Датский подход к энергопотреблению

Датский остров Борнхольм (Bornholm), на котором проживает 42 тысячи жителей, в скором времени станет обладателем самой интеллектуальной энергосистемы в мире. Реализуемый здесь проект EcoGrid охватит единой сетью 2000 домов, и позволит жителям выбирать удобное время потребления электроэнергии (э/э) в зависимости от повышения тарифа. Это позволит снизить использование энергии и расходы на ее оплату на 10-15%, пишет журнал Института инженеров электротехники и электроники “IEEE Spectrum” (США).

До начала тысячелетия электроэнергия на Борнхольм поступала из Швеции преимущественно посредством силового кабеля, проходящего по дну канала. Вследствие технологических ошибок при прокладке несколько раз происходили разрывы кабеля, что оставляло островитян без электричества. В начале 2000 годов датская энергетическая компания Ostkraft Net провела оценку перспектив энергонезависимости Борнхольма, и предпочтение было отдано именно возобновляемым источникам энергии (ВИЭ). В течение 2002-2012 годов компания построила ряд станций, которые используют ВИЭ, и способны обеспечивать три четверти потребности острова в э/э. Таковая потребность в 2012 году составила 268 ГВт-ч (к примеру, потребление э/э в Украине за прошлый год — 150,7 тыс. ГВт-ч — Ред.)

Борнхольм превратился в своего рода лабораторию для испытания новых источников возобновляемой энергии. В 2012 году Ostkraft начала последний этап реализации новой схемы энергообеспечения острова путем развертывания одной из самых передовых электросетей, называемой EcoGrid ЕС. Этот четырехлетний проект стоимостью 21 млн евро ($27 млн) финансируется совместным консорциумом ЕС и компьютерной компании IBM. Он призван продемонстрировать, как электричество будет производиться, распространяться и потребляться в будущем.

Суть проекта заключается в том, что все существующие мощности по производству тепловой и электрической энергии будут управляться централизованной системой, функционирующей как единая электростанция. На острове построены ветроэнергетические установки (ВЭУ) мощностью 30 МВт и тепловая электростанция на базе биотоплива мощностью 16 МВт. Пиковая нагрузка на электросети на Борнхольме достигает 55 МВт, и жители гордятся, что в особо ветреные дни ВЭУ позволяют покрыть более половины этой потребности. Однако и от традиционных “мощностей” — шведского кабеля — пока не отказываются: он помогает компенсировать периоды спадов при неблагоприятных погодных условиях.

Технологию “умной сети” разработали ученые Таллинского технического университета. EcoGrid ЕС является одной из первых систем, в которой клиенты электросети помогут сбалансировать порой большие и резкие перепады в поставке электроэнергии по силовому кабелю, что неизбежно сопровождает использование возобновляемых источников энергии. Специальные счетчики, установленные в домах, будут постоянно сообщать об изменении цены э/э на рынке, а островитяне будут экономить, запуская стиральную машину или бойлер тогда, когда это выгодно. Например, при сильном ветре, когда ветряная энергия дешевле.

Беречь электричество поможет и автоматика. Счетчик сможет сам связываться с электроприборами и отключать лишние, когда цены на рынке достигают пика. При этом выбрать приоритетность техники жителям помогут специальные программы, встраиваемые в счетчик. Регулировать потребление э/э в домах и выбирать удобное время для покупки тока обитателям Борнхольма позволит интернет-приложение, доступное на любом электронном устройстве (смартфоне, планшете, ПК).

Ученые вплоть до 2015 года будут изучать работу энергосистемы с этим типом целевого потребления. “Мы заинтересованы понять то, как система будет работать на таком острове с большим количеством устройств, способных переключаться автоматически: какие ожидать последствия, будет ли качество ухудшаться или использоваться неконтролируемая техника”, — сказал один из разработчиков проекта, доцент института электротехники Таллинского технического университета Иво Палу (Ivo Palu). Исследователи также ставят для себя целью сформировать у людей привычку потреблять энергию в тот момент, когда она стоит дешевле.

Дания — не единственная страна, внедряющая у себя технологии “умных” сетей (Smart Grid). В Европе предусмотрено финансирование программ по распространению таких сетей в размере $750 млрд в течение 30 лет. План Европейской комиссии 20/20/20 предусматривает, что к 2020 году выбросы парниковых газов будут сокращены на 20%, в то время как использование возобновляемых источников энергии вырастет на 20%.

Но именно в Дании эти технологии наиболее активно распространяются и начинают полномасштабно применяться. В большей степени это связано с тем, что именно в этой стране значительное количество энергии поступает из альтернативных источников (20% от общего объема энергии составляет ветряная). В 2012 году датское правительство утвердило еще одно задание: возобновляемые источники должны обеспечивать 35% общего электропотребления страны; к 2020 году — не только энергопотребления, а и потребности в отоплении и транспорте, и 100% к 2050 году.

По прогнозам, к 2030 году потребность человечества в электричестве удвоится. Но правительства стран, входящих в Евросоюз, планируют к 2017 году снизить потребление электроэнергии на 9% за счет повышения энергоэффективности и при помощи повсеместного внедрения Smart Grid. Кроме этого, согласно расчетам еврочиновников, использование “умной” сети позволит предотвратить выбросы более миллиарда тонн углекислого газа в атмосферу к 2020 году.