Їдемо по автотрасі, що з'єднує Варшаву і Берлін. Практично уздовж всієї дороги в полях і біля невеликих комерційних будівель нас зустрічають і проводжають вітрові електростанції. Далі за маршрутом поля, вистелені сонячними панелями, а в аграрних районах помічаємо півсфери біогазових електростанцій. Розмах європейської «зеленої енергетики» вражає. У першому півріччі 2019-го в Німеччині відновлювані джерела енергії (ВДЕ) вперше виробили більше енергії, ніж вугільні та атомні електростанції. Частка електроенергії, виробленої за допомогою сонця, вітру, біомаси та води, досягла 47,3%.
Однак така кількість нових джерел чистої енергії стала викликом для управління енергосистемою. Такі станції хоч і можуть балансувати і прогнозувати вироблення енергії, але працюють нерівномірно і дають великі навантаження на мережу, які вона повинна витримувати.
Зелена енергетика Європи — це, в тому числі, невеликі поодинокі вітрові електростанції на 1−2 МВт, які можна побудувати на маленькому клаптику дорогої європейської землі. Або сонячні панелі на даху приватного будинку. Найчастіше, це станції, які будують самі споживачі, щоб отримати можливість продавати надлишки електроенергії в мережу, стати так званими просьюмерами. У такий спосіб змінюється вся енергосистема. Вона повинна витримувати все більшу кількість учасників. І нею вже не може в ручному режимі управляти один і навіть кілька диспетчерів.
А це означає, що сучасну енергетику вже не можна уявити без нових технологій, які можливо реалізувати лише в рамках Smart Grid: автоматизація, телекомунікація та адаптивність всієї системи, яка обробляє неймовірний обсяг інформації і оперативно балансує роботу всієї енергомережі.
В останні 10 років і українська «зелена» енергетика також ставить рекорди. За даними НЕК Укренерго вже сьогодні в Україні працюють ВДЕ встановленою потужністю майже 4,6 ГВт — це близько 7,5% від всієї національної енергосистеми. Приріст у порівнянні з 2018 роком більш ніж удвічі. При цьому інвестори вже отримали дозвільні документи на будівництво нових станцій, які зможуть наростити ці потужності до 7,6 ГВт.
Тільки промислових сонячних електростанцій в Україні близько 2 тис. Процес активізувався в 2014—2015 рр., коли приватні домогосподарства отримали право на «зелений тариф». За даними Кабміну в Україні вже встановлено близько 15 тис. невеликих домашніх СЕС, в які інвестовано понад 300 млн євро. Згідно з Енергетичною стратегією України вже в 2020 році частка генерації поновлюваних джерел електроенергії повинна досягти 5,5% (ВЕС і СЕС) (на сьогодні близько 4%).
Однак, нові «зелені» потужності нерівномірно розподілені по території країни. Це пов’язано як з можливостями інвесторів (наприклад, наявність земельних ділянок), так і з кліматичною різноманітністю регіонів. На півдні переважають сильні вітри і багато сонячних днів у році. Там переважно й ведеться будівництво сонячних електростанцій.
Але на південному заході України дуже мало великих споживачів електроенергії. Значить її потрібно транспортувати туди де вона потрібніша. Що вимагає розширення електромереж або модернізацію існуючих. Навіть коли електростанцію будують в безпосередній близькості до споживача, ризики все ті ж. Вітер і сонце — досить мінливі джерела енергії. А значить потрібно навчитися накопичувати і зберігати електроенергію.
Energy storage (накопичувачі енергії) — це те, чим зараз зайняті найбільш звивисті мізки галузі. Поки такі технології занадто дорогі і не дуже поширені навіть у розвинених країнах світу, загальний обсяг таких «сховищ» 9 ГВт. Разом з тим, Bloomberg New Energy Finance очікують, що до 2040 року у всьому світі буде встановлено 1095 ГВт акумуляторів, а інвестиції в сферу зберігання енергії складуть $622 млрд. Разом з розвитком технології вона дешевшає. За даними експертів енергетики, в 2010 році вартість зберігання 1 кВтг для найпопулярнішої технології зберігання дорівнювала 1200 доларів США, в 2019 році вона менше 200 доларів США і буде знижуватися далі.
Інтелектуальна енергосистема, яка в режимі реального часу керує електричними мережами. Сонячні та вітрові електростанції сьогодні можуть працювати тільки в парі з балансувальними джерелами електроенергії, які можуть оперативно збільшувати чи зменшувати навантаження. Це теплові та гідроелектростанції. Саме Smart Grid дозволяє оперативно перемикатися між джерелами енергії практично непомітно для споживача.
Впровадження Smart Grid на рівні оператора системи розподілу дозволяє більш точно планувати розвиток і розподіл альтернативної енергетики по території країни. Загальнодоступна геоінформаційна система підказує, які є можливості для будівництва і ефективного підключення до електромереж. Також подібна система рівномірно розподіляє нові джерела електроенергії по території України.
В інтерв'ю НВ Бізнес Лоран Шмітт, генеральний секретар ENTSO-E розповів, що європейська енергосистема з кожним роком ставатиме все складнішою. Україна — частина цього процесу з нового часу.
Таким чином, управління енергосистемою в ручному режимі стає практично неможливим. Необхідне впровадження елементів і технологій Smart Grid, при яких комп’ютер в автоматичному режимі управляє всіма оперативними процесами, а також безпечно підключає/відключає СЕС, ВЕС та інші «зелені» електростанції, що використовують мінливу енергію вітру, сонця та інших відновлюваних джерел.
Тим більше, що зростання «зеленої» енергетики вже не зупинити. За даними департаменту поновлюваних джерел енергії Держенергоефективності, з 2014 до третього кварталу 2019 року в цей сектор української енергетики інвестовано понад $4 млрд. І це тільки початок початків. Однак, щоб ландшафт України з вітряками і сонячними панелями відповідав європейським стандартам, потрібно щоб їх не просто будували, а й ефективно ними управляли за допомогою Smart Grid.