WÄRTSILÄ ENERGYuwea.com.ua/uploads/docs/1568872256-2.pdfWÄRTSILÄ ENERGY Africa, output: 7.4 GW...
Transcript of WÄRTSILÄ ENERGYuwea.com.ua/uploads/docs/1568872256-2.pdfWÄRTSILÄ ENERGY Africa, output: 7.4 GW...
© Wärtsilä
WÄRTSILÄ ENERGY
Технології гнучкості для інтеграціїВДЕ в енергосистему
ІГОР ПЕТРИК
Директор з розвитку ринків, Східна Європа
Wärtsilä Finland Oy
15.9.2019 [Presentation name / Author]1
© Wärtsilä
WÄRTSILÄ ENERGY ІНТЕГРАТОР ЕНЕРГОСИСТЕМ
НАКОПИЧУВАЧІ
ЕНЕРГІЇ ТА
ІНТЕГРАЦІЯ
ЕНЕРГОСИСТЕМ
Системи накопичення,
системи управління
МАНЕВРЕНІ ТЕС
і ТЕЦ
На базі газопоршевих
двигунів
ГАЗОВІ СИСТЕМИ
ДЛЯ ЕНЕРГЕТИКИ
Термінали скрапленого
газу та системи
розподілу з газовими
електростанціями
ВІДНОВЛЮВАНІ
ДЖЕРЕЛАГібридні рішення
СЕС + ДВС + батареї
Енергосистеми майбутнього будуть 100% відновлюваними
Ми досліджуємо, проектуємо, будуємо та обслуговуємо оптимальні енергосистеми
WÄRTSILÄ ENERGY
Africa,
output:
7.4 GW
4889MW
5472MW
1095MW
2546MW
6849MW
5139MW
1854MW
3771MW
10 115MW
8258MW
1827MW
9067MW
3370MW
1216MW
1111MW
1706MW
15.9.20193
Встановлена потужністьПонад 70 ГВт у 177 країнах
Генеруючі компанії
IPP’s (Незалежні
генератори)
Промисловість
Муніципалітети, кооперативи
Північна
і Південна
Америка
14 ГВт
Європа
17.6 ГВт
Азія,
Близький Схід:
29.2 ГВт
5000 електростанцій
© Wärtsilä 15.9.20194
Яка потужність потрібна?
• Перехід до 100% відновлюваних систем вимагає величезних інвестицій у нову потужність
• Функція базового навантаження перейде до ВДЕ
• Традиційна генерація буде замінена маневреною
Assumptions: solar PV dominated system with 24% capacity factor (tracking with AC/DC ratio of 1.4)
РУХ ДО 100% ВІДНОВЛЮВАНОЇ ЕНЕРГЕТИКИ
Встановлена потужність залежно від частки
відновлюваної енергії в енергобалансі
0 % RES 20 % RES 80 % RES 100 % RES
Inflexible generation Flexible generation
Renewable energy Energy storage
ПОПИТ
0% ВДЕ
100% ВДЕ
80% ВДЕ
20% ВДЕ
ВДЕ Накопичувачі енергії
Маневрена генераціяТрадиційна генерація
ВДЕ ВДЕ ВДЕВДЕ
1X
4X
5X
3X
4X
© Wärtsilä Document ID Revision
ПРИКЛАД: ФІЛІППІНИ
Source: Wärtsilä Energy Solutions, 2018
Оптимальний шлях до 100% відновлюваної енергосистеми
50 572 МВтБатареї: 24 000 МВт г37 321 МВт
Батареї: 4328 МВт г24 735 МВтБатареї: 0 MВт г
64 271 МВтБатареї: 44 000 МВт год
20%ВДЕ
60%ВДЕ
80%ВДЕ
85%ВДЕ
ВДЕ Базове навантаження
Вугілля Гнучка генерація
Встановлена потужність
5
Пікове споживання 14 782 МВт (2018)
© Wärtsilä Document ID Revision
ПРИКЛАД: ФІЛІППІНИ
Source: Wärtsilä Energy Solutions, 2018
Оптимальний шлях до 100% відновлюваної енергосистеми
50 572 МВтБатареї: 24 000 МВт г37 321 МВт
Батареї: 4328 МВт г24 735 МВтБатареї: 0 MВт г
64 271 МВтБатареї: 44 000 МВт год
20%ВДЕ
60%ВДЕ
80%ВДЕ
100%ВДЕ
ВДЕ Базове навантаження
Вугілля Гнучка генерація
Встановлена потужність
6
Біогаз,
синтетичний
газ
Пікове споживання 14 782 МВт (2018)
© Wärtsilä
НОВІ ПОТУЖНОСТІ 2018-2030 Bloomberg New Energy Outlook 2019
0
50
100
150
200
2018 2020 2022 2024 2026 2028 2030
GW
Wind
Onshore wind Offshore wind
0
50
100
150
200
250
2018 2020 2022 2024 2026 2028 2030
GW
Solar
Solar thermal
Small-scale PV
0
2
4
6
8
10
2018 2020 2022 2024 2026 2028 2030
GW
Biomass
ВД
Е
Вітер БіомасаСонце3 х 2 х
0
10
20
30
40
50
2018 2020 2022 2024 2026 2028 2030
GW
Peaker gas
0
10
20
30
40
50
2018 2020 2022 2024 2026 2028 2030
GW
Hydro
Pumped hydro
Hydro
0
10
20
30
40
2018 2020 2022 2024 2026 2028 2030
GW
Battery Storage
Utility-scale batteries
Small-scale batteries
0
5
10
15
20
2018 2020 2022 2024 2026 2028 2030
GW
Demand response
ГН
УЧ
КІС
ТЬ Регульований
попит
Гідро Маневрений газБатареї 3 х 13 х 14 х
0
20
40
60
80
2018 2020 2022 2024 2026 2028 2030
GW
Coal
0
10
20
30
40
50
60
2018 2020 2022 2024 2026 2028 2030
GW
Gas
0
5
10
15
20
25
30
2018 2020 2022 2024 2026 2028 2030
GW
Nuclear
БА
ЗО
ВЕ
Н
АВ
АН
ТА
ЖЕ
НН
Я Базовий газАтом Вугілля
© Wärtsilä
Виробництво енергії ВДЕ в Україні за різними сценаріями
15.9.2019 [Presentation name / Author]9
ПРОБЛЕМА ВДЕ
18089
22908
27727
32546
0
10000
20000
30000
7500 МВт ВДЕ
9500 МВтВДЕ
11500 МВтВДЕ
13500 МВт ВДЕ
Теоретичний обсяг
Обмежена
Використана
ГВт*год/рік
Джерело: моделювання ОЕС України за допомогою PLEXOS®. Wärtsilä 2018 ©
(з урахуванням КВВП але без урахування обмежень)
© Wärtsilä
Виробництво енергії ВДЕ в Україні за різними сценаріями
15.9.2019 [Presentation name / Author]10
ПРОБЛЕМА ВДЕ
31%
40%46%
52%
0
10000
20000
30000
7500 МВт ВДЕ
9500 МВтВДЕ
11500 МВтВДЕ
13500 МВт ВДЕ
Реальний обсяг
Обмежена
Використана
ГВт*год/рік
Джерело: моделювання ОЕС України за допомогою PLEXOS®. Wärtsilä 2018 ©. Плата за «зеленим тарифом» (7,5 ГВт) – 1 млрд 875 тис. євро на рік
Не використана,
але оплачена
енергія
Втрата -580 млн євро
на рік
(з урахуванням обмежень системи)
© Wärtsilä
Вітер: прогноз і факт
Вітер - прогноз
ЯК ЦЕ ПРАЦЮЄ
11
Джерело: ERCOT, Tехас США
Вітер: прогноз і факт
Верхня межа
Нижня межа
Вітер - прогноз
Вітер: прогноз і факт
Верхня межа
Нижня межа
Вітер - прогноз
Вітер - факт
Вітер: прогноз і факт
Верхня межа
Нижня межа
Вітер - прогноз
Вітер - факт
Похибка
Статистично визначена
потреба в балансуванні
↑ та ↓
Необхідно майже 4 ГВт
балансуючої потужності!
Резерви похибки прогнозування
вітру та сонця мають бути
швидкими і гнучкими, щоб
включитись, виправити похибку і
відключитись – у будь-який час!
Похибка прогнозу вітру – за даними ERCOT, США
Вітер: прогноз
12
Приклад – за даними ONS - ОСП Бразилії
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
80000
:00
0:2
0
0:4
0
1:0
0
1:2
0
1:4
0
2:0
0
2:2
0
2:4
0
3:0
0
3:2
0
3:4
0
4:0
0
4:2
0
4:4
0
5:0
0
5:2
0
5:4
0
6:0
0
6:2
0
6:4
0
7:0
0
7:2
0
7:4
0
8:0
0
8:2
0
8:4
0
9:0
0
9:2
0
9:4
0
10
:00
10
:20
10
:40
11
:00
11
:20
11
:40
12
:00
12
:20
12
:40
13
:00
13
:20
13
:40
14
:00
14
:20
14
:40
15
:00
15
:20
15
:40
16
:00
16
:20
16
:40
17
:00
17
:20
17
:40
18
:00
18
:20
18
:40
19
:00
19
:20
19
:40
20
:00
20
:20
20
:40
21
:00
21
:20
21
:40
22
:00
22
:20
22
:40
23
:00
23
:20
23
:40
MВ
т
28/04/2019Max: 6 948 MВт (5:40) Min: 1 794 MВт (15:10)Різниця: 5 154 MВт
Падіння зі швидкістю1 300 МВт/год протягом трьох годин
Генерація ВЕС
© Wärtsilä
Ризики для стійкості системи. Обмеження ВДЕ або АЕС
13
Комбінація негативних факторів
55%
атомної
енергії
Старі
вугільні ТЕС
Швидке зростання
ВДЕ
Нестача
власних
резервів
в ОЕС
ВИКЛИКИ ДЛЯ ОЕС УКРАЇНИ
Найбільш негнучка система у світі Змінність ВДЕЗалежність від Росії
© Wärtsilä
Визначення гнучкості енергосистеми
«Здатність змінювати рівень виробництва (або споживання) електроенергії
у відповідь на інструкції або сигнали, такі як, наприклад, коливання потужності ВДЕ»
Характеризується двома параметрами:
• Час відгуку - за скільки секунд, хвилин
або годин
• Тривалість - протягом якого часу динамічні
характеристики лишаються стійкими
(хвилини, години або дні)
15.9.2019 [Presentation name / Author]14
ЩО ТАКЕ ГНУЧКІСТЬ СИСТЕМИ
© Wärtsilä15
Джерела гнучкості
Генерація Мережа Регулювання попиту Накопичення
ДЛЯ ІНТЕГРАЦІЇ ВДЕ ПОТРІБНА ГНУЧКІСТЬ
ГЕС
Теплова потужність
1
Гнучкість попиту
Споживачі регулюють
своє навантаження
3
Технології накопичення
- ГАЕС - батареї і т. п.
4
Перетокиміж країнами
Концепція Smart Grid
2
Всі джерела гнучкості є корисними. Хай виграє сильніший
© Wärtsilä
НЕГНУЧКА ТЕПЛОВА ГЕНЕРАЦІЯ
15.9.2019 [Presentation name / Author]16
0
100
200
300
400
500
600
MW
Вугільна станція Gibbons Creek у 2006 р.
0
100
200
300
400
500
600
MW
Вугільна станція Gibbons Creek у 2016 р.Вугільні станції змушені працювати у циклічному режимі, до якого не пристосовані
1
© Wärtsilä
Дисплей ОСП штату Колорадо
Вугільні станції
Навантаження
ВітрогенераціяПарогазові
станції
Газопоршнева
станція, блок 1 & 2
Дані системного оператора:
Colorado Dispatch Center, Xcel Energy, USA
Масштаб:
ГНУЧКА ТЕПЛОВА ПОТУЖНІСТЬ
1
© Wärtsilä
Наскільки можливе балансування між енергосистемами?
15.9.2019 [Presentation name / Author]20
0
5000
10000
15000
20000
25000
1 25 49 73 97 121 145 169 193 217 241 265 289 313 337 361 385 409 433 457 481 505 529
Germany-NW Germany-NE Denmark Spain
MW
ПЕРЕТОКИ МІЖ КРАЇНАМИ
Час, год (4 січня – 26 січня, 2010 р.)
Вітрогенерація у чотирьох регіонах Європи
2
© Wärtsilä 15.9.201921
НАКОПИЧУВАЧІ ЕНЕРГІЇ
ГАЕС економічно вигідніші, ніж ГПА лише при роботі > 7 год. на добу*
0
100
200
300
400
500
600
700
0.5 1 2 3 4 5 6 7 8
Загальна вартість резервів, млн. євро/рік
залежно від тривалості активації, год. на добуКапітальні витрати: ГАЕС 1500 євро/кВт
ГПА 700 євро/кВт
ГАЕС ГПА
ГПА ГАЕС
*ГАЕС - дані вартості будівництва першої черги Дністровської ГАЕС,
міжнародний досвід;
ГПА (Газопоршневі агрегати) – ринкова вартість
Високі інвестиційні витрати переважують економію операційних витрат енергосистеми
6,400
6,600
6,800
7,000
7,200
7,400
7,600
7,800
8,000
0 GW ES 1 GW ES 2 GW ES 3 GW ES
An
nu
al co
st [M
EU
R]
OPEX + FiT + CAPEX + FOM
7.5 GW RES
9.5 GW RES
11.5 GW RES
13.5 GW RES
• Вартість перенесеної МВт год ще дуже висока порівняно до генерації
• Системи накопичення стануть економічно ефективними, коли ціна
зменшиться до приблизно 50% від поточної
ГАЕС Електроакумуляторні батареї4
© Wärtsilä
Отже, для інтеграції ВДЕ потрібна гнучкість
Можливі джерела гнучкості:
• ГЕС/ГАЕС
• Інтерконектори
• Накопичувачі
• Маневрені ТЕС
15.9.2019 [Presentation name / Author]22
ПІДСУМКИ
АЛЕ:
• В Україні потенціал нових ГЕС та ГАЕС
обмежений
• Перетоки з ЄС обмежені, перетоки з РФ/РБ
припиняться не пізніше 2023 р.
• Технологія АКБ ще не конкурентоздатна для
переносу енергії
Висновок: основним джерелом гнучкості може стати маневрена генерація
Схвалений Кабміном «Порядок» створює нові бізнес-можливості
© Wärtsilä 15.9.2019 Ukrainian power system study / Wärtsilä Energy Solutions23
2 ГВт гнучкої потужності - оптимальний обсяг для системи
• Моделювання 20 сценаріїв розвитку ОЕС України визначило, що максимальний економічний ефект досягається при створенні 2 ГВт маневрених потужностей
• При інвестуванні у більші обсяги додаткова економія змінних витрат нівелюється ростом капітальних витрат
Показники сценарію 7,5 ГВт ВДЕ / 2 ГВт ГПА
• Економія змінних витрат: €300 млн/рік (-11,6 %)
• Викиди СО2: 51 43 млн. тон (-15,7 %)
ПІДСУМКИ
4,000
4,100
4,200
4,300
4,400
4,500
4,600
4,700
4,800
0 GWSPG
1 GWSPG
2 GWSPG
3 GWSPG
4 GWSPG
An
nu
al O
PE
X +
C
AP
EX
+ F
OM
co
st [M
EU
R]
Flexible capacity optimization
7.5 GW RES
9.7 GW RES
11.7 GW RES
13.7 GW RES
Оптимальний
діапазон маневреної
потужності
Обсяг маневреної потужності
По
внір
ічніви
трати
, м
лн є
вро
Собівартість в залежності від обсягу маневреної потужності
© Wärtsilä 15 September 2019 Energy Solutions 201524 © Wärtsilä 15 September 2019 Energy Solutions 201524
ЕНЕРГО
СИСТЕМИ
МАЙБУТНЬОГО
ВДЕ
ЯК БАЗОВА
ЕНЕРГІЯ
ГНУЧКА
ГЕНЕРАЦІЯ ДЛЯ
БАЛАНСУВАННЯ
СИСТЕМИ
= +
ІГОР ПЕТРИК
Директор з розвитку ринків, Східна Європа
Wärtsilä Finland Oy
+358 44 320 2264
© Wärtsilä 15.9.2019 [Presentation name / Author]30
ТИПОВА КОМПАКТНА МОДУЛЬНА СТАНЦІЯ WÄRTSILÄ
Wärtsilä виконує:
- Поставку «під ключ»
- Навчання персоналу
- Гарантійне та післягарантійне
обслуговування
- Експлуатацію
В Україні сервісна компанія
ТОВ «Вяртсиля Україна»
Термін будівництва 13 місяців
Типова вартість 500-700 EUR/кВт
Витрати палива 0,242 кг у.п./кВтгод
(Wärtsilä 31SG)
Агрегати 10 - 18 МВт
Станції 10 - 600 МВт
© Wärtsilä Document ID Revision15 September 2019 Wärtsilä Energy Business - Engine Power Plants 31
«Рішення Wärtsilä дозволило нам реагувати на зміни в електромережі, коли вітер перестає дути, маючизмогу постійно підтримувати станціюз максимальною ефективністюзавдяки здатності завантажуватиагрегати з кроком, який відповідаєнашому навантаженню»John Packard, Manager of Generation, STEC
200 МВт, Pearsall, Техас, США
Маневрена станція
Швидкий гравець ринку
Природний газ
© Wärtsilä Document ID Revision15 September 2019 Wärtsilä Energy Business - Engine Power Plants 32
This power plant provides emergency power in case of sudden drops in the electricity supply. The plant is activated when there is a failure in the grid or in other power plants serving the grid.
Станція швидкого резерву
Час пуску 10 хв
Без персоналу на майданчику
250 МВт, Елеринг, Естонія
© Wärtsilä Document ID Revision15 September 2019 Wärtsilä Energy Business - Engine Power Plants 33
“We are very proud of the world’s largest engine power plant.”
Taemin Kim, Administration Manager, AAEPC
Маневрена станція, IPP
38 агрегатів Wärtsilä 18V50DF
Трьохпаливна: газ, мазут,
дизель
Гнучке навантаження
600 МВт, IPP3, Йорданія
© Wärtsilä Document ID Revision15 September 2019 Wärtsilä Energy Business - Engine Power Plants 34
100 МВт Kraftwerke Mainz-Wiesbaden AG, Німеччина
«На відміну від традиційних ТЕЦ на базі вугільних блоків або газових турбін, газопоршневі двигуни Wärtsilä можуть запускатися та зупинятися без обмежень всього за 2 хвилини. Це наша відповідь зростаючій волатильності ринку електроенергії, спричиненій збільшенням частки відновлюваної енергії. Це робить нас майбутніми партнерами відновлюваної енергетики»Dr. Lars Eigenmann, CEO, Kraftwerke Mainz-Wiesbaden AG
Динамічна газова ТЕЦ
100 MВт ел.
96 МВт тепл.
2 хв. час пуску
1500 пусків на рік
Загальний ККД 89%