Стоки сетки создают проблемы для энергетической безопасности и переходов

Электрические системы во многих странах мира претерпевают значительные изменения. Спрос на электроэнергию сильно растет во всем мире, обусловлено ростом использования в промышленности, большим потреблением для электрического охлаждения и отопления, развертыванием электромобилей и расширением центров обработки данных. Повышенная электрификация конечных применений в основном встречается с быстрым ростом генерации из переменных возобновляемых источников. Эти изменения требуют более гибкой системы. Сетки играют решающую роль в подключении новых источников питания и потребителей, транспортировке электроэнергии, а также балансировании спроса и предложения.

Нидерланды являются ярким примером страны, где заторы сетки стали основным узким местом для перехода энергетики, оспаривающих климатические цели, а также энергетическую безопасность и доступность, как описано в недавнем IEA Нидерланды 2024: Обзор энергетической политикиПолем Нидерланды испытывают быстрое трансформацию энергетической системы за счет впечатляющего роста возобновляемой электроэнергии и электрификации конечных пользователей. В пятикратном увеличении мощности солнечной энергии в период между 2018 и 2023 годами, в основном из-за распределенных инсталляций на крыше, поддерживаемых благоприятной политикой измерения сети, Нидерланды за короткое время стали одним из мировых лидеров в области солнечной энергии.

В то же время мощность сети страны недостаточно расширилась, чтобы удовлетворить весь новый спрос на электроэнергию и распределенное предложение. Кроме того, соглашение о сетевом положении обеспечивает оплату за электроэнергию, доставленную в сетку независимо от рыночной цены, что означает, что в установках солнечных фотоэлектрических фотоэлектрических элементов не хватает стимулов в соответствии с потребностями электроэнергии. Это привело к перегрузке сетки, возникающей проблемы, когда емкость передачи электроэнергии недостаточно для передачи всей доступной мощности с одной точки на сетке в другую, и последующих задержек для добавления или обновления соединений. В начале 2025 года было около 10 000 крупных пользователей (потребителей или батареи) и 7 500 проектов генерации (больше, чем в масштабных фотоэлектрических установках), ожидающих подключения к голландской электрической сети.

Сетчатая заторы имеет серьезные последствия для экономики и обществ, откладывая связи с сетью электроэнергии и, следовательно, препятствуя важным инициативам, таким как жилищные проекты и промышленное развитие. Это подрывает энергетическую безопасность, экономическое развитие и чистую энергию. Сетка заторов также вызывает более высокие прямые затраты для потребителей. В 2022 году Теннет, голландский оператор трансмиссии, потратил 388 миллионов евро на управление заторами в сетке, более в шесть раз больше, чем в 2020 году, хотя это было частично связано с более высокими ценами на электроэнергию. Аналогичные тенденции наблюдаются в других странах, таких как Германия, где расходы на управление перегрузкой сетки увеличились более чем в три раза с 2020 по 2022 год и превышают 4 миллиарда евро. В большинстве случаев эти расходы передаются потребителям посредством сетевых сборов.

Работа с заторами сетки является высоким приоритетом для правительства Нидерландов. В декабре 2022 года министр по климату и энергии представил национальную программу действий в сетке, которая была подготовлена ​​и одобрена широким набором заинтересованных сторон, включая региональные провинции, операторы сетки, регулятор и несколько отраслевых кластеров и организаций. Программа действий фокусируется на трех основных целях: 1) более быстрое построение расширений сетки; 2) лучшее использование сетки через Smart Solutions; и 3) более умное понимание того, что происходит с сетками. В рамках каждой цели программа содержит действия с выделенными рабочими группами, ответственными за реализацию и отчетность о прогрессе. Другие страны могут использовать этот совместный и прозрачный подход к поиску решений для заторов в сетке как вдохновение и действовать до того, как ситуация станет такой же суровой.

Анализ МЭА показывает, что страны, стремящиеся предотвратить или учитывать заторы сетки, должны принять упреждающий подход к расширению сетки посредством упреждающего планирования и регулирующих реформ, которые стимулируют инвестиции в сети в соответствие с приоритетами в энергетической политике стран. В дополнение к расширению сетки, заторы можно смягчить, внедряя различные технологии повышения сетки, повышение прозрачности на доступных мощностях и создания регулирующих структур и четких ценовых сигналов, чтобы открыть гибкость от потребителей, производителей и активов хранения энергии, подключенных к сети.

Решения, улучшающие сетку, могут увеличить способность переносить электроны быстрее, чем строительство новых линий. Это включает в себя реконкурирование (модернизация существующих линий электропередачи с более высокими проводниками емкости, чтобы обеспечить большие потоки мощности), повышение напряжения (повышение уровня напряжения для повышения емкости в существующей сетке), динамическое рейтинг линий (мониторинг и оптимизация того, сколько электроэнергии может проходить через линии электропередачи) и усовершенствованные методы работы сети. Сетевые операторы приняли решения по улучшению сетки в нескольких системах. В Ирландии, например, оператор системы распределительной системы ESB Networks модернизирует сеть среднего напряжения (MV) 10 кВ (MV) до 20 кВ, что приводит к четырехкратному увеличению емкости в сети среднего напряжения и снижению потерь в системе. Рейтинг динамической линии применяется сетевыми операторами по всему миру, например, в Бельгии оператором системы передачи Elia, который использует ее для разблокировки мощности в своих линиях передачи по всей стране.

Карты емкости обеспечивают отличную отправную точку для решения проблемы заторов сетки. Эти карты могут быть разработаны для повышения прозрачности на доступной мощности сетки, помочь определить, где необходимы новые инвестиции, и привлечь инновационные решения, разъясняя причины и затраты на заторы. Географическая информация о мощности сетки и потенциальных новых соединений также полезна при разработке стимулов для совместного размещения спроса и предложения. Например, зарядка EV может быть построена в местах, где существует солнечная PV на крыше, чтобы минимизировать необходимость транспортировки электроэнергии через распределительную сетку. Поскольку многие страны разработали аналогичные карты мощности, сетевые операторы могут вдохновлять и учиться друг у друга, чтобы сделать информацию, представленную как можно прозрачную и полезную.

Использование гибкости от распределенных энергетических ресурсов, таких как солнечная PV на крыше, домашние батареи, электромобили и интеллектуальные приборы, также имеет решающее значение для управления заторами сетки. Это требует современного общения и управления оборудованием, а также соответствующими ценовыми сигналами, чтобы обеспечить их потребление и производственное поведение всей энергетической системе. Быстрый рост в системах батарейного хранения сетки также может обеспечить важные решения для заторов сетки. Чтобы обеспечить управление гибкими активами таким образом, чтобы помочь решить заторы сетки, локационные и оперативные цены должны отражать ситуацию в местной сети, а также национальную систему, в том числе через новые формы контракта и местные рынки гибкости.

Юридическая и нормативная структура играет важную роль в обеспечении более эффективного использования существующих сетей. ACM, голландский регулятор, увеличивает мандат и ответственность перед операторами системы, чтобы более эффективно использовать существующую сеть, введя новые тарифы и нефирменные контрактные формы для стимулирования гибкости и снижения потребления в часы пик. В Германии федеральное сетевое агентство и регулятор Bundesnetzagentur установили двухлетний тестовый этап для переключаемых нагрузок для участия в программе «Использование вместо сокращения», которая поощряет клиентов использовать возобновляемую электроэнергию, которая в противном случае была бы ограничена из-за заторов сетки. В Литве в 2022 году была введена новая правовая концепция «гибридных электростанций», что позволяет солнечному фотоэлектрическому, ветроэнергетике и аккумуляторному хранению подключаться в качестве одной гибридной электростанции, чтобы максимизировать использование существующей сетки.

Сетка заторов создает растущий риск для энергетической безопасности и энергетических переходов. Решение этой задачи требует действий в нескольких фронтах. Политики должны расставлять приоритеты в упреждающем планировании и устанавливать нормативные рамки, которые стимулируют инвестиции как в расширении сетки, так и в технологии, позволяющие лучше использовать существующую инфраструктуру. Прозрачные данные о пропускной способности и запросах на соединение имеют решающее значение для определения узких мест, руководства инвестиционными решениями и развития общественного доверия. Регуляторы должны позволить операторам сетки принимать инновационные решения, такие как новые тарифные структуры и соглашения о соединении, которые разблокируют гибкость как крупных потребителей, так и распределенных энергетических ресурсов. Конструкции рынка электроэнергии также должны обеспечивать четкие цены на местоположение, которые отражают условия сетки, способствуя эффективному использованию инфраструктуры и поддерживая более широкие потребности системы.

Опираясь на уроки из Нидерландов и других стран, сталкивающихся с тяжелыми проблемами заторов сетки, правительства по всему миру могут принять проверенные стратегии для предотвращения аналогичных проблем. Обзоры энергетической политики МЭА предлагают ценную информацию и руководство по навигации по этим проблемам и обеспечению того, чтобы инфраструктура сетки продолжала идти в ногу с изменяющимися энергетическими системами. Кроме того, Международный саммит по будущему энергетической безопасности, организованный МЭА в партнерстве с правительством Великобритании 24-25 апреля в Лондоне, станет возможностью для лидеров и лидеров по всему миру размышлять над инструментами, необходимыми для решения традиционных и возникающих рисков энергетической безопасности, включая роль решетки в секторе электроэнергии.