בקווי תמסורת להובלת האנרגיה למרכזי התעשייה בדרום. כדי למנוע קריסה של האספקה, מפעילי הרשת מתערבים בייצור כמעט מסביב לשעון - תהליך המכונה "העברה מחדש", שעולה לצרכנים מיליארדים מדי שנה.

עם זאת, המעבר האנרגטי שינה את המערכת הזו באופן מהותי. בעבר, בעוד שבעבר היו כמה תחנות כוח גדולות מווסתות באופן מרכזי, כיום יש לתאם עשרות אלפי תחנות מבוזרות, פארקים סולאריים, ויותר ויותר, מערכות אחסון סוללות בקנה מידה גדול בעלות ביצועים גבוהים. מאז הצגת Redispatch 2.0 באוקטובר 2021, מפעילי רשתות החלוקה ומפעילי תחנות קטנות יותר מחויבים גם הם להבטיח את היציבות הפיזית של הרשת.

תפקידן של מערכות אחסון סוללות בקנה מידה גדול, המשגשגות, מעניין במיוחד: הן נתפסות כמגדלור של תקווה למעבר האנרגיה, אך - אם נעשה בהן שימוש שגוי - הן עלולות להחריף צווארי בקבוק מקומיים. הבעיה לרוב אינה טמונה בטכנולוגיה עצמה, אלא בחוסר באותות מחירים אזוריים. מדריך השאלות והתשובות הבא בוחן בפירוט כיצד פועל ניהול עומסים מודרני, מדוע העלויות עולות, איזה תפקיד ממלא אחסון סוללות בכך, ומדוע הדיון על אזורי מחירי חשמל הוא קריטי לביטחון העתידי של אספקת האנרגיה שלנו.

מה הכוונה ב"שיגור מחדש" ומדוע מונח זה כה מרכזי ברשת החשמל הגרמנית?

שיגור מחדש מתייחס להתערבויות בתפוקת הייצור של תחנות כוח כדי להגן על קווי תמסורת מפני עומס יתר. אם צוואר בקבוק מאיים בנקודה מסוימת ברשת, תחנות כוח בצד הקרוב של צוואר הבקבוק מקבלות הוראה להפחית את הזנתן, בעוד שתחנות בצד הרחוק של צוואר הבקבוק חייבות להגדיל את הזנתן. זה יוצר זרימת עומס שמנטרלת את צוואר הבקבוק. המונח משמש לעתים קרובות בדיונים על מדיניות אנרגיה, אך לעיתים רחוקות מוסבר במלואו. עם זאת, הוא מרכזי להבנת רשתות מודרניות, שכן הוא מתאר את המנגנון שבאמצעותו מפעילי הרשת מבטיחים את היציבות הפיזית של רשת החשמל בזמן אמת. ללא שיגור מחדש, צווארי בקבוק ברשת יובילו לעומסים בלתי נשלטים, שבמקרה הגרוע ביותר עלולים לגרום להפסקות מדורגות. העיקרון פשוט בתחילה: אם יותר מדי חשמל מוזן לרשת בנקודה אחת, יש להפחית את הייצור שם ולפצות עליו בנקודה אחרת. עם זאת, היישום המעשי של עיקרון זה השתנה במידה ניכרת במהלך השנים, במיוחד עקב ההתרחבות העצומה של אנרגיות מתחדשות והביזור הנלווה של ייצור חשמל.

מהם היסודות המשפטיים של שיגור מחדש והיכן טמונים שורשיה ההיסטוריים?

שורשי השיגור מחדש נעוצים בחוק תעשיית האנרגיה הגרמנית (EnWG) משנת 2005. סעיף 13 בחוק, שנכנס לתוקף ב-13 ביולי 2005, מחייב את מפעילי מערכות ההולכה להבטיח את אבטחת המערכת. באופן ספציפי, הוא קובע כי מפעילי מערכות ההולכה מורשים ומחויבים לחסל איומים או הפרעות במערכת אספקת החשמל באמצעות אמצעים הקשורים לרשת, הקשורים לשוק ואמצעים נוספים. במה שהייתה אז מערכת תחנות כוח ריכוזית מאוד, משמעות הדבר הייתה שבמקרה של עומס יתר על הרשת, ניתן היה להורות לתחנות כוח גדולות בודדות להתאים את הזנת החשמל שלהן. הדבר השפיע בעיקר על תחנות קונבנציונליות ברשת ההולכה של 220 קילו-וולט ו-380 קילו-וולט. מספר התחנות שנפגעו היה ניתן לניהול, ערוצי התקשורת היו קצרים ומאמץ התיאום היה נמוך יחסית. המערכת פעלה בסביבה שבה מספר תחנות כוח גדולות טיפלו ברוב ייצור החשמל וזרימות העומס היו צפויות מאוד. עיקרון בסיסי זה של בקרה ריכוזית היווה את הבסיס עליו נבנו כל ההרחבות והרפורמות שלאחר מכן.

כיצד שינתה הרחבת האנרגיות המתחדשות את מערכת החשמל?

עם התרחבות האנרגיות המתחדשות משנת 2010 ואילך, מבנה המערכת השתנה באופן מהותי. עשרות אלפי גנרטורים מבוזרים החליפו בהדרגה כמה תחנות כוח מרכזיות. בטווח הבינוני, כ-90 אחוז ממתקני הייצור יחוברו לרשתות החלוקה, בעוד שתחנות כוח גדולות ימשיכו לרדת בחשיבותן. שינוי זה הוביל לנתיבי הולכה חדשים, במיוחד מצפון לדרום, שכן חלק גדול מאנרגיית הרוח מופק בצפון גרמניה, בעוד שאזורי הצריכה העיקריים נמצאים בדרום ובמערב. קיבולות ההולכה היו, ובמקרים רבים עדיין, לא ממומדות מספיקות כדי להעביר את כל החשמל המיוצר למרכזי הצריכה. במקביל, לצד שיגור מחדש מסורתי, ניהול הזנה במסגרת חוק מקורות האנרגיה המתחדשת המשיך להתקיים עבור תחנות אנרגיה מתחדשת. מבנה מקביל זה, שבו תחנות כוח קונבנציונליות הוסדרו באמצעות שיגור מחדש ותחנות אנרגיה מתחדשת באמצעות ניהול הזנה, הוביל למורכבות גוברת ועלויות גוברות עבור אמצעי ניהול עומסים. תחנות כוח רוח וסולאריות מייצרות אנרגיה בהתאם למזג האוויר ולשעה ביום, מה שמסבך משמעותית את יכולת החיזוי של זרימת העומס ומגביר את הצורך באמצעי בקרה.

מה הייתה הבעיה עם המערכת הישנה של ניהול שיגור מחדש והזנה?

המערכת הישנה התאפיינה בחלוקה מבנית שהפכה לבלתי יעילה יותר ויותר. מצד אחד, הייתה תוכנית ההעברה מחדש הקלאסית לפי סעיף 13 בחוק תעשיית האנרגיה הגרמני (EnWG), אשר הוחלת אך ורק על רשת ההולכה והשפיעה על תחנות ייצור קונבנציונליות עם יותר מ-10 מגה-וואט של קיבולת נומינלית מותקנת. מפעילי מערכת ההולכה יכלו לווסת תחנות אלו כדי למנוע עומס ברשת. מצד שני, היה ניהול הזנה לפי חוק מקורות האנרגיה המתחדשת (EEG) וחוק החום והחשמל המשולבים (KWKG), אשר התייחסו לרגולציה של תחנות אנרגיה מתחדשת ותחנות CHP בנפרד לצורך ניהול עומס ברשת. עם ניהול הזנה, התחנות צומצמו על סמך ערכים בפועל, כלומר, במצבים חריפים. תכנון פרואקטיבי המבוסס על תחזיות היה חסר. הצמצום התרחש אד-הוק, מה שהוביל לעלויות גבוהות יותר ולניצול לא יעיל של משאבים זמינים. העלויות לניהול עומס הרשת הכולל גדלו משמעותית בין 2019 ל-2023, מ-1.3 מיליארד אירו ל-3.2 מיליארד אירו. בשנת 2023, אבדו כ-19 טרה-וואט-שעה של חשמל עקב צווארי בקבוק ברשת, המקבילים לכארבעה אחוזים מכלל ייצור החשמל בגרמניה. חוות רוח ימיות ויבשתיות נפגעו במיוחד.

מה בדיוק הוחלט בחוק האצת הרחבת הרשת משנת 2019?

התגובה הפוליטית לבעיות הגוברות הגיעה בשנת 2019 עם התיקון לחוק האצת הרחבת הרשת, שנכנס לתוקף ב-17 במאי 2019. המטרה הייתה למזג את ניהול ההזנה מחדש ואת ניהול העומסים למערכת משולבת לניהול עומסים. תקנות ניהול ההזנה הקודמות במסגרת חוק מקורות האנרגיה המתחדשת (EEG) וחוק החום והחשמל המשולבים (KWKG) בוטלו והוחלפו במשטר הזרקה מחדש מאוחד, המכונה Redispatch 2.0, המבוסס על סעיפים 13, 13a ו-14 של חוק תעשיית האנרגיה (EnWG). מטרה זו נועדה לבסס מערכת אחידה ומונעת לניהול עומסים לאספקת חשמל ברחבי גרמניה. תחנות אנרגיה מתחדשת וחום והחשמל המשולבים (CHP) לא טופלו עוד בנפרד אלא הוסדרו על פי אותה מסגרת משפטית כמו תחנות כוח קונבנציונליות. מועד אחרון ליישום נקבע ל-1 באוקטובר 2021, כאשר חובות הגשת הנתונים הראשוניות החלו כבר ביולי 2021.

מאז מתי Redispatch 2.0 בתוקף ומה חדש בה באופן מהותי?

מאז 1 באוקטובר 2021, Redispatch 2.0 הוא חובה עבור כל משתתפי השוק. ההיבט החדש לא היה האפשרות להתערבות עצמה, אלא שילוב המערכת המקיף שלה. כל התחנות הניתנות לשליטה בהספק של 100 קילוואט ומעלה, כולל תחנות כוח קונבנציונליות, תחנות אנרגיה מתחדשת ומתקני אחסון אנרגיה, נכללו מאז בניהול עומסים. זהו הבדל מהותי מהמערכת הישנה, ​​שבה רק תחנות כוח קונבנציונליות גדולות מעל 10 מגה-וואט הושפעו ישירות מה-redispatch. בתהליך החדש, מפעיל הרשת קובע את מצב הרשת לאופק תכנון של כ-36 שעות מראש וממטב אותו לפי הצורך. זה דורש תחזיות עומס והזנה. אם מזוהה עומס, מפעיל הרשת חייב לפתור אותו באמצעות אמצעים חסכוניים. חידוש מרכזי נוסף הוא שאמצעים אלה חייבים להיות מאוזנים הן מבחינת אנרגיה והן מבחינת צריכת אנרגיה, תוך הבטחה שמפעילי התחנות לא יסבלו מחסרונות כלכליים כתוצאה מהתערבויות בקרה. יתר על כן, הטיפול אינו עוד באחריותם הבלעדית של מפעילי מערכת ההולכה, אלא גם של כל מפעילי מערכת החלוקה, אשר הפכו בכך לעמוד תווך מרכזי בניהול עומסים.

כיצד עובד תהליך Redispatch 2.0 בפירוט?

תהליך Redispatch 2.0 מבוסס על גישה מבוססת תכנון השונה באופן מהותי מהגישה הריאקטיבית הקודמת. מפעילי הרשת יוצרים תחזיות עומס על סמך נתונים מקיפים מכל משתתפי הרשת, ובמיוחד מתחנות כוח המזינות את הרשת וצרכנים גדולים. מפעילי התחנה מגישים נתונים מתוכננים או נתונים צפויים, בהתאם למודל האיזון שנבחר. במודל התחזית, יש לספק למפעיל הרשת מידע על התאמות הקשורות לשוק וחוסר זמינות כדי שהמפעיל יוכל ליצור תחזיות ייצור. במודל הערך המתוכנן, מפעיל התחנה אחראי להגיש הן את הנתונים התחזית והן את הנתונים המתוכננים.

בהתבסס על נתונים אלה ומידע בזמן אמת, מפעיל הרשת יכול לזהות צווארי בקבוק פוטנציאליים ברשת מוקדם ולנקוט בפעולה ממוקדת ופרואקטיבית. לוחות זמנים חלופיים מחושבים לעומסי יתר צפויים, וסטיות מלוח הזמנים של השוק מאוזנות. סעיף 13א' בחוק תעשיית האנרגיה הגרמני (EnWG) מסדיר את האיזון והפיצוי הכספי למפעיל התחנה. מנהל קבוצת האיזון, ברוב המקרים המשווק הישיר, מקבל פיצוי אנרגיה ממפעיל הרשת עבור הכמות החסרה בקבוצת האיזון שלו. בתהליך החדש, כמות האנרגיה המוזנת והמופחתת לרבע שעה מוקצית לקבוצת איזון. מערכת זו דורשת שיתוף פעולה כלל-תעשייתי בין מפעילי מערכות הולכה, מפעילי מערכות החלוקה, מפעילי תחנות, מנהלי קבוצות איזון ומנהלי פריסה, שאליהם מפעילי תחנות יכולים להאציל חלק גדול מאחריותם.

מהן העלויות הנוכחיות של ניהול עומסי רשת וכיצד הן התפתחו?

עלויות ניהול עומסי הרשת השתנו במידה ניכרת בשנים האחרונות. בשנת 2022, העלויות הכוללות הגיעו לשיא של כ-4.2 מיליארד אירו, כתוצאה ממשבר האנרגיה ומחירי דלק וסיטונאות גבוהים במיוחד. בשנת 2023, העלויות הכוללות הראשוניות ירדו לקצת פחות מ-3.1 מיליארד אירו, למרות עלייה בהיקף הצעדים שבוצעו ל-34,297 ג'יגה-וואט-שעה. ירידה זו נבעה מהירידה במחירי האנרגיה, כאשר מחירי החשמל הסיטונאיים ירדו מקצת יותר מ-230 אירו לכ-92 אירו למגה-וואט-שעה. עלויות הפריסה הראשוניות של צעדי חלוקה מחדש באמצעות תחנות כוח קונבנציונליות הסתכמו בכ-1.8 מיליארד אירו בשנת 2023, בעוד שעלויות הפחתת תפוקת האנרגיה המתחדשת שולשו לכ-600 מיליון אירו.

בשנת 2024, היקף הצעדים ירד בכ-12 אחוזים ל-30,304 ג'יגה-וואט-שעה, והעלויות הכוללות הראשוניות ירדו עוד יותר לכ-2.78 מיליארד אירו. עם זאת, הרבעון הרביעי של 2024 הראה עלייה מדאיגה: היה צורך להשתמש ב-10,424 ג'יגה-וואט-שעה כדי לייצב את הרשת, עלייה של 19 אחוזים בהשוואה לרבעון המקביל בשנה הקודמת. דצמבר 2024 היה חודש בולט במיוחד, עם עלויות של 370 מיליון אירו שנגרמו בחודש זה בלבד, שיא חדש מאז משבר האנרגיה. כ-47 אחוזים מתחנות האנרגיה המתחדשת שהושבתו חוברו לרשת החלוקה בשנת 2024, כאשר הסיבה לכך נעוצה ברשת ההולכה ב-74 אחוזים מהמקרים. במקביל, ישנה הסטה גוברת של צווארי בקבוק לכיוון רשת החלוקה: חלקה בכמויות ההפצה החוזרת עלה מ-20 אחוז בשנת 2023 ל-26 אחוז בשנת 2024. עלויות אלו מגולגלות למחירי החשמל דרך חיובי הרשת וכך משפיעות על כל הצרכנים.

מדוע Redispatch 2.0 רלוונטי במיוחד עבור מערכות אחסון סוללות בקנה מידה גדול?

מערכת אחסון סוללות בקנה מידה גדול בעלת קיבולת של מגה-וואט רבים מסוגלת מבחינה טכנית להעביר כמויות משמעותיות של אנרגיה לאורך זמן. עם זאת, הזנתה בפועל כפופה לארכיטקטורת הרשת. היא מסוגלת לשיגור מחדש, דורשת חיזוי ומשולבת בניהול עומסים. קיבולת לבדה אינה מבטיחה הזנה: כאשר נדרשת יציבות מערכת, השיווק חייב לדחות את מקומו. במיוחד עם קיבולת מותקנת גדולה, שילוב בתכנון הרשת, מודלי חיזוי וניהול עומסים הוא קריטי. סוללות גדולות יכולות להקל על צווארי בקבוק על ידי טעינה או פריקה סלקטיבית. הנקודה הקריטית, עם זאת, היא שגם הן עצמן יכולות להפוך לחלק מתרחיש צוואר הבקבוק אם מספר מערכות מנסות להזין חשמל בו זמנית.

שוק מערכות אחסון סוללות בקנה מידה גדול בגרמניה צומח במהירות. הקיבולת המותקנת הגיעה ליותר מ-2 ג'יגה-וואט של הספק נומינלי עד שנת 2025, ו-1.46 ג'יגה-וואט של קיבולת חדשה היו צפויים להיכנס לפעילות בשנת 2025 בלבד. עלייה של פי שבעה בקיבולת בהשוואה לשנת 2024 צפויה עד שנת 2027, ותחזיות שונות צופות כי הקיבולת הכוללת עשויה להגיע ל-15 ג'יגה-וואט עד שנת 2030. בקשות מפעילי הרשת לחיבורי אחסון סוללות עולות כעת כמעט פי מאה על הקיבולת הקיימת. עם קצב צמיחה כזה, שאלת שילוב מערכות אלו בניהול עומסים הופכת דחופה יותר ויותר.

המומחיות שלנו באיחוד האירופי ובגרמניה בפיתוח עסקי, מכירות ושיווק - תמונה: Xpert.Digital

תחומי מיקוד בתעשייה: B2B, דיגיטציה (מבינה מלאכותית ל-XR), הנדסת מכונות, לוגיסטיקה, אנרגיות מתחדשות ותעשייה

מידע נוסף כאן:

• מרכז עסקים מומחים

מרכז נושאי המציע תובנות ומומחיות:

• פלטפורמת ידע המכסה כלכלות גלובליות ואזוריות, חדשנות ומגמות ספציפיות לתעשייה
• אוסף של ניתוחים, תובנות ומידע רקע מתחומי המיקוד המרכזיים שלנו
• מקום למומחיות ומידע על התפתחויות עדכניות בעסקים ובטכנולוגיה
• מרכז לחברות המחפשות מידע על שווקים, דיגיטציה וחדשנות בתעשייה

האם סוללות גדולות בדרך כלל טובות או רעות לרשת החשמל?

לא ניתן לענות על שאלה זו באופן כללי, שכן היא תלויה במיקום, במצב ההפעלה ובמצב הספציפי של הרשת. מחקר של חברת Neon Neue Energieökonomik, שהוזמן על ידי חברת פיתוח האחסון Eco Stor, בחן את ביצועיהן של שתי סוללות גדולות בשלזוויג-הולשטיין ובבוואריה עבור כל רבע שעה בשנה. התוצאות מראות שמפעילי הרשת חוסכים עלויות שיגור מחדש של 3 עד 6 יורו בשנה עבור כל קילוואט של קיבולת סוללה. לכן, בשום אופן אין לראות בסוללות גדולות מעיקות באופן מהותי על הרשת, גם אם הדבר מוצע לעיתים בוויכוח על מדיניות האנרגיה.

עם זאת, הקלה זו ברשת החשמל מתרחשת כיום במקרה בלבד, מכיוון שלגרמניה יש רק אזור מחיר חשמל אחד ולכן אין מחירים אזוריים. סוללות פועלות לפי אות מחיר אחיד בשוקי האנרגיה הסיטונאית והאיזון. צווארי בקבוק ברשת אינם נראים להן. ניתוח מפורט מראה שסוללה גדולה מקלה ומעמיסה על הרשת בתדירות שווה בערך, כל אחת בכ-20 אחוז מרבעי השעות. ב-60 האחוזים הנותרים של הזמן, או שהסוללה אינה פעילה או שהרשת נקייה מעומס. Fraunhofer ISE מציין גם שמערכות אחסון סוללות גדולות, המופעלות בעיקר על פי מנגנוני שוק, יכולות להגביר את שיאי ההספק המקומיים באמצעות התנהגות טעינה ופריקה לא טובה, ובכך להחמיר את העומסים על השנאים והקו.

מה המשמעות של פעולה ידידותית לרשת עבור מערכות אחסון סוללות גדולות?

פעולה תומכת רשת מתייחסת לשימוש ממוקד במערכת אחסון כדי לייצב את הרשת, למנוע צווארי בקבוק או לפצות על תנודות מתח. זה שונה מפעולה תומכת שוק גרידא, שבה חשמל נרכש בעיקר במחירים נמוכים ונמכר במחירים גבוהים יותר - מקרה קלאסי של ארביטראז' מחירים. מערכת אחסון סוללות בקנה מידה גדול נחשבת תומכת רשת אם מיקומה בתוך הרשת ומצב ההפעלה שלה מפחיתים את עומס הרשת, מה שיכול, למשל, להוביל להפחתה בצורך בהרחבת הרשת.

בפועל, ניתן לשלב את שתי הגישות: מערכת אחסון יכולה להשתתף כלכלית בשוק ובמקביל לשרת את הרשת. מחקרים מראים שמערכות אחסון תומכות ברשת סופגות חשמל באופן סלקטיבי כאשר הזנה גבוהה צפויה ומחזירות אותו מאוחר יותר. זה מפחית את הצורך בהתערבויות ומגביר את אבטחת האספקה. כדי שמערכות אחסון סוללות יתמכו ברשת, יש להתקין אותן בכל מקום בו הרשת נמצאת תחת עומס מיוחד. בקרה חכמה היא גם קריטית, שכן היא מבטיחה שמערכת האחסון תגיב ברגע הנכון ותספק אנרגיה ביעילות. ככל שמערכת אחסון מתוכננת גדולה וגמישה יותר, למשל, עם זמן פריקה מינימלי של ארבע שעות, כך תרומתה להקלה על הרשת גדולה יותר.

מדוע אין כיום תמריצים יעילים להתנהגות ידידותית לרשת הסוללות הגדולות?

הבעיה טמונה בתכנון שוק החשמל הגרמני. בגרמניה יש כיום אזור מחירי חשמל יחיד עם מחירים אחידים ליום מראש. משמעות הדבר היא שמחיר החשמל בבורסה זהה בכל מקום בגרמניה, ללא קשר לשאלה האם ישנן בעיות עומס ברשת באזור מסוים. מערכות אחסון סוללות וכל שאר משתתפי השוק מסתמכים על אות מחיר אחיד זה בשוקי האנרגיה הסיטונאיים והאיזוניים. עומס ברשת פשוט בלתי נראה עבורם מכיוון שאין אות מחיר המשקף צווארי בקבוק אזוריים.

במערכת זו, אין תמריץ כלכלי לפעול באופן ידידותי לרשת. מתקן אחסון בשלזוויג-הולשטיין שגובה חשמל בזמן רוחות חזקות עושה זאת לא בגלל שיש שם צוואר בקבוק ברשת, אלא בגלל שמחיר החשמל הארצי נמוך כיום. העובדה שהתנהגות זו ידידותית לרשת בו זמנית היא צירוף מקרים טהור. המחקר של חברת Neon New Energy Economics בחן שלוש גישות רגולטוריות לחיזוק ההתנהגות הידידותית לרשת. אות מחיר דינמי לשיגור מחדש, המשקף את מצב הרשת כל 15 דקות, ביצע את הביצועים הטובים ביותר. אות מחיר כזה יוצר הן את הערך המוסף הגדול ביותר לרשת והן את אובדן ערך השוק הנמוך ביותר.

איזה תפקיד ממלא הדיון על אזורי מחירי חשמל לאחסון סוללות גדולות ושידור מחדש?

הדיון סביב חלוקת אזור מחירי החשמל בגרמניה צבר תאוצה ניכרת בשנים האחרונות והוא קשור ישירות לסוגיות של שיגור מחדש ואחסון סוללות בקנה מידה גדול. כחלק מסקירת אזורי ההצעות שלה, קראה הנציבות האירופית לסקירה של אזורי ההצעות האירופיים, והציעה חלוקה של גרמניה לשניים עד ארבעה אזורים. מחקר של Agora Energiewende ו-Fraunhofer IEE מסיק כי מערכת של תמחור מקומי יכולה להפחית משמעותית את עלויות השיגור מחדש ולחזק את ביטחון האספקה. כבר בשנת 2023, אותות מחירים מקומיים יכלו להפחית את עלויות החשמל לעסקים ולמשקי בית בממוצע של מעל 6 אירו למגה-וואט-שעה ברחבי המדינה.

דו"ח קצר של חברת Neon Neue Energieökonomik, שהוזמן על ידי ספקית האנרגיה Enercity, מעריך את דמי השכירות הנובעים מצווארי הבקבוק בגרמניה בכ-2 מיליארד אירו בשנה אם רשת החשמל הייתה מחולקת לארבעה עד חמישה אזורי מחיר. עם זאת, מחקר של האוניברסיטה הטכנית של מינכן מראה כי הפרשי המחירים בין מספר אזורי מחיר חשמל גדולים הם קטנים ומובילים לחיסכון מינורי בלבד בעלויות שיגור מחדש. לעומת זאת, תמחור צומתי ספציפי לצומת מוביל להפחתה משמעותית בעלויות שיגור מחדש ובעלויות הכוללות. אותות מחיר אזוריים יהיו בעלי חשיבות עצומה עבור מערכות אחסון סוללות בקנה מידה גדול, שכן הם ייצרו, לראשונה, תמריץ כלכלי להתנהגות ידידותית לרשת. עם זאת, ממשלת גרמניה החדשה הסכימה בהסכם הקואליציה שלה לשמור על אזור מחירי החשמל המאוחד לעת עתה.

כיצד מפעילי המפעל מקבלים פיצוי כספי במהלך פעולת שיגור מחדש?

אם מפעיל הרשת מתאים את הייצור, סעיף 13א' לחוק תעשיית האנרגיה הגרמני (EnWG) מסדיר את האיזון והפיצוי הכספי למפעיל התחנה. למנהל קבוצת האיזון של נקודת ההזנה או הקליטה המושפעת יש תביעה כנגד מפעיל מערכת ההולכה שהגיש את בקשת התאמת הייצור לפיצוי איזון עבור המהלך. יתר על כן, יש לפצות כספית הולמת על התאמת ייצור החשמל האקטיבי או הריאקטיבי. פיצוי כספי הולם כולל את ההוצאות הדרושות להתאמות הייצור בפועל, את הצריכה היחסית של ערך התחנה ואת אובדן ההכנסות המוכח.

ביוני 2024, פרסמה סוכנות הרשת הפדרלית פסיקה בנוגע לקביעת הפיצוי הכספי המתאים עבור צעדי ניתוב מחדש בהתאם לסעיף 13א, פסקה 2. העיקרון הבסיסי הוא שמפעיל תחנת כוח מתחדשת או קונבנציונלית לא יסבול מחסרונות כלכליים כתוצאה מהתערבויות בקרה. הוא נמצא באותו מצב כאילו ההתערבות לא הייתה מתרחשת. לדוגמה, אם חוות רוח בצפון מושבתת עקב עומס יתר על קו ההולכה לדרום, עדיין יש לפצות את המפעיל. במקביל, תחנת כוח אחרת בדרום חייבת לייצר יותר חשמל כדי לענות על הביקוש, מה שגם כרוך בעלויות.

איזה תפקיד ממלאים מפעילי רשתות החלוקה בתהליך Redispatch 2.0?

עד ה-30 בספטמבר 2021, חלוקה מחדש הייתה באחריותם הבלעדית של ארבעת מפעילי מערכות ההולכה בגרמניה. עם חלוקה מחדש 2.0, הדבר השתנה באופן מהותי. מפעילי מערכות החלוקה הפכו לעמוד תווך מרכזי בניהול עומסים ברשת החשמל הגרמנית. עליהם לזהות באופן יזום צווארי בקבוק ברשת ולאחר מכן לקבוע, לתאם וליישם אמצעים מתאימים תוך הבטחת אבטחת הרשת והאספקה. זה דורש מהם למדל את הרשתות שלהם בהתאם לעומסים צפויים ולמצבי רשת צפויים. כדי לחסל צווארי בקבוק, מפעילי מערכות החלוקה חייבים לכלול את כל תחנות האנרגיה המתחדשת, תחנות החימום והחשמל המשולבות (CHP) ומתקני האחסון בעלי קיבולת של 100 קילוואט ומעלה.

זה מייצג הרחבה משמעותית של אחריותם הקיימת ודורש תפקידי שוק ותהליכים חדשים כדי להגיב לצווארי בקבוק פוטנציאליים בזמן אמת ובהתבסס על תחזיות. צווארי הבקבוק הגוברים ברשת החלוקה מדגישים את חשיבותה של התפתחות זו. חלקה של רשת החלוקה בכמויות השיגור מחדש עבור תחנות אנרגיה מתחדשת עלה מ-20 אחוז בשנת 2023 ל-26 אחוז בשנת 2024, מגמה שסביר להניח שתימשך עם התרחבות נוספת של ייצור מבוזר.

כיצד בדיוק יכולות מערכות אחסון סוללות בקנה מידה גדול לתרום להפחתת עומס ברשת החשמל?

מערכות אחסון סוללות יכולות להתערב בדיוק כאשר מתרחשים צווארי בקבוק ברשת החשמל. כאשר נוצר יותר מדי חשמל, הן סופגות אנרגיה ומשחררות אותה מאוחר יותר כאשר הביקוש עולה. מערכות אחסון בקנה מידה גדול מגיבות תוך אלפיות השנייה, מה שהופך אותן לאידיאליות לפיצוי אמין על תנודות מתח, אי יציבות תדר או שיאי עומס מקומיים. הן מספקות כוח איזון ויכולות למנוע הפסקות חשמל. כל אמצעי להימנעות מחלוקת חוסך בעלויות ומונע בזבוז חשמל ממקורות מתחדשים.

בתרחיש מעשי, מערכת אחסון סוללות בקנה מידה גדול בצפון גרמניה יכולה להיטען באופן סלקטיבי במהלך רוחות חזקות, ובכך להפחית את שיא ההזנה שאחרת היה מוביל לעומס יתר על הרשת. Fraunhofer ISE מנתח האם ניתן להפעיל מערכות אחסון סוללות בקנה מידה גדול באופן תומך רשת עבור מיקומים ספציפיים על ידי בחינת סדרות זמן ייצור ועומס מתחנת המשנה הרלוונטית, מידול זרימת החשמל המתקבלת וסימולציה של אסטרטגיות הפעלה תומכות רשת. יתר על כן, הניתוח בוחן האם יושמו בעבר צעדים לניתוב מחדש במיקום הספציפי. זה גם מציג הזדמנויות חדשות עבור רשויות מקומיות, מפעילי רשת ומפתחי פרויקטים, שכן מערכות אחסון סוללות יוצרות ערך מוסף מקומי, מפחיתות את העומס על הרשת ומחזקות את ביטחון האספקה ​​המקומי.

מדוע מערכות אחסון סוללות גדולות עצמן יכולות להפוך לבעיה ליציבות הרשת?

מערכת החשמל הפכה ממערכת בקרה מרכזית של תחנת כוח לתיאום מבוסס נתונים של משאבים מבוזרים. במערכת חדשה זו, לא רק תפוקת החשמל חשובה, אלא גם האינטגרציה בארכיטקטורת המערכת. מערכת אחסון סוללות בקנה מידה גדול בעלת קיבולת עצומה עלולה להפוך לבעייתית אם היא פועלת אך ורק על סמך אותות שוק מבלי להתחשב במצב הרשת המקומית. אם מספר מערכות אחסון באזור רוצות להזין חשמל לרשת בו זמנית מכיוון שמחירי החשמל גבוהים כיום, הדבר עלול לגרום או להחריף את צווארי הבקבוק שאמורים להימנע מהם.

מערכות אחסון סוללות בקנה מידה גדול, הפועלות בעיקר על פי מנגנוני שוק, יכולות להגביר את שיאי ההספק המקומיים באמצעות דפוסי טעינה ופריקה לא מועדים, ובכך להגדיל את העומס על שנאים וקווי תמסורת. המספר הגדל במהירות של מערכות אחסון סוללות בקנה מידה גדול עלול להחריף בעיה זו. עם בקשות חיבור לרשת שעולות כעת על 200 ג'יגה-וואט, ברור שתיאום מערכות אלו מייצג את אחד האתגרים המרכזיים של השנים הקרובות. הנקודה המכרעת היא שקיבולת לבדה אינה מבטיחה הזנה. כאשר יציבות המערכת חיונית, השיווק חייב לדחות את העין. מערכת אחסון שרוצה לייצר הכנסות בשוק חייבת לקבל את העובדה שאפשרויות ההזנה שלה מוגבלות על ידי הגבולות הפיזיים של הרשת ועל ידי החלטות מפעילי הרשת.

כיצד נראה עתיד ניהול צווארי הבקבוק, ומה המשמעות של Redispatch 3.0?

בעוד ש-Redispatch 2.0 משלב בעיקר מתקני ייצור בניהול עומסים, פיתוח נוסף לקראת Redispatch 3.0 שואף לשלב מתקני אחסון, אלקטרוליזרים ועומסים נשלטים בצורה הדוקה עוד יותר. המטרה היא תיאום מדויק עוד יותר של ייצור וצריכה באמצעות פלטפורמות דיגיטליות ונתונים בזמן אמת. הדיון סביב אזורי מחירי חשמל ואותות מחיר מקומיים ימלא תפקיד מכריע בכך. אם ניתן יהיה ליצור בהצלחה תמריצים רגולטוריים להתנהגות ידידותית לרשת, מערכות אחסון סוללות בקנה מידה גדול יוכלו למלא תפקיד גדול משמעותית במניעת עומסים מאשר כיום. המחקר של Neon New Energy Economics מסיק כי אות מחיר דינמי של redispatch ייצור את הערך המוסף הגדול ביותר עבור הרשת תוך מזעור הפסדים בערך השוק.

התקדמות טכנולוגית תומכת במגמה זו: עלותן של סוללות ליתיום-יון ירדה בכ-84 אחוזים בעשר השנים האחרונות, והמגמה היא לכיוון מערכות גדולות יותר עם משכי אחסון ארוכים יותר. בעוד שפרויקט הסוללות הממוצע בשנת 2022 היה עדיין מערכת של שעה אחת, מערכות של שעתיים שולטות כיום, ומערכות של ארבע ושש שעות נמצאות גם בשימוש הולך וגובר. עד שנת 2030, קיבולת האחסון של מערכות אחסון סוללות בקנה מידה גדול בגרמניה עשויה לעלות ל-57 ג'יגה-וואט-שעה עם תפוקה כוללת של 15 ג'יגה-וואט. בטווח הארוך, עד שנת 2050, קיבולת של 60 ג'יגה-וואט, או 271 ג'יגה-וואט-שעה, אפשרית אף. עם קיבולות אלו, אחסון סוללות בקנה מידה גדול יכול להפוך לכלי מפתח לניהול עומסים, בתנאי שהמסגרת הרגולטורית תיצור את התמריצים הנכונים.

מה המשמעות של כל זה על המעבר האנרגטי בכללותו?

מערכת החשמל הגרמנית עוברת טרנספורמציה מהותית. המעבר האנרגטי הפך את המערכת שנשלטה בעבר באופן מרכזי לרשת מורכבת ביותר של יצרנים מבוזרים, הדורשת מנגנוני תיאום חדשים. Redispatch 2.0 הוא מרכיב מרכזי בתיאום חדש זה, המשלב את כל בעלי העניין הרלוונטיים במערכת ניהול עומסים מאוחדת. מערכות אחסון סוללות בקנה מידה גדול הן גם חלק מהפתרון וגם מקור פוטנציאלי לאתגרים חדשים. הן יכולות להקל על עומסים, לספק כוח איזון, לשלב אנרגיות מתחדשות ולהפחית את הצורך בהרחבת הרשת. יחד עם זאת, הן דורשות שילוב זהיר בארכיטקטורת המערכת כדי להימנע מלהפוך בעצמן לגורמי עומסים.

המנופים המרכזיים לעתיד טמונים בפיתוח נוסף של עיצוב שוק החשמל לקראת אותות מחיר שחושפים צווארי בקבוק ברשת, בהרחבה מואצת של הרשת, בדיגיטציה של בקרת הרשת, ובמסגרות רגולטוריות שמתגמלות התנהגות ידידותית לרשת. מערכת האנרגיה של העתיד לא תישלט עוד על ידי כמה תחנות כוח גדולות, אלא על ידי תיאום מונחה נתונים של מאות אלפי משאבים מבוזרים, החל מטורבינות רוח ופאנלים סולאריים ועד לאגירת סוללות, אלקטרוליזרים ועומסים נשלטים. Redispatch 2.0 הניחה את היסודות לתיאום זה. השנים הקרובות יראו האם המסגרות הרגולטוריות יוכלו לעמוד בקצב הדינמיקה של השינוי הטכנולוגי.

☑️ שפת העסקים שלנו היא אנגלית או גרמנית

☑️ חדש: התכתבות בשפת האם שלך!

Konrad Wolfenstein

אני והצוות שלי שמחים לעמוד לרשותכם כיועצים האישיים שלכם.

ניתן ליצור איתי קשר על ידי מילוי טופס יצירת הקשר כאן או פשוט להתקשר אליי למספר +49 89 89 674 804 ( מינכן) . כתובת הדוא"ל שלי היא: [email protected]

אני מצפה בקוצר רוח לפרויקט המשותף שלנו.

☑️ תמיכה לעסקים קטנים ובינוניים באסטרטגיה, ייעוץ, תכנון ויישום

☑️ יצירה או התאמה מחדש של האסטרטגיה הדיגיטלית והדיגיטציה

☑️ הרחבה ואופטימיזציה של תהליכי מכירה בינלאומיים

☑️ פלטפורמות מסחר B2B גלובליות ודיגיטליות

☑️ פיתוח עסקי חלוצי / שיווק / יחסי ציבור / ירידי סחר