Переход Евросоюза на экологически чистую энергию стал важной вехой в мае 2023-го, когда европейские солнечные панели впервые произвели больше электроэнергии, чем все действующие угольные электростанции этого блока. Однако это вызвало избыток электроэнергии в солнечные дни, из-за чего расценки за киловатт обрушились в минус.
Агрессивное распространение систем солнечной генерации является хорошим предзнаменованием перспектив полной замены ископаемого топлива, но этот прорыв также выявил недостатки в энергетической системе Европы. В некоторые из наиболее солнечных майских дней цены на электроэнергию стали отрицательными, поскольку сетевые операторы изо всех сил пытались справиться с переизбытком электричества.
То очень мало, то слишком много
Для Евросоюза солнечная энергия стала быстрым и простым решением, позволяющим отреагировать на энергетический кризис 2022-го, вызванный «действиями России по сокращению поставок природного газа» (прим. Инфосми: это буквальный перевод из «Блумберга»). К сожалению, недостатком этой технологии является то, что лучше всего она работает в наиболее солнечные месяцы года, когда спрос на электричество обычно ниже. При этом системы для хранения солнечной энергии в аккумуляторных батареях или обеспечивающие ее использование в производстве «зеленого» водорода недостаточно развиты, чтобы позволить летнему солнцу поддерживать свет ночью или помогать обогревать дома в зимние холода.
Наиболее показательно бум гелиосистем и их риски адаптации в общей энергосистеме проявляется в Нидерландах. На каждые 100 000 жителей этого королевства приходится более 100 мегаватт солнечных панелей – вдвое больше, чем в солнечной Испании, и более чем в три раза больше, чем в Китае, который на сегодня является мировым лидером по общей солнечной энергетике.
В Нидерландах возникновение самой плотной солнечной сети на Земле во многом стало возможно благодаря долговременной государственной поддержке. Отдельная программа вознаграждает домохозяйства за установку гелиопанелей, при этом каждый ватт солнечной электроэнергии компенсирует счета за потребленную электроэнергию от внешних поставщиков вне зависимости от того, совпадает ли выработка с наиболее солнечными часами суток.
«Правительство Нидерландов сделало это, чтобы стимулировать установку солнечных батарей, но этот проект стал слишком успешным», — объяснил Джоррит де Йонг, представитель голландского оператора электросетей TenneT. У него дома имеется семь солнечных панелей на крыше, производящих не менее 80% электроэнергии, потребляемой его домохозяйством за год. «Если я стираю белье или заряжаю автомашину в моменты, когда солнца нет, для меня это не имеет значения, потому что мне все равно платит моя энергетическая компания», — добавил он.
Поняв ситуацию, правительство Нидерландов решило изменить программу поддержки «бытовой» солнечной энергетики, начиная с 2025 года. Согласно новым правилам, домохозяйства, возвращающие электроэнергию обратно в сеть, смогут вычитать ее стоимость из своего годового счета за электричество. К 2031-му производители солнечной электроэнергии в королевстве будут получать выгоду только от энергии, которую они фактически потребляют, и не будут получать компенсацию за передачу избыточной электроэнергии в общую сеть.
Устаревшая энергосистема ЕС
В отличие от энергооборудования ветровой, гидро- или геотермальной энергетики, солнечная энергия имеет ключевое преимущество в том, что ее можно быстро установить. Все, что требуется – стимул для домовладельцев или компаний, занимающихся недвижимостью, превращать крыши в мини-энергетические парки.
Но существующие электрические сети были созданы вокруг массивных электрогенераторов, способных работать в тандеме с сетевыми операторами, чтобы поддерживать баланс сетей. Более распределенной энергогенерационной системой с гелиопанелями на крышах сложнее управлять и этим летом она будет серьезно протестирована.
Уже есть признаки несоответствия между спросом и предложением. В прошлые выходные цены на электроэнергию временами становились отрицательными, так как в Германии, крупнейшем в Европе производителе солнечной энергии, было достигнуто рекордное значение по выработке. Отрицательные цены не являются чем-то необычным, они чаще всего связаны с сильным ветром ночью или в выходные дни, когда спрос на электричество низкий.
Но когда происходит скачок мощности, поставщикам приходится платить потребителям за использование электроэнергии. Это не означает, что 100% избыточной энергии поступает только из ВИЭ. Некоторые традиционные электростанции также не способны гибко включаться и выключаться, либо должны работать постоянно для поддержания стабильности сети.
По словам Акселя Тиманна, исполнительного директора Sonnedix (один из крупнейших производителей солнечной энергии в ЕС), усиление колебаний цен и устойчивость низких или отрицательных ставок в периоды пиковой выработки ВИЭ могут поставить под угрозу дальнейшие инвестиции.
Чтобы лучше справляться с приливами и отливами возобновляемой генерации, нужен новый тип гибкости для энергосистемы, в котором раньше не было необходимости, когда вся электроэнергия поступала от нескольких мощных электростанций на ископаемом топливе и АЭС, которые можно было включать или выключать в зависимости от текущего спроса.
«Наша современная энергосистема не была рассчитана на такую гибкость», — заявил Торстен Ленк из аналитического центра Agora Energiewende.
Существуют различные способы адаптации. К примеру, аккумуляторы, подключенные к сети, могут поставлять энергию на рынок в наименее солнечные или ветреные часы суток. Потребителей также можно стимулировать к использованию энергии именно в периоды пиковой нагрузки. Для Европы этот вариант может оказаться особенно удобным, поскольку на дорогах союза появляется все больше электромобилей, а домохозяйства переходят с традиционных котлов на тепловые насосы.
«Этим летом у нас будет беспрецедентный объем производства солнечной энергии, и это, скорее всего, увеличит волатильность цен на электроэнергию, — заявил Джок Стейнварт, аналитик Aurora Energy Research. — Вся эта обстановка открывает большие возможности для развития гибких технологий [хранения электричества], таких как аккумуляторы».