Обзор энергетики Германии

Структура электрической сети Германии
В германии 4 оператора передачи э/э по сетям высокого напряжения (380 кВ)

Структура электрической сети Германии
Около 900 операторов распределительных электрических сетей (среднее и низкое напряжение)

Энергетическая стратегия Германии
Разработкой стратегии Германии занимаются:
Федеральное министерство экономики и технологии (основной заказ), Министерства энергетики в Германии нет;
Федеральное министерство охраны окружающей среды, природы и реакторной безопасности,
Федеральное министерство транспорта, строительства и городского развития,
Федеральное министерство продовольствия, сельского хозяйства и защиты прав потребителей.

Энергетическая стратегия ФРГ (принципы)
Основные принципы энергетической стратегии Германии изложены в директивах ЕЭС, а также 8 законах Германии, основными установками стратегии являются:
1) Либерализация энергетики – создание условий для конкуренции. Разделение конкурентных видов бизнеса.
2) Использование возобновляемых источников энергии с целью к 2050 году основную часть энергии (80%) получать из возобновляемых источников.

Энергетическая стратегия ФРГ (принципы)
3) Прекращение использования вредных производств в первую очередь ядерных реакторов, сокращение выбросов СО в атмосферу, а также постепенное сокращение выбросов в атмосферу других веществ например фреона и элегаза.
4) Переход на электромобили: до 2020 года необходимо вывести на улицы Германии 1 млн., а до 2030 года 6 млн. электромобилей.

Задачи по «перестройке энергетики Германии» в части сетевого хозяйства
1) Создание условий для передачи энергии из возобновляемых источников с Севера Германии (ветропарков побережья) на Юг к центрам производства. Необходимо усиливать существующие электрические сети. Строительство новых линий практически нереально в связи с ограничениями по охране окружающей среды.
2) Создание условий для «впитывания» сетью энергии от децентрализованных источников: ветропарков, частных солнечных батарей и т.д.
3) Управление нестабильной нагрузкой ветропарков.
4) Увеличение эффективности и пропускной способности сети за счет создания «интеллектуального» потребления оптимизация режимов работы сети и выравнивания пиков нагрузки за счет внедрения «умного учета» и систем «умный дом».

Ход реализации энергостратегии в Германии
Фото диспетчерского щита подразделения сетевого оператора Е.ON эдис в г. Потсдаме 26 августа 2011 года, около 12:00, солнечный день + 26◦С, скорость ветра 4-5 м/с.

Ход реализации энергостратегии в Германии
На дисплее зафиксировано потребление мощности на этот час:
Общее потребление ≈ 1600 Мвт, в том числе:
Мощность, получаемая от ветроустановок ≈ 800 Мвт (50%);
Мощность, получаемая от солнечных батарей ≈ 200 Мвт (12,5%);
Поступление мощности от других генераторов ≈ 600 МВт (37,5%).
В зоне деятельности этого оператора по состоянию на 26 августа 2011 г. 62,5% энергии поступает из возобновляемых источников энергии и соответственно 37,5% из «традиционных» . Т.е Федеральный план по переходу на возобновляемые источники энергии до 2040 года (65% возобновляемой энергии) в этом районе практически уже выполнен.
Такая же ситуация имеет место в Северо-восточных районах Германии (на побережье), где сосредоточено большое количество ветроустновок. В таких компаниях как например EWE Netz GmbX.

Ход реализации энергостратегии в Германии
На сегодня серьезным «вызовом» (как говорят в Германии) для немецкой энергетики является управление ветропарками. В период бури в первую очередь ограничивается потребление из традиционных источников и только в последнюю очередь ограничения вводятся для ветропарков, т.к. при вынужденном отключении этих генераторов, законом предусмотрена компенсация стоимости их выработки.
В учебном центре GridLab в г. Котбус существует специальный тренажер для тренировки действий диспетчеров по управлению Общей электрической системой (ОЭС), предусматривающей работу ОЭС:
в эксплуатационном оперативном режиме;
в стрессовом режиме (ранний уровень предупреждения);
в аварийном режиме (аварийный уровень);
в режиме полного и частичного выпадения ОЭС (авария);
восстановление ОЭС (черное начало).

учебный центр GridLab в г. Котбус

Ход реализации энергостратегии в Германии
Каждый потребитель может поставить на крыше своего дома солнечный элемент, поставить счетчик и сбытовая организация обязана купить его энергию по цене ≈ 31 цент за кВтч, при этом стоимость бытового потребления 1 кВтч = 23-25 центов. Такая льгота дается на 20 лет с постепенным снижением цены покупки энергии.

Типичный пейзаж

Либерализация электроэнергетики на практике
В Германии нет государственной собственности в электрических сетях, все компании операторы сети частные, как правило, с зарубежными хозяевами (акционерами). Так например Шведский концерн Vattenfal Europre управляет сетевым оператором, осуществляющим распределение энергии в городах Берлин и Гамбург.
Например: один из крупнейших операторов передачи электроэнергии по сетям сверхвысокого напряжения 50 Hertz в настоящее время приобретен Бельгийской фирмой Elia.
Как правило, сетевой оператор это часть большого европейского концерна имеющего в своем составе подразделения генерации (ветровой и обычной), газораспределительные сети, сбытовые организации, сервисные структуры.
Эти подразделения имеют статус отдельных юридических лиц, но входят в управление холдинговых структур имеющих активы в различных странах Евросоюза, а иногда и в России, так например компания Е.ОN (c штаб квартирой в Дюссельдорфе) управляет активами Каширской ГРЭС в России (ОГК-4).

Госрегулирование и цены на электроэнергию

Принципы регулирования тарифов
Основным принципом Федерального сетевого агентства ФРГ является «стимулирующее регулирование» - не «плановая экономика» - установление рыночных принципов эффективности – например:
создание условий для прямой конкуренции в производстве и сбыте э/энергии. Например через создание возможностей для перехода потребителей от одной сбытовой компании в другую если та предоставляет более интересное предложение (в основном по цене)
для сетевых операторов создаются «псевдо рыночные» условия для сравнения предприятий. Предприятие имеющее лучшие показатели берется за базу и к этим показателям должны стремиться все остальные в части своих расходов.

Стоимость электроэнергии в 2010 году
Суммарная стоимость

Соединение ветроустановки и гидроаккумулятора.
Энергетические идеи Германии
Идея 1
Для управления ветропарками необходимо найти способы накопления энергии: гидроаккумуляторы, сжатый воздух, аккумуляторные батареи в том числе в электромобилях.

Ветропарк и гидроаккумулятор

Идея 2
Виртуальная электростанция – объединение множества мелких производителей в единую систему управляемую диспетчером и работающую как большая электростанция

Идея 3
Smart Grid, Smart mitering, Smart City – «умные сети», «умный учет», «умный город» - интеллектуальное потребление энергии и управление нагрузками

Притягательность энергоидей для бизнеса
Siemens AG работает над «умными» счетчиками, кабелями сверхвысокого напряжения, аккумуляторами и заправочными станциями для электромобилей;
Opel, Mersedes – разрабатывают модели электромобилей;
Телекоммуникационные фирмы ищут способы интеграции с средств учета и дополнительных функций для «умного» потребления

Энергетические мечты
Проект Desertec – (визион) разработка Римского Клуба по передаче солнечной энергии из пустыни Сахара в Евросоюз.

Desertec Мечта или перспектива?

Члены европейского совета«Smart Grid»

Автор понятия «Smart Grid»

В презентации использованы материалы докладов :
Председателя правления Немецкого Энергетического Агентства (дена) Штефана Колера.
Руководителя отдела Международных отношений Федерального агентства регулирования Германии (BNetzA) канд. наук Аннегрет Гребель.
Руководителя департамента регионального развития сетей ЭНВИФ-нетц (ENVIA-Netz) Хано Дуринга.
Руководителей сетевой компании Ваттенфаль Европа Сетевой сервис ГмбХ Михаэль Рацке, Лутц Миттенцвай, Лутц Шмидта.
Директора отдела развития бизнеса и маркетинга Бернд Безнерамеди медиа-центра Брандербургксого Технического университета г. Ктбус (Gridlab GbmX).
Руководителя регионального центра развития бизнеса и маркетинга распределительной сети г. Берлина Ульриха Штрассе.
Генерального директора компании Нельдер консалтинг Вольфганга Нельднера, системного инженера Анре Леманна .
Руководителя дирекции стратегического планирования компании ЕВЕ Нетц (EWE Netz ГмбХ) канд. наук Энно Вибена.
Менеджера стратегического планирования Сименс АГ Теодора Коннора.
Руководителей предприятия Э.ОН эдис в г. Потсдаме.
Доктора М. Бухгольца.