Растущая популярность электромобилей влияет на развитие энергетического сектора: растет энергопотребление. Но даже при сравнительно небольшом количестве электротранспорта появление нового крупного потребителя – это вызов всем участникам рынка и инфраструктуре. Поскольку тема электротранспорта и зарядной инфраструктуры междисциплинарна, дискуссия в рамках Международного форума «Электрические сети» объединила руководителей и экспертов электроэнергетического направления и транспортников: в работе приняли участие заместитель министра энергетики РФ Юрий Маневич, заместитель генерального директора по операционной деятельности ПАО «Россети» Константин Михайлик, представители транспортного хозяйства и крупных бизнес-структур. В обсуждении перспектив развития зарядной инфраструктуры принял участие заместитель генерального директора – директор по сбыту АО «Концерн Росэнергоатом» Александр Хвалько.
Хотим и можем
По словам Александра Хвалько, основной тренд энергетического рынка в целом – это отсутствие роста потребления электроэнергии в последние лет десять; рост составляет не более 0,5% и зависит от регионов. Следовательно, увеличивать количество генерирующих мощностей не требуется, генераторы сосредоточились на замещении и выводе неэффективных мощностей из эксплуатации.
В Энергетической стратегии на ближайшие 15 лет – до 2035 года (в ред. от 21.10.2019 г., выпущенной по результатам проработки с организациями ТЭК) отмечено, что из централизованной энергосистемы России уходят крупные потребители на собственную распределенную генерацию, что не является позитивным трендом для базовой генерации. Но есть и те изменения, которые следует считать не проблемами, а новыми возможностями. Это развитие личного и общественного электротранспорта, электрификации железных дорог. По сути, это одна из немногих точек роста потребления в энергосистеме. Поэтому генерирующие компании заинтересованы в сотрудничестве и кооперации по управлению зарядной инфраструктурой для электротранспорта с сетевыми компаниями. Важна проработка вопроса о системе хранения энергии (не в масштабах АЭС, но у крупных потребителей, в сетях зарядок электротранспорта и пр.).
Какие дополнительные эффекты можно ожидать от развития электротранспорта? По мнению Александра Хвалько, это резкое улучшение экологии в крупных городах и в стране в целом; это рост потребления электроэнергии в Единой энергосистеме (при самых консервативных прогнозах – на 5 % к 2035 году, то есть примерно на 9 ГВт). По этим причинам проект интересен Росатому в целом и Концерну в частности. Экология – один из важнейших аспектов для Росатома; генерация – основной бизнес Концерна.
Александр Хвалько напомнил, что если подходить к рынку электротранспорта несистемно, не учитывая экологическую составляющую генерации, то рост потребления электроэнергии из-за электромобилей «по умолчанию» ухудшит эффективность работы базовой генерации по причине увеличения неравномерности графика потребления в энергосистеме. Это приведет либо к необходимости регулирования базовой генерации, либо к росту ограничений ее мощности и работы маневренной генерации.
Однако Концерн рассматривает этот рынок не как вызов отрасли, а как путь к новым возможностям, поскольку совместно с ПАО «Россети» есть возможность сформировать и предложить оптимальные решения, повышающие эффективность работы генерации и распределения за счет технологий Smart Charging, систем накопления, Vehicle-2-grid и т. д. В проекте могут быть задействованы различные бизнес-единицы Росатома, занимающиеся выпуском аккумуляторов, накопителей и силовой электроники, энергосбытовые компании. По словам Александра Хвалько, для развития такого проекта необходимо выходить на подписание долгосрочных соглашений, определять бизнес-модель каждого участника, формировать реестр необходимых изменений в нормативную базу электроэнергетики.
Есть неотвеченные вызовы
Заместитель министра энергетики РФ Юрий Маневич рассказал об основных отраслевых вызовах развития электротранспорта и о том, чем может быть полезен рынок электротранспорта для энергетической отрасли России. По его словам, СССР, а позже и Россию всегда отличала ощутимая доля транспорта в структуре потребления электроэнергии. Но его фонды целиком были сосредоточены в сегменте массовых пассажирских и грузоперевозок. Массовая автомобилизация последних десятилетий привела к снижению электропотребления в массовом сегменте городского пассажирского транспорта, при том что суммарное электропотребления возросло (за счет железнодорожного транспорта, осуществляющего большей частью грузовые перевозки). Юрий Маневич отметил, что, несмотря на рост новых потребителей, которые присоединяются к сетям, динамика роста потребления электроэнергии в России остается невысокой. Это связано как с темпами роста экономики, так и с внедрением энергоэффективных технологий. Говоря о влиянии рынка электромобилей на энергетическую отрасль, выступающий предложил дифференцировать влияние на сегмент генерации электроэнергии и на сегмент транспорта электроэнергии.
С точки зрения производства электроэнергии рынок электротранспорта, безусловно, представляет новые возможности, а именно дополнительный спрос на электроэнергию. Согласно расчетам, к 2030 году электромобили увеличат общее энергопотребление примерно на 5 ГВт. Уже к 2050 году эта цифра увеличится до 20 ГВт, что будет составлять примерно 4% от прогнозируемого электропотребления. В странах ЕС, по прогнозу, в этот же период электротранспорт обеспечит от 10 до 25% всего спроса. В нашей стране все эти дополнительные мощности перекрываются плановым вводом в эксплуатацию генерирующих мощностей или модернизацией существующих.
С точки зрения сетевых компаний сегмент электротранспорта также является источником новых возможностей за счет увеличения объемов транспорта электроэнергии. Но здесь более очевидными становятся вызовы, с которыми сетевым компаниям придется столкнуться. Дело в том, что по своим потребительским свойствам электромобиль можно сравнить с обычным домашним электроприбором, использование которого имеет вполне понятный временной профиль – пики приходятся на утренние и вечерние часы. С зарядкой электромобиля происходит преимущественно то же самое – владельцы в своем большинстве заряжают батарею либо на пути на работу, либо по пути домой. Таким образом, массовая электромобилизация, если к ней подходить несистемно, может внести дополнительный вклад в рост кривых потребления электроэнергии. Это тот вызов, с которым необходимо работать рынку, и в первую очередь – сетевым компаниям.
Сети в деле
Заместитель генерального директора по операционной деятельности ПАО «Россети» Константин Михайлик рассказал о позиции ключевой сетевой компании, о том, что является основным драйвером рынка, и какие проблемы могут встретиться. Он напомнил, что период с 2010 по 2017 год охарактеризован экспоненциальным ростом количества электротранспорта в мире, которое уже превысило 3 млн единиц. Вслед за развитием электротранспорта начал формироваться рынок зарядной инфраструктуры для электротранспорта. Учитывая изложенное, докладчик предположил, что продолжение вышеуказанных тенденций в будущем может стать существенным фактором роста электропотребления и максимальной присоединенной к электрическим сетям мощности энергопринимающих устройств потребителей. При этом указанный рост спроса обусловлен появлением нового типа потребителей с высокой эластичностью графика потребления – сложно предсказуемой, но потенциально эффективно управляемой загрузкой.
С одной стороны, электротранспорт вместе с современными зарядными станциями – это неотъемлемая часть «умного» электросетевого комплекса, который в настоящий момент строит группа «Россети», реализуя концепцию «Цифровая трансформация – 2030». Электротранспорт служит в качестве накопителей электроэнергии, которые позволяют сглаживать пики потребления и снижать нагрузку на сеть, а следовательно, сокращать как операционные, так и капитальные затраты сетевых компаний. В итоге – сдерживание тарифа, что является дополнительным плюсом для потребителей от распространения электромобилей.
С другой стороны, масштабное увеличение числа электромобилей приводит к появлению качественно нового класса потребителей, которые не только увеличивают потребность в электроэнергии, но и меняют характер электропотребления, что оказывает прямое воздействие на систему энергоснабжения мегаполиса. В результате потребуется учитывать структуру генерирующих мощностей, характер и объем электропотребления в разрезе года и сезона, усиление городских сетей. Последнее связано с тем, что для станций быстрой зарядки требуются сети более высокого напряжения – 380 В, в отличие от существующих 220 В.
По мнению докладчика, резкого увеличения общего спроса на электроэнергию не произойдет, но электромобили, скорее всего, изменят кривую нагрузки на электросеть. Сетевые организации должны будут увеличить вечерние пиковые нагрузки, когда владельцы по возвращении домой с работы подключают свои электромобили, а коммерческий транспорт встает на ночную зарядку после окончания рабочего дня.
В локальных сетях ситуация, конечно, будет более острой – в некоторых прогнозируется рост нагрузки до 20–30%, но у операторов зарядных станций будет несколько способов повлиять на эту ситуацию. Они смогут корректировать кривую зависимости потребления энергии от времени через стоимость услуги на зарядку, стимулируя владельцев электромобилей сдвигать время зарядки с вечера на глубокую ночь. Такое стимулирование может вдвое снизить пиковую нагрузку. Ведь не все время, пока электромобиль подключен к зарядной станции, происходит его заряд. Значительный период времени электромобиль либо чуть дозаряжается, либо просто простаивает. Эти периоды простоя могут составлять от 80% для частных зарядных станций и до 25% – для публичных. Такой значительный период простоя дает возможность смещать время зарядки с пикового времени на менее нагруженное.
Константин Михайлик упомянул идею интеллектуального управления зарядными станциями «электромобиль – сеть». Это система, которая не только сможет гибко изменять время и объем заряда электромобилей в зависимости от загруженности электросети, но и позволит электромобилям при определенных условиях возвращать часть энергии обратно в сеть, окончательно сглаживая кривую потребности в электроэнергии, при этом позволяя сэкономить средства его владельцам.
Чтобы иметь возможность реализовать эти преимущества, операторы зарядных станций, электросети и владельцы частных станций должны сделать инвестиции в инфраструктуру интеллектуальной зарядки и выработать общие правила работы. Как только это будет проделано, электромобили перестанут быть каким бы то ни было источником угрозы для энергосистемы. Вместо этого они станут источником дохода для их владельцев и сделают систему в целом более рентабельной, отказоустойчивой и экологически чистой.
Для общей пользы
Подводя итог, Юрий Маневич заявил о готовности поддержать пилотные проекты, которые обеспечивают синергию между различными секторами. Для Минэнерго важно, чтобы в результате пилотного проекта был выработан четкий механизм монетизации данной кооперации, а эффекты были максимально масштабируемы. Заместитель министра отметил, что такого рода проекты должны, с одной стороны, привлекать накопленный мировой опыт и экспертизу, а с другой – обеспечивать российским компаниям возможность участия в обкатке отечественных разработок и решений.
Алексей Комольцев для журнала РЭА
