Юрій Бондаренко, Іван Дирів, Леонід Уніговський, Сергій Чех
Автори статті ще в 2022 році зацікавились розвитком технології “розумних мереж” у світі та присвятили даній тематиці декілька відповідних статей у профільному журналі. Актуальність цього питання зацікавила виконавчого директора асоціації «Енергоефективні міста України» Святослава Павлюка, який запропонував висвітлити його на зібранні членів асоціації. Голова енергоефективного міста Долина Іван Дирів також виявив інтерес, що і стало поштовхом для початку роботи над створенням сотової енергетичної мережі в Долинській територіальній громаді Івано-Франківської області.
Варто пояснити, чому дану мережу називають сотовою енергетичною мережею (далі – СЕМ). Це об'єднання в мережу різноманітних місцевих засобів генерації електроенергії та споживачів доповнено методами та засобами управління попитом та балансуванням системи. На даний момент об'єднання може включати в себе різноманітні засоби, такі як бензинові, дизельні, газові генератори, ВДЕ та станції зберігання енергії, а у майбутньому передбачається поетапна заміна викопних видів палива на відновлювальні джерела енергії (далі – ВДЕ).
СЕМ має певні переваги саме для громад, які, зокрема, як об’єднують споживачів енергетичних ресурсів, так і розпоряджаються в межах своїх громад територіями для встановлення генерації ВДЕ, а також мають опалювальні котельні на газі, які знаходяться “всередині” районної енергетичної інфраструктури і можуть бути модернізованими в мультиенергетичні хаби з когенерацією і проміжним накопиченням теплоти для забезпечення гнучких графіків роботи.
Концепція СЕМ, на думку авторів статті, по аналогії схожа з мережевою структурою стільникового зв'язку, тому і була так названа, проте для уніфікації термінології в цій галузі необхідно здійснити ще чимало роботи.
Чому саме Долинська громада підходить для реалізації даної концепції?
По-перше, сприятливі розміри громади, яка охоплює площу 20,22 кв. км з чисельністю населення 21 100 мешканців станом на початок 2022 року. Світовий досвід переконує, що успішна розробка пілотних проєктів по впровадженню таких “розумних систем” є значно ефективнішою при реалізації в громадах невеликих розмірів у порівнянні з мегаполісами.
По-друге, значні досягнення в сфері енергетики та успішний досвід роботи енергоменеджерів в громаді. В 2008 році місто Долина одне з перших в Україні розробило стратегію енергозбереження до 2020 року і завдяки успішній реалізації низки проєктів в сфері енергозбереження та впровадження нових передових практик набуло статусу незаперечного лідера в сфері енергоефективності.
Хронологія впровадження проєктів в Долинській громаді свідчить про поступовий та систематичний розвиток ВДЕ в громаді.
2009 р. - підписано угоду мерів у Брюсселі, за умовами якої місто взяло на себе зобов’язання до 2020 року скоротити на 20% споживання основних енергоресурсів та викиди СО2 і збільшити використання альтернативних джерел енергії на 20%.
2011 р. - затверджено План дій сталого енергетичного розвитку міста Долина (SEAP) на 2011-2020 роки. Даний План дозволив системно впроваджувати заходи з енергоефективності, в структурі міської ради створити підрозділ енергетичного менеджменту та встановити програмне забезпечення “Енергоплан” для моніторингу споживання енергетичних ресурсів бюджетних будівель.
2011-2012 рр. - за “кіотські кошти” місто Долина провело комплексну термомодернізацію для 4 дошкільних навчальних закладів: “Золота рибка”, “Росинка”, “Зірочка”, “Сонечко”, та для 2 закладів охорони здоров’я, а саме Долинської дитячої лікарні та для терапевтичного корпусу Долинської ЦРЛ.
2012 р. - у рамках проєкту Європейського Союзу “Підтримка проєктів енергоефективності в малих містах України” в Долині провели комплексну термомодернізацію краєзнавчого музею “Бойківщина”. Вартість проєкту – 1,6 мільйона гривень, з яких кошти Європейського Союзу – 1,26 мільйона, решта – міський бюджет.
2015-2019 рр. - в рамках програми SUDeP було утеплено 30 багатоквартирних житлових будинків (бюджет проєкту становив 1 млн євро, що дозволило зменшити споживання газу на 23-36%). Три дитячі садочки (“Золота рибка”, “Росинка”, “Сонечко”) оснащено сонячними колекторами. Також понад 30% будівель бюджетної сфери переведені на опалення альтернативними джерелами енергії (тверде паливо).
2016-2018 рр. - на умовах співфінансування (50% - кошти міської ради і 50% - кошти мешканців) замінено вікна та двері в 94 квартирах багатоквартирних житлових будинків на загальну суму 1 830 тис. грн.
2021 р. - новостворена Долинська ТГ підтвердила свої стратегічні цілі щодо другого етапу впровадження ПДСЕРК в рамках Угоди мерів та зобов'язалася зменшити викиди СО2 на 30% до 2030 року і поставила перед собою мету до 2050 року досягнути кліматичної нейтральності.
Згідно статистичних даних на мал. 1 зображена структура споживання електричної енергії будівлями громади впродовж 2021 року.
Малюнок 1 – Структура споживання електричної енергії Долинської громади в 2021 році
У 2023 році були встановлені сонячні електростанції потужністю 16,2кВт та 140кВт, і заплановано ще одну сонячну електростанцію потужністю 120 кВт. На мал. 2 зображено моніторинг генерації енергії та екологічні переваги від встановлення сонячної станції на КП “Водоканал”. Перевага встановлення сонячної електростанції включає забезпечення безперервного водопостачання, зменшення навантаження на енергетичну систему та зменшення споживання електроенергії, що призводить до економії бюджетних коштів на енергоносії. Передбачувана планова кількість генерованої електроенергії складає 130 760 кВт/год на рік, що призведе до економії бюджетних коштів, орієнтовно, у розмірі 950 тисяч гривень щорічно за діючим тарифом на електроенергію.
Малюнок 2 – Моніторинг генерації електроенергії сонячної станції КП “Водоканал”
На найближчу перспективу також заплановано будівництво додаткових сонячних електростанцій загальною потужністю 846 кВт та станції акумулювання енергії потужністю 4 МВт на території громади. Поруч з громадою функціонує біогазовий завод потужністю 4 млн м куб. на рік, здійснюється видобуток природного та попутного газу відповідною потужністю 138 та 5,8 млн м куб. на рік. Неподалік від Долини встановлені вітротурбіни потужністю 2 МВт з планами на їх подальше розширення. Крім того, на території громади знаходяться три блочно-модульні котельні з усією необхідною інфраструктурою. Наявні електромережі з напругою 110 кВ.
Малюнок 3 – Схема реалізованих та запланованих проєктів з використанням ВДЕ в Долинській громаді
Досягнення минулого десятиріччя свідчать про готовність громади до реалізації нового комплексного проєкту для підвищення стабільності системи енергопостачання Долинської територіальної громади та забезпечення можливості підвищення ефективності використання наявних та нових об’єктів розподіленої генерації та накопичення енергії шляхом створення СЕМ в Долинській громаді. Також, на нашу думку, впровадження розподіленої генерації та “розумних систем” необхідно застосовувати перш за все в громадах, де є фахові спеціалісти та прагнення зробити щось реальне.
Тож, для розгляду пропонується ідея бізнес-моделі СЕМ, яка повинна відповідати двом умовам - бути економічно привабливою для інвестора та задовольняти зростаючі вимоги споживачів щодо безпеки постачання, аж до здатності мережі протягом певного періоду забезпечувати роботу в режимі енергетичного острову. Детальне опрацювання моделі, в тому числі юридичний аналіз, буде здійснено на стадії техніко-економічного обґрунтування.
Для впровадження СЕМ в громаді пропонується створити енергетичний кооператив. Відповідно до Закону України “Про внесення змін до деяких законів України щодо відновлення та зеленої трансформації енергетичної системи України”, енергетичний кооператив – юридична особа, створена відповідно до Закону України “Про кооперацію” або Закону України “Про споживчу кооперацію" для здійснення господарської діяльності з виробництва, заготівлі або транспортування паливно-енергетичних ресурсів та зберігання енергії для надання інших послуг з метою задоволення потреб його членів або територіальної громади, а також з метою отримання прибутку відповідно до законодавства. Членами цього кооперативу можуть бути комунальні підприємства, бюджетні структури, бізнес та населення. Підкреслюємо, що станом на 2021 рік близько 22% електроенергії споживало населення, а 19% - бізнес. Тому дуже важливо залучення до діяльності СЕМ населення та бізнесу, який працює (чи планує працювати) на території громади, і трейдерів електроенергії. Відповідно до умов державно-приватного партнерства (в Законі України “Про державно-приватне партнерство" написано, що сфера застосування цього Закону охоплює "виробництво, транспортування і постачання тепла та розподіл і постачання природного газу”, а також “виробництво, розподілення та постачання електричної енергії”), кооператив ( за рахунок інвестора чи місцевого бізнесу) отримує в лізинг сонячні панелі та “розумні” лічильники з відповідним обладнанням та пільговим періодом оплати. Це обладнання передається в сублізинг членам кооперативу.
Умови сублізингу
Кожен сублізингоотримувач (далі отримувач) за умовами договору може безоплатно споживати певну кількість виробленої електроенергії (договірний обсяг) та виконувати команди кооперативу стосовно управління попитом. Вся електроенергія, вироблена отримувачем понад договірний обсяг, передається кооперативу. Це, відповідно до презентації групи експертів українського національного комітету СІГРЕ під головуванням пана Сергія Кучера “Потенціал управління попитом споживачів в балансуванні енергосистеми України", - зменшення обсягу оплати за енергоресурси, що споживаються, а також “отримання доходу …за певну поведінку”… споживачів…” в добовому графіку споживання електроенергії”.
Якщо отримувач споживає більше договірного обсягу, він може придбати в кооперативі додаткову електроенергію (ціна може бути динамічною в залежності від часу). Вся електроенергія, вироблена отримувачем на переданому в сублізинг обладнанні понад обумовлений в договорі обсяг, є власністю кооперативу.
Кооператив може:
- продати (передати) цю електроенергію безоплатно (за зниженим тарифом) членам кооперативу;
- за допомогою трейдера продати цю електроенергію в ринок (можливо, за “зеленим” тарифом);
- отримувати додаткову оплату за рахунок надання кооперативом (центром управління кооперативом – агрегатором) допоміжних послуг та послуг балансування в рамках СЕМ.
Цю схему пропонується реалізувати в два етапи.
1 етап – тільки місто Долина.
2 етап - певні навколишні села.
Додаткові можливості
- Встановлення газокомпресорів та когенераційного обладнання в блочно-модульних котельнях та газокомпресорів для виробництва електроенергії при видобутку газу. За рахунок “маневрування” використанням різних видів енергоресурсів для генерації електроенергії також можливе зменшення оплати за енергоресурси.
- Використання геотермальної енергії. На території громади є учбові нафтові свердловини, які експлуатує Івано-Франківський університет нафти та газу.
Поточна робота
Безумовно, необхідною умовою створення СЕМ є наявність (придбання) відповідного програмного забезпечення (далі – ПЗ) і необхідної апаратури/обладнання для “розумних мереж”. Наразі ведуться перемовини з компанією General Electric та рядом інших фірм. Головними вимогами є охоплення ПЗ випадків комерційного, промислового та побутового використання широкого спектру розподілених енергетичних ресурсів (електромобілів, сонячної енергії, акумуляторів тощо), наявність широкого спектру продуктів, включаючи торгівлю, та прикладного програмного інтерфейсу (API), а також комплексної пропозиції щодо балансування, управління навантаженням, диспетчеризації та управління попитом, які можна побудувати на основі програмного забезпечення.
Розпочато напрацювання алгоритмів роботи диспетчерського центру кооперативу.
Для ведення юридичної роботи за цим проєктом запрошена компанія «АСТЕРС».
Впевнені, що реалізація цього проєкту дозволить розробити та впровадити в експлуатацію пілотний проєкт СЕМ і в подальшому тиражувати ці концептуальні рішення в інших територіальних громадах по всій території України.
