Sistemske usluge elektrana postaju novo tržište: zašto stabilnost mreže dobija cenu

Konvencionalne elektrane ne obezbeđuju samo energiju; njihova rotaciona inercija, sistemi pobude i sposobnost da kratki spojevi omoguće pravilno delovanje zaštitnih sistema decenijama su bili deo „paketa“ koji je retko dobijao zasebnu tržišnu cenu. Ali brzi rast vetroelektrana i solarnih elektrana priključenih preko invertora menja taj model, pa stabilnost mreže sve više postaje roba koja se mora posebno projektovati, vrednovati i plaćati.

Zašto se menja vrednovanje: od proizvodnje ka najzahtevnijem satu rada

Obnovljivi izvori mogu da pruže mnoge usluge podrške mreži, ali samo ako su njihovi invertori, upravljački sistemi i druga oprema posebno projektovani i podešeni za tu namenu. Ključno pitanje zato nije samo godišnji proizvodni miks, već ono što se dešava u najzahtevnijem satu sistema: kada je veliki broj sinhronih mašina van pogona, da li mreža može da izdrži veliki kvar, iznenadni gubitak proizvodnje ili druge poremećaje bez neprihvatljivih odstupanja frekvencije i napona.

Jugoistočna Evropa još raspolaže značajnim kontingentom sinhronih generatora, pa tranzicija nije toliko uznapredovala kao u pojedinim severnoevropskim sistemima. Ipak, periodi visoke proizvodnje iz obnovljivih izvora već smanjuju angažovanje termoelektrana u Grčkoj, Rumuniji, Bugarskoj i drugim regionalnim tržištima.

Inženjerska rešenja postoje—ali imaju ekonomsku cenu

Sposobnosti potrebne za stabilnost mogu se obezbediti na više načina. Inercija se može obezbediti sinhronim kompenzatorima, dok se deo tog efekta može simulirati brzim upravljanjem inverterima. Baterijski sistemi opremljeni tehnologijom formiranja mreže (grid-forming) mogu brzo da reaguju na poremećaje i pomognu u uspostavljanju referenci napona i frekvencije u slabim delovima mreže.

Hidroelektrane u nekim slučajevima mogu raditi u režimu sinhronog kompenzatora. Invertori obnovljivih izvora mogu obezbediti reaktivnu snagu i podršku naponu čak i kada je njihova aktivna proizvodnja ograničena.

Međutim, ove funkcije imaju svoju ekonomsku cenu: predimenzionirani invertori, sinhroni kompenzatori i rezervisani kapacitet baterija mogu smanjiti deo opreme raspoloživ za energetsko arbitriranje ili druge komercijalne usluge. Zbog toga investitorima treba jasna slika kako će takve usluge biti plaćene.

Model nabavke određuje bankabilnost

Operatori prenosnih sistema mogu tehničke zahteve propisati kroz mrežna pravila, nabavljati usluge putem konkurentnih tržišta ili ih obezbeđivati dugoročnim ugovorima na strateški važnim lokacijama. Izbor modela direktno utiče na bankabilnost projekata, izbor tehnologije i očekivani povrat na investiciju.

Ugovori moraju precizno definisati brzinu odziva, trajanje, raspoloživost, performanse, procedure testiranja i penale—jer „podrška mreži“ je preširok pojam za projektnu finansijsku logiku. Izvesnost prihoda možda će morati da bude duža nego kod konvencionalnih ugovora za balansne usluge, pošto specijalizovana mrežna oprema često ima ograničene alternative namene.

Baterijski sistemi verovatno će imati koristi od novog tržišta, ali nisu svi BESS automatski sposobni da pružaju grid-forming usluge. Nazivne snage invertora, upravljačka arhitektura, raspoloživa radna rezerva i procedure puštanja u rad ključni su faktori. Baterijski sistem prvobitno projektovan prvenstveno za energetsko arbitriranje može zahtevati dodatnu opremu ili drugačiji režim rada pre nego što ispuni zahteve stabilnosti sistema—pa bi OEM sposobnosti upravljačkih sistema i performanse tokom puštanja u rad mogli postati važan komercijalni diferencijator.

Gde će nestašice prvo nastati: lokacija kao finansijski rizik

Problemi stabilnosti zavise od lokacije. Ostrva, udaljene zone sa velikom koncentracijom obnovljivih izvora i slabi prenosni koridori verovatno će se suočiti sa izazovima pre snažno umreženih delova sistema. To stvara neočekivanu priliku za termoelektrane koje se povlače iz pogona.

Iako termoelektrana na ugalj ili gas prestaje da proizvodi električnu energiju u komercijalnom režimu, njena lokacija može zadržati vrednu mrežnu infrastrukturu i sinhronu opremu. Takva lokacija potencijalno može biti prenamenjena za usluge sinhronog kompenzovanja, podršku reaktivnom snagom, black start funkciju ili baterijsko skladištenje.

Time nastaje mogućnost razvoja brownfield čvorišta za sistemske usluge koja bi kombinovala baterije, sinhrone kompenzatore, STATCOM uređaje i grid-forming invertore. Njihova strateška vrednost ne bi više zavisila od dostupnosti goriva ili same proizvodnje električne energije već od položaja u prenosnoj mreži i sposobnosti da obezbede ono što elektroenergetski sistem traži.

Kada kapacitet nije isto što i stabilnost

Šira implikacija je da se adekvatnost elektroenergetskog sistema više ne može meriti samo megavatima aktivne energije. Dva objekta sa identičnom nazivnom snagom mogu imati veoma različit doprinos stabilnosti: jedan može pružati brz odziv frekvencije, regulaciju napona i mogućnost black start-a; drugi možda nijednu od tih usluga.

Zato tržišta Jugoistočne Evrope moraju eksplicitnije da vrednuju inerciju, brzi odziv frekvencije, podršku naponu, black start i jačinu mreže. To otvara nove izvore prihoda za baterijske sisteme, proizvođače električne energije iz obnovljivih izvora (uz odgovarajuću opremu), hidroelektrane (u određenim režimima), sinhrone kompenzatore i drugu specijalizovanu opremu—dok istovremeno postaje vidljivija „skrivena vrednost“ koju su konvencionalne termoelektrane decenijama pružale bez jasno definisane tržišne naknade.

Prelazak ka elektroenergetskom sistemu sa većim udelom obnovljivih izvora biće pouzdaniji ako se ove usluge identifikuju, vrednuju i obezbede pre povlačenja konvencionalnih sinhronih generatora iz pogona. Sledeća generacija tržišta kapaciteta i pomoćnih usluga u Jugoistočnoj Evropi zato mora da odgovori na šire pitanje od toga koliko električne energije objekat može proizvesti—već kakav elektroenergetski sistem taj objekat pomaže da ostane stabilan.