Накопичувачі енергії: новий компонент стійкої енергосистеми

Історія енергетики робиться на наших очах

Нещодавно «Ощадбанк» уклав угоду на 9,6 млн євро щодо будівництва установок зберігання енергії(УЗЕ). Угода складається з трьох етапів терміном дії майже  6 років із пільговим періодом відповідно до фінансової моделі. Проєкт передбачає будівництво та підключення до мережі УЗЕ для резерву підтримки частоти (25 МВт), а також автоматичного резерву відновлення частоти (5 МВт) в ОЕС України.

В розподілі ризику проєкту бере участь Європейський банк реконструкції та розвитку. Послуги гарантовано викупить Оператор системи передачі (ОСП). Введення в експлуатацію – жовтень 2025 року.

Це добрий початок: Україні справді дуже потрібні нові потужності зберігання електроенергії. Потреба викликана як масовими руйнуваннями маневрової генерації, так і швидким розвитком альтернативної енергетики. Потужні установки зберігання енергії дозволять розширити використання сонячної енергії та знизити рівень коливання цін на неї. А те, що тепер їх можна придбати за банківські кредити, дуже розширює можливості власників ВДЕ-генерації.

Завдяки такому підходу Україна виявляється в тому ж енергетичному тренді, що й найрозвиненіші країни світу. Просто вони поки що попереду. Наприклад, у 2024 році в США було введено в дію 10,4 ГВт систем зберігання енергії, а цього року введення потужності має досягти 19,6 ГВт.

Однак, незважаючи на бурхливий розвиток галузі, у США на частку накопичувачів минулого року припадало лише 2% встановленої потужності всіх джерел енергії, включаючи електростанції на ВДЕ та викопному паливі. Проте вже зараз накопичувачі енергії стали повноправними учасниками енергетичного ринку. Понад 10 ГВт нових потужностей протягом року у США – дуже велика величина. Систем накопичення енергії в Америці будують більше, ніж газових електростанцій.

Як зазначають експерти IEA, у 2025 році між виробниками ВДЕ розпочнуться перегони, в яких важливу роль відіграє низька вартість та модульність. Також у 2025 році слід очікувати на прориви у сфері ефективності та нових дизайнів сонячних панелей, зокрема - це двосторонні сонячні панелі, сонячні елементи, прозорі сонячні панелі. Технологія TOPCon, яка передбачає особливу архітектуру енергетичного осередку, лідируватиме в найближчі п‘ять років або більше, забезпечуючи високу ефективність вироблення енергії (на рівні 25,9%) та тривалий термін служби.

Але нам зараз цікавий інший прогноз: нинішнього року велику роль мають відігравати системи зберігання енергії, і насамперед енергії, яку виробляють сонячні панелі. За прогнозами BloombergNEF, з 2023 по 2030 роки  світовий ринок зберігання енергії може показати приріст 21% щорічно, до 137 ГВт/442 ГВт-год. І тут є свої тенденції: наприклад, у 2025-му технологія батарей LFP буде особливо корисною для систем управління батареями (BMS), що працюють за підтримки штучного інтелекту та машинного навчання.

Проєкти зросли у розмірах

Як бачимо, експерти прогнозують швидке зростання ринку систем energy storage. Але, здається, у реальному житті все відбувається ще швидше. А ще – такі проєкти стають дедалі масштабнішими. І ще ось що важливо: все частіше використання накопичувачів енергії стає обов'язковою умовою для нової ВДЕ-генерації.

Так, наприклад, Центральне управління електроенергетики Індії (CEA) зобов‘язало всі агентства з впровадження відновлюваних джерел енергії (REIA) та державні енергетичні компанії включати до умов майбутніх конкурсних відборів щонайменше двогодинні системи накопичення енергії, еквівалентні 10% встановленої потужності кожного об‘єкта сонячної енергетики.

Власне, Індія вже давно проводить конкурсні відбори проєктів сонячної енергетики, оснащених накопичувачами енергії. Результати минулих тендерів показали конкурентоспроможність поновлюваної енергетики в країні, а також економічну ефективність інтеграції накопичувачів енергії із сонячними проєктами.

Але все ж таки поки що Китай і США – світові лідери щодо впровадження систем зберігання енергії: за підсумками 2024 року на частку цих країн припадало три чверті глобальної встановленої потужності накопичувачів.

Сонячні панелі та накопичувачі енергії в 2009 році забезпечили 81% введення потужності в енергосистемі США, решта 19% припадали на вітроустановки, газові електростанції, АЕС та інші види генераторів. За даними Управління енергетичної інформації США (EIA), у 2025 році до енергосистеми Штатів планується додати 63 ГВт нових електрогенеруючих потужностей. Більше половини доведеться на сонячну енергетику (52%), за якою йдуть системи накопичення енергії (СНЕ) – батареї (29%).

93% нових потужностей – це ВДЕ та накопичувачі. Якщо врахувати плановий висновок з експлуатації газових ТЕС у 2025 році, а також введення в експлуатацію малих розподілених СЕС, які не потрапляють у прогноз, частка ВДЕ та СНЕ у прирості потужностей, що генерують, у поточному році становитиме близько 98%. Представлені дані EIA свідчать про продовження та посилення процесів декарбонізації енергетики США – щоб там не заявляв Дональд Трамп.

А ось приклад того, як це працює. 21 жовтня 2024 року енергосистема Каліфорнії встановила рекорд добової потужності батарейних систем – 8,3 ГВт  «на розряд». Загальна потужність батарейних систем для енергетики (BESS) у Каліфорнії становить 10 ГВт, ще 2 ГВт додадуться незабаром. Для розуміння масштабів: пік споживання у каліфорнійській енергосистемі у жовтні становить близько 30 ГВт (після 18:00). І у світлий час доби генерація від поновлюваних джерел (читай – СЕС) майже вдвічі перевищує генерацію від дешевого американського газу. Ще десяток-півтора гігават батарейних систем – і газ енергетиці Каліфорнії стане не потрібним.

У свою чергу, китайці перемикаються з простого продажу обладнання для зеленої енергетики на реалізацію великих інфраструктурних проєктів у різних країнах світу (куди їх пускають, зрозуміло).

Китайська компанія BYD Energy побудує в Саудівській Аравії гігантську акумуляторну систему, яка буде зберігати 12,5 ГВт-год електроенергії та стане найбільшою у своєму роді. Обладнання плануютьрозмістити на п‘яти майданчиках. На об'єктах встановлюватимуть системи зберігання енергії MC Cube-T нового покоління з ефективними та компактними батареями Blade всередині.

Система BYD теоретично могла б забезпечувати електроенергією близько 1042 будинків протягом цілого року. Проєкт є частиною ініціативи Vision 2030, згідно з якою протягом наступних п‘яти років Саудівська Аравія повинна виробляти 50% електроенергії з відновлюваних джерел.

Рішення для України

Україна поки що відстає від лідерів – багато в чому через те, що energy storage промислового рівня досить дорогі. Але в нашій країні реалізується все більше програм, які дозволяють залучити фінансові ресурси для проєктів ВДЕ з накопичувачами енергії. Але тут постає питання: якого виробника систем накопичення енергії може обрати український клієнт? Адже на нашому ринку – дуже молодому – поки що немає «усталених авторитетів».

Зізнаємось: журнал «ЕнергоБізнес» давно стежить за успіхами китайської компанії Narada, яка продає та встановлює свої промислові системи зберігання енергії по всьому світу.

Нещодавно Narada підписала контракт на реалізацію проєкту зберігання енергії вітру потужністю 104 МВт/240 МВт-год з австралійською компанією. Постачання включає систему зберігання енергії на основі літієвих батарей. Проєкт розташований у Квінсленді, Австралія. Завдяки унікальним географічним умовам місцевий уряд планує досягти 50% постачання електроенергії з відновлюваних джерел енергії до 2030 року та активно сприяє розвитку інфраструктури чистої енергії.

Для досягнення цієї мети штат докладе значних зусиль щодо розвитку галузі зберігання енергії. Місткість сховища повинна бути збільшена з поточних 3 ГВт до 49 ГВт до 2030 року, щоб вирішити проблеми уривчастості генерації відновлюваної енергії та забезпечити стабільне та безперервне електропостачання. У проєкті використовуватиметься система зберігання енергії з рідинним охолодженням Center L Plus компанії Narada. Ця система має три основні переваги: підвищена безпека, більша надійність та більш компактна конструкція. Завдяки інтегрованій конструкції пластини рідинного охолодження із спрямованими металевими шляхами теплопровідності вона значно покращує сталість температури батареї та ефективність системи.

Ми не просто докладно описали набір якостей сучасних систем Narada. Цей набір має стати орієнтиром для українських покупців систем energy storage, якщо вони хочуть будувати сучасні сховища, які надійно працюватимуть роками.

Офіційним представником Narada в Україні є ТОВ «Стрімпауер». Наразі в розробці у компанії «Стрімпауер» знаходяться декілька перспективних проєктів.

Повторне включення Narada до списку виробників накопичувачів енергії рівня 1 BloombergNEF GlobalTier ще більше зміцнює позиції компанії на світовому ринку накопичувачів енергії та знаменує постійне поліпшення її конкурентоспроможності. Маючи багаторічний глибокий досвід у галузі накопичення енергії, Narada розробила інтегровану промислову схему навколо накопичувачів енергії, що охоплює глобальну інтеграцію, вертикальну інтеграцію та інтеграцію продажу та обслуговування.