Microgrids: global markets and opportunities for Ukraine by Andrij Zinchenko

Мікромережі: світовий досвід та можливості для України

ЗМІСТ

Вступ 5 Визначення понять

Динаміка розвитку ринку мікромереж

Визначні приклади реалізації мікромереж

12 12

Острів Гапа, Південна Корея

Боррего Спрінгз (Borrego Springs), Каліфорнія, США

Фельдхайм (Feldheim), Німеччина

Ілінойський технологічний інститут

(Illinois Institute Of Technology), США

Бруклінська мікромережа (Brooklyn Microgrid), США

Co-Op City, Нью-Йорк, США

Мікромережа Marcus Garvey Village, Нью-Йорк, США

Вигоди та переваги пов’язані із мікромережами

Острів Ейг, Шотландія

19 20

Екологічний ефект

Місце мікромереж на ринку електроенергії Роздрібний ринок Балансуючий ринок

Оптовий ринок

Ефект на надійність та якість постачання електроенергії

Підходи до класифікації мікромереж

21 21 21 21 22 22

Мікромережі, що належать монополісту-енергопостачальнику

Класифікація за типом власності

За функціональним призначенням

За розміром

За технічними особливостями

Мікромережі, незалежні від монополіста-енергопостачальника

Можливості для розгортання мікромереж в Україні Правове регулювання «малих» мереж в українському правовому полі до прийняття Закону України «Про ринок електричної енергії» Регулювання малих мереж в рамках Закону України «Про ринок електричної енергії» Практичні аспекти взаємовідносин власників електричних мереж з іншими операторами

Висновки та рекомендації

Це дослідження здійснено в рамках проекту «Інклюзивний ринок електроенергії»

Цей документ є чернеткою дослідження мікромереж. Просимо присилати ваші коментарі, питання, виправлення на info@greencubatot.info

26 26 26 28 29 33

ВСТУП

Сучасна електроенергетика характеризується високим рівнем монополізації. Монополії існують у багатьох сегментах галузі. Однак, певно, найбільш потужними монополії є у сфері транспортування (передачі і розподілу) електроенергії. В українському законодавстві такі монополії оголошені “природними”, тобто, які існують в силу виключно технічних вимог, а не рішення законодавця. З огляду на таку структуру галузі, більшість українських споживачів вважають, що єдиний, хто може “транспортувати” для них електроенергію – це обленерго, яке виконує функції оператора мережі розподілу.

Ситуація, за якої є лише один спосіб отримати електроенергію – приєднатись до єдиної існуючої мережі монополіста дісталась нам у спадок від практик та інституцій ХХ століття. В одних країнах вона стала результатом корпоративних злиттів та поглинань, у інших – результатом державної політики. Наприклад, у Радянському Союзі тоталітарна держава прагнула до повного контролю над усіма сферами життя, в тому числі – і над стратегічно важливою сферою енергетики. В результаті цього було побудовано над-централізовану та перерегульовану електроенергетику, де у споживача немає жодного вибору. Тут потрібно згадати і те, що до жорсткого контролю над енергетикою вдавались більшість держав світу.

В сучасній українській електроенергетиці уся архітектура галузі спрямована на те, щоб єдиним способом, завдяки якому споживач міг би отримати електроенергію була з мережі монополіста. Яскравим прикладом цього окрім терміну “природна монополія”, є, наприклад, термін “розподільча мережа (distribution grid)”. Сам термін передбачає розподіл електроенергії із централізованого джерела єдиної між споживачами. Тобто, така мережа передбачає повністю пасивних споживачів та єдино можливу форму доступу споживача до мережі та взаємодії з нею.

Однак, наполягання на тому, що електромережі можуть існувати лише у логіці протистояння інтересів мережевої монополії та пасивного споживача вже давно не відповідають дійсності. Власне, така логіка перестала бути наскрізною ще в 30-х роках ХХ століття. Саме в цей час у США було створено сотні сільських електрокооперативів, що займались розподілом електроенергії споживачам, котрі одночасно були і власниками електричних мереж та в переважній більшості – також операторами таких мереж. Попри те, що навіть у такій ситуації оператор мережі залишається “монополістом”, за такої моделі відсутнє протистояння між монополією та споживачем, оскільки інтереси оператора мережі і є інтересами самих споживачів-членів кооперативу. Дослідження протягом останніх двох десятків років, пропозиції щодо нової організації електроенергетичної галузі, а також аналіз певних вже реалізованих прикладів по усьому світу надають все більше свідчень про нежиттєздатність та анахронізм такого інституту галузі, як природна монополія. Все більше самоорганізованих груп споживачів у різних країнах світу створюють власні мережі та самі займаються генерацією та розподілом електроенергії. Зберігаючи за собою статус мережі розподілу, така мережа, тим не менш, має реальну можливість забезпечити більш ефективну та результативну альтернативу для споживачів. Цей документ є чернеткою дослідження мікромереж. Просимо присилати ваші коментарі, питання, виправлення на info@greencubatot.info

Хоча такі результати не є гарантованими, навіть саме існування альтернативи вже є найбільш ефективним інструментом для спонукання існуючого монополіста розбудовувати свою діяльність не лише з огляду на власні інтереси, а формувати модель поведінки, заснованої на балансі його власних інтересів та інтересів споживачів. Запровадження лише такої альтернативи також може викликати цілу низку інновацій в організації галузі. Зокрема, спільне розгортання та/або спільна експлуатація такої альтернативної мережі може перетворити вчорашніх антагоністичних контрагентів на ефективних партнерів. Донедавна споживачі майже не мали не лише організаційних можливостей та регуляторних умов для формування таких альтернативних мереж, алей й технічних можливостей для їх належного комплектування та безпечної і надійної експлуатації. Проте, розвиток технологій змінив цю ситуацію докорінно. Серед іншого, особливої уваги заслуговують такі фактори: • Значне здешевшання засобів локального виробництва електроенергії назагал та відновлюваних джерел енергії, зокрема. Найбільш показовим у цьому плані є вартість сонячних батарей, що за останні 3 роки подешевшали вдвічі. В Україні їх вартість з 2009 року впала від $5 за 1 Вт встановленої потужності до $0,5. Це стимулює багатьох споживачів інвестувати у власне виробництво; • Поява prosumer’а, як нового суб’єкта енергетичної галузі, що є одночасно і виробником і споживачем електроенергії. По суті, будь-який власник дахової сонячної електростанції або іншого виду локалізованої генерації уже є prosumer’ом. Логіка поведінки такого споживача суттєво відрізняється від поведінки пасивного споживача;

• Поява технологій накопичення і зберігання електроенергії та здешевшання засобів її накопичення (акумуляторів тощо). Якщо раніше твердження, що електроенерегія є) продуктом, що характеризується “одномоментністю виробництва та споживання” ще мало сенс, то із здешевшанням та масовим поширенням акумуляторів та інших засобів накопичення електроенергії з’явилась реальна можливість відтермінувати у часі її виробництво та споживання. Серед іншого, така технологія значно підвищила ефективність використання (накопичувати) електроенергії із відновлюваних джерел, таких як сонце та вітер;

• Запровадження широкого інструментарію для реалізації програм з управління енергією на стороні споживача (demand response); • Поява технологій з “розумного” управління мережею (smart grid), які забезпечують не лише безпеку та надійність експлуатації малих енергетичних систем, але й ефективність їх функціонування.

Ці ж фактори призводять до того, що локалізовані групи споживачів енергії об’єднуються для того, щоб забезпечити принаймні частину своїх потреб у електроенергії. Однак, мікромережі все більше використовують не лише локальні групи домогосподарств. Ними активно цікавляться та експериментують з ними університети, лікарні, військові та цілий ряд інших споживачів.

Характерно, що існуючі енергетичні бізнеси, побудовані за монопольною моделлю теж активно досліджують і впроваджують мікромережі. Поставши перед реальною загрозою втрати споживачів, навіть традиційні учасники галузі все більш починають використовувати нову форму бізнес-моделі, виступаючи в ролі не лише постачальника електроенергії або оператора мережі, але також і керуючого енергією на рівні споживача, створюючи різноманітні форми взаємодії - від управління малою мережею і розподіленою генерацією на рівні мережі аж до інвестування споживачів для створення ними таких малих енергетичних систем. Так, у 2015 році Асоціація Енергетичних Мереж Австралії (Energy Networks Association) відзначила, що до 2015 року третина австралійців можуть відключитись від електромережі, оскільки технології, що підтримують автономні системи (перш за все - сонячні панелі та акумулятори) стають все більш конкурентними. А за підрахунками головного економіст проекту Energy Flagship у CSIRO ( Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation) Поль Грехем (Paul Graham) за наступні 10 років вартість акумуляторних батарей може зменшитись на 60%, в той час як вартість фотовольтаїчних панелей зменшиться на третину. Такі технологічні та економічні зрушення починають підривати сучасну негнучку модель “природних монополій”. Дехто з гравців ринку вже почав досліджувати альтенрнативні можливості. Так, наприклад,

ARENA ( Australian Renewable Energy Agency) виділила $442 000 на дослідження, що дозволяє вияснити чи зможе місто Хантлі з його 20 000 жителів перейти на власну відокремлену мережу. Попри те, що Австралія - один із яскравих і визначних прикладів розробки ліберальних політик у сфері енергетики, виклики, подібні до австралійських виникають по всьому світу - модель перевантаженої регулюванням “природної” монополії все більше демонструє свою непридатність до відповіді на технологічні та економічні виклики. Водночас, на глобальному рівні зростає тренд об’єднання споживачів у мікромережі (microgrids), що стають активним учасником відносин на ринку електроенергії. Участь у цьому процесі беруть участь найрізноманітніші учасники - від енергокооперативів, що розгортають власні мережі до університетських кампусів та військових містечок.

Може здаватись, що із сучасними кризовими явищами в українській енергетиці питання малих мереж та їх регулювання є передчасним, і що українці не мають коштів для інвестування у такі мережі. Проте в українській енергетиці уже на сьогодні є проблема із регулюванням подібних до мікромереж структур. Йдеться перш за все про діяльність садових товариств, дачних, садових та будівельних кооперативів, що володіють власними розподільчими мережами. Значна кількість малих розподільчих мереж також знаходиться у власності девелоперів, що будують по всій Україні котеджні містечка. У цій системі відносин накопичилась значна кількість серйозних проблем, не відомих широкому загалу, однак добре відомих представникам Регулятора та частині галузевих експертів. Водночас, якщо правильно відрегулювати діяльність таких мереж, то із проблеми вони можуть стати перевагою, сприяюи Окремо слід сказати, що мікромережі не є заміною для мереж обленерго або інших існуючих мереж. Вони є інструментом, що може використовуватись як споживачами так і підприємствами, університетами, лікарнями або тими ж самими обленерго.

Це дослідження спрямоване на те, щоб окреслити найкращі практики із використання мікромереж у розвинених країнах світу та запропонувати рекомендації для українських органів влади та Регулятора щодо ключових принципів регулювання таких мереж.

ВИЗНАЧЕННЯ ПОНЯТЬ Для аналізу того чи іншого явища необхідно перш за все дати визначення, окреслити чіткі межі досліджуваного. На сьогодні у світі існує цілий ряд визначень мікромереж. При цьому, дуже часто мікромережі (microgrids) називають “мінісистемами”, “малими системами”, а самі мікромережі плутають із малими системами розподілу або навіть енергетичними кооперативами. Відтак для продовження кваліфікованого та професійного обговорення необхідно привнести ясність у визначення. Свої визначення мікромереж мають як представники державних інституцій розвинутих держав, причетних до розробки державних політик у сфері енергетики, так і представники державних та приватних дослідницьких інституцій і робочі групи міжнародних організацій, що займаються електроенергетикою. Почнемо із визначення мікромереж від Міністерства Енергетики США (The U.S. Department of Energy (DOE). Експерти міністерства визначають мікромережу як “групу взаємопов’язаних навантажень та розподілених енергетичних ресурсів (РЕР) із чітко визначеним електричними межами, що діє як єдина контрольована структура, відносно мережі та може приєднуватись та від’єднуватись від мережі (зовнішньої розподільчої мережі, зазвичай мережі регіональної розподільчої компанії - прим. перекл.) з метою можливості її роботи як у режимі приєднання до мережі, так і в острівному режимі”. (The U.S. Department of Energy (DOE) defines a microgrid as: “A group of interconnected loads and distributed energy resources (DER) with clearly defined electrical boundaries that acts as a single controllable entity with respect to the grid [and can] connect and disconnect from the grid to enable it to operate in both grid connected or island mode”)

Ще одне визначення походить від Департаменту Оборони США (U.S.Department of Defense): “Мікромережа, встановлена Департаментом Оборони, є інтегрованою енергетичною системою, що складається із взаємопов’язаних навантажень та енергетичних ресурсів, які, як інтегрована система, можуть переходити у острівний режим стосовно місцевої електромережі та функціонувати як відокремлена система”. (U.S.Department of Defense definition: “A DoD installation microgrid is an integrated energy system consisting of interconnected loads and energy resources which, as an integrated system, can island from the local utility grid and function as a standalone system.”)

Міжнародний Конгрес Великих Електричних Систем (CIGRÉ): Мікромережі є системами розподілу, що включають у себе навантаження та розподілені енергетичні ресурси (такі як розподілені генератори, накопичувальні пристрої або контрольовані навантаження), що можуть працювати у контрольований, координований спосіб як під час з’єднання із головною мережею живлення, так і у острівному режимі. (“Microgrids are electricity distribution systems containing loads and distributed energy resources (such as distributed generators, storage devices, or controllable loads) that can be operated in a controlled, coordinated way either while connected to the main power network or while islanded.”)

New York State Energy Research & Development Authority - NYSERDA: Мікромережі - це місцеві енергетичні мережі, що можуть відділятись від більшої електромережі під час екстремальних погодних умов чи надзвичайних ситуацій, надаючи живлення окремим споживачам та критичним громадським сервісам, таким як лікарні, служби реагування на надзвичайні ситуації та водоочисні комплекси” (New York ERDA:“Microgrids are local energy networks that are able to separate from the larger electrical grid during extreme weather events or emergencies, providing power to individual customers and crucial public services such as hospitals, first responders, and water treatment facilities”) Дослідницький центр Інститут Скелястих Гір (Rocky Mountains Institute) надає таке визначення: “Мікромережі - це малі, самобалансуючі мережі, що здатні, за потреби, частинами відпадати від більшої мережі для автономної роботи а потім “безшовним” способом ре-комбіновуватись, щоб функціонувати як частина цілого. Такі мережі мають єдину точку спільного з’єднання із мережею та включають як джерела генерації (такі як дизельні або газові генерації, розподілені сонячні та розподілені вітрові ресурси), так і електричні навантаження, що можуть бути керовані у скоординований спосіб”. Rocky Mountain Institute: “Small, selfbalancing networks that have the ability to fractally break apart from the larger grid for autonomous operation and then seamlessly re-combine to function as part of the whole on demand. Such networks have a single point of common coupling to the grid, and include both sources of generation (such as diesel and/or gas generators, distributed solar, and distributed wind resources) as well as electrical loads that can be managed in a coordinated manner.”

Microgrid Institute надає таке визначення: мікросистема – це мала енергетична система, що здатна балансувати постачання та джерела споживання з метою підтримки стабільних послуг в межах визначеної території. Кріс Марней (Chris Marnay) із Lawrence Berkley National Library (LNBL) визначає мікромережі таким чином: “Локально контрольовані системи живлення (може керувати своїм профілем споживання із застарілою (legacy) мега-мережею, а також може встановлювати економічні стосунки із нею. Може функціонувати або як приєднана до мережі, або як енергетичний острів (приєднуватись та від’єднуватись за бажанням). Системи живлення (або декілька таких систем, що близько пов’язані) котрі можуть функціонувати як електричні острови. Мікромережі інтегрують різні види ресурсів генерації та керують різними навантаженнями”. LNBL (Chris Marnay) “Locally controlled power system (can manage its profile with the legacy mega-grid and can also establish economic relationships with it). Can function either grid connected or as an electrical island (connect and disconnect at will).”Power systems or multiple ones closely co-located on sites that can function as electrical islands. Microgrids integrate different types of generation resources and manage different loads.

Відома аналітична компанія, що спеціалізується на електроенергетиці Navigant Research пропонує таке визначення: “Мікромережа є розподільчою мережею, що включає різноманіття можливих розподілених енергетичних ресурсів, що можуть бути оптимізовані та зібрані у єдину мережу, яка може містити або не містити засоби накопичення енергії та здатна до переходу у острівний режим безвідносно до наявності підключення до традиційної електромережі”. Navigant Research’s definition of a microgrid: “A microgrid is a distribution network that incorporates a variety of possible DER that can be optimized and aggregated into single system that can balance loads and generation with or without energy storage and is capable of islanding whether connected or not connected to a traditional utility power grid.”

Набір визначень, наведений вище, дає змогу виокремити спільне у визначеннях мікромережі. На думку авторів цього дослідження, необхідними ознаками мікромережі є здатність працювати у острівному режимі та наявність власної генерації, що забезпечує її функціонування у такому режимі. Саме поєднання цих двох компонентів відрізняє малу систему розподілу та мікромережу.

Мікромережа включає розподіл як одну із своїх функцій, оскільки у ній є навантаження. Однак, мікромережа не зводиться до розподілу. Вона також включає у себе місцеві енергетичні ресурси, котрі не зводяться до засобів накопичення електроенергії від зовнішньої генерації. Інакшими словами, мала система розподілу, що містить у своєму складі засоби накопичення, що дозволяють накопичити електроенергію, передану із зовнішньої мережі, не є мікромережею. Однак, як тільки у малій системі розподілу з’являється власна генерація, і вона стає спроможною існувати у режимі енергоострова - її можна кваліфікувати як мікромережу.

При цьому важливо зрозуміти, що мікромережа у острівному режимі може надавати своїм споживачам інший обсяг послуг в порівнянні з режимом приєднання до основної мережі. Наприклад, мікромережа лікарняного комплексу може бути спроможною забезпечувати 60% максимальної потужності, що може бути потрібна споживачам мікросистеми, зберігаючи функціонування критично важливих для роботи лікарень систем. Важливо відзначити, що наведені вище визначення є не регуляторними, а аналітичними. Йдеться про те, що вони дають визначення мікромережам з точки зору ключових особливостей їх побудови та функцональності, однак не відображають визначення у національних законодавчих чи регуляторних актах. Ці визначення дають змогу встановити, чим є мікромережа з точки зору взаємовідносин її учасників, функціоналу. Однак, вони не дають відповідей на ряд регуляторних питань: • Які послуги, успадковані від минулого, розподільчі мережі можуть пропонувати мікромережам? • На яких ринках можуть бути представлені малі мережі - розподілу чи участь на оптовому ринку електроенергії? • Чи повинні такі мережі ліцензуватись, або достатньо виконувати сформульовані Регулятором вимоги до безпеки? • Чи повинен Регулятор по-різному регулювати мережі, що мають різні моделі власності та управління (наприклад, мікромережі, що належать існуючому монополісту, енергетичному кооперативу, компанії-девелоперу, підприємству або місту).

ДИНАМІКА РОЗВИТКУ РИНКУ МІКРОМЕРЕЖ У цьому розділі ми згрупували розрізнені статистичні дані, які не є загальними на ринку, не претендують на досконалу достовірність, однак дають добре уявлення про ключові тренди глобального ринку мікромереж. Оскільки на сьогодні не існує ні загально прийнятого визначення мікромереж, ні вимог до їх звітності, кожен дослідницький центр використовує власні методики до збору статистики та класифікації сегментів ринку. За основу для аналізу взяті дані із звітів аналітичних та консалтингових агентств. Сучасний ринок мікромереж почав формуватися на початку 21 століття. На сьогодні цей ринок все ще формується та вважається специфічним. Однак, мікромережі не виникли на порожньому місці. Протягом 20го століття власні мікромережі активно будували військові та спецслужби, особливо - для секретних об’єктів часів холодної війни. Високі вимоги до стійкості таких об’єктів до зовнішніх впливів просто вимагали щоб вони працювали або в повністю острівному режимі, або були здатні переходити у такий режим у разі відключення зовнішнього енергопостачання.

Крім того, перші розподільчі мережі у всьому світі теж були малими як за розміром, так і за кількістю споживачів і потужністю і цілком підходять під сучасні визначення мікромереж, що працюють в острівному режимі. Однак, причини інтересу до різкого зростання кількості мікромереж на сьогодні є суттєво іншими ніж у кінці XIX століття. На думку аналітиків Navigant Research, падіння вартості фотовольтаїчних установок є одним із найбільших драйверів зростання кількості мікромереж у всьому світі, і в термінах кількості нових мікромереж фотовольтаїчні установки будуть лідерами у плані кількості нових інсталяцій . Дослідницький центр також вказує на те, що разом із досягненням сонячною фотовольтаїкою grid parity на ключових ринках, мікромережам необхідно буде більше покладатись на акумулятори та мережеві функції.

Активний розвиток сучасного ринку мікромереж почався після 2011-2012 років. Свою роль відіграли землетрус та цунамі в Японії та ураган Сенді, що накрив східне узбережжя США та Канади. Мікромережі, що існували на час природних негод (здебільшого створені для експериментів), показали свою стійкість та здатність функціонувати, коли існуюча регіональна електромережа переставала працювати.

На рис. Х1 наведена статистика щодо кількості у світі та сумарна потужність мінісистем. Дані включаються в себе як реалізовані проекти, так і ті, находяться на стадії планування, розгортання або у вигляді пропозицій.

рис.Х1 Джерело: агреговані дані зі звітів Microgrid Deployment Tracker за 2012-2017 роки, підготовлені Navigant Research

За функціональною ознакою на сьогодні перше місце займають автономні мікромережі. Це не дивно, адже першочерговим завданням таких систем було забезпечення віддалених регіонів, що не можуть бути підключені до централізованої системи постачання або таке підключення було економічно невигідним.

Сегментація мікромереж за функцією

рис.Х2

Джерело: звіт Microgrid Deployment Tracker 4Q 2016, підготовлений Navigant Research

рис.Х3

Джерело: звіт Microgrid Deployment Tracker 2Q 2017, підготовлений Navigant Research

ВИЗНАЧНІ ПРИКЛАДИ РЕАЛІЗАЦІЇ МІКРОМЕРЕЖ У цьому розділі ми наводимо приклади деяких вже функціонуючих мікромереж, які вважаємо вартими уваги в силу їх ілюстративності та потенціалу масового відтворення таких систем на ринках різних країн. Автори цього дослідження навмисне вибирали приклади із різних країн щоб проілюструвати різні регулятрні та економічні середовища у яких з’являються мікромережі. Першочергова задача мікромереж-піонерів полягала у постійному та стабільному забезпечені споживачів (місцева громада, військовий чи університетський кампус, лікарня) електроенергією у місцях де централізоване постачання є недоступним або економічно невигідним. Як і підтверджується статистикою, автономні системи є на сьогодні найбільш розповсюдженими у світі. Але навіть схожих за архітектурою автономних систем є свої особливості, відповідно до умов, продиктованих по-перше природними особливостями і по-друге - характером побудови економічних відносин.

Острів Ейг, Шотландія Мікромережа, 357 кВт власної генерації, автономна мережа, тип власності: комунальна

Громада, що проживає на острові, історично забезпечувала себе енергією завдяки дизельним генераторам - кожне господарство окремо. Вартість підключення до централізованої мережі оцінювалась від 2 до 4.5 мільйонів фунтів.

1 лютого 2008 року Ейг став першою в світі громадою, яка встановила систему не підключену до основної мережі, і яка повністю забезпечує бізнес та домівки електричною енергією, що генерується вітровими, гідро та сонячними електростанціями. Система знаходиться під управлінням та підтримується громадою острову. Мікромережа острову Ейг стала першим прикладом вдалої інтеграції декількох відновлювальних джерел в мережу в масштабах всього острову і в зменшенні використання викопного палива. Ключові характеристики цієї мікромережі такі:

• 119 кВт гідроенергії (один великий генератор потужністю 100 кВт і два малі генератори - по 10 та 9 кВт); • 24 кВт від чотирьох вітрових турбін; • 54 кВт фотовольтаїчної генерації;

• 2 дизель-генератора по 80 кВт, що працюють в режимі очікування; • 48В акумулятори загальною ємністю 4400 Ампер-годин для забезпечення безперервності електропостачання;

• автономної системи контролю напруги та частоти в мережі, що автоматично включає дизель-генератори, якщо акумулятори мають заряд нижче 50% та виключає при досягненні 90% заряду. 11 кілометрів підземних кабелів з’єднують користувачів по всьому острову. З метою недопущення перенавантажень, домогосподарства обмежені потужність 5 кВт, а бізнес має максимальну потужність підключення у 10 кВт. Кожний споживач має систему контролю споживання енергії та сам контролює потужність, щоб не сплачувати штрафи. Статистично навантаження на мережу становить в середньому 20% від максимального протягом року. З моменту повного запуску мікромережі електрична енергія доступна 24 години на добу, 95% її надходить з відновлювальних джерел енергії. Інвестиції становили 1.7 мільйонів фунтів, кожний споживач платить стандартний тариф 0.2 фунтів за спожиту кіловат-годину плюс тариф за потужність 0.12 фунтів для 5 кВт та 0.15 фунтів для 10 кВт. Система також має дохід від системи стимулювання відновлювальних джерел через механізм “зелених” сертифікатів - кожна згенерована великою гідротурбіною кіловат-година отримує певну кількість сертифікатів, які потім може викупити будь-яка компанія-постачальник енергії Сполученого Королівства, щоб відповідати нормативам міксу відновлювальних джерел у портфелі поставки електроенергії.

Острів Гапа, Південна Корея1 Мікромережа, 674 кВт автономна, тип власності: оператор мережі (utility-owned) В рамках спільного тестового проекту корейського уряду та національній енергетичній компанії KEPKO з побудови розумних мереж (smart-grid) місцевий уряд острову Джеджу (Jeju) модернізував мікромережу острова Гапа, населення якого становить 177 людей. До модернізації система базувалась на трьох дизельних генераторах кожний потужністю 150 кВт. У 2012 році було встановлено: • 2 вітрових генератора потужністю 250 кВт кожний; • 57 домових сонячних фотовольтаїчних установок загальною потужністю 174 кВт; • акумуляторна установка ємністю 3,86 МВт*годин, що здатна живити острів протягом 24 годин; • дизель-генератори залишились працювати у ролі допоміжних потужностей на випадок, коли через кліматичні умови відновлювальні джерела не здатні генерувати більше ніж 24 години; • система контролю та диспетчирезації у автономному режимі.

При загальному піковому попиту на електроенергію на острові у 230 кВт, більшу частину часу мікромережа виробляє більше, ніж споживає. Собівартість електроенергії приблизно складає 0,9 дол/кВт*год, домогосподарства сплачують 0,1 долл/кВт*год, різницю сплачує держава. На острові також відмовились від старих автомобілів. Сьогодні жителі Гапа використовують всього 4 електромобілі – два загального користування, один прив’язаний до школи та ще один - до закладу охорони здоров’я.

Цікавим фактом є те, що школа острову Гапа має власну мікромережу, що побудована на вітрогенераторі (3 кВт), сонячних панелях (3 кВт) та акумуляторах (5 кВт), робота яких автоматизована. Таким чином, школа здатна бути автономною і споживати лише власну електроенергію з відновлювальних джерел. Фактично, це – приватна “нано-мережа” всередені мікромережі, що контролюється місцевим монополістом (utility company).

Боррего Спрінгз (Borrego Springs), Каліфорнія, США2

Мікромережа, потужність генерації - 4 МВт, громадська, unbundled (combined)

Громада Боррего Спрінгз нараховує близька 2800 людей. Територія вважається ізольованою та живиться лише однією високовольтною лінією електропередач, що тягнеться напряму до узбережжя в Сан Дієго на 145 кілометрів. У 2013 році на окраїні міста було побудовано велику промислова сонячна електростанція потужністю 26 МВт, що здатна покривати споживання 25,000 домогосподарств. Однак ця електростанція не була під’єднана до мережі міста, а постачала її до міста Сан Дієго. Вразливість Боррего Спрінгс до відключення електроенергії та всі пов’язані з цим збитки стали очевидними у тому ж році, коли шторм повалив 19 стовбів ліній електропередач передавальної компанії SDG&E. Під час робот із відновлення енергопостачання інженери зрозуміли, що найбільш логічним кроком буде живлення Боррего Спрінгз напряму від сонячної станції. Це підштовхнуло на роздуми про довгострокове рішення, які привели до побудови мінісистеми на основі сонячної генерації та засобів накопичення електроенергії. Мінісистема Боррего Спрінгз стала першим прикладом «розгрупованої (unbundled) мікромережі», де розподільчіі активи належать компанії-монополісту, але частина або всі розподілені енергетичні ресурси належать клієнтам. Мета проекту полягає в підтвердженні роботоздатності концепції того, як інформаційні технології та розподілені енергетичні ресурси можуть збільшити ефективність використання та надійність активів. 1 http://islandstudies.net/weis/weis_2014v04/v04n2_Hur_Green.pdf https://www.ecowatch.com/south-koreas-plan-to-have-worlds-first-carbon-free-island-1891165990.html http://www.korea.net/NewsFocus/Sci-Tech/view?articleId=144885 2 https://building-microgrid.lbl.gov/borrego-springs http://www.energy.ca.gov/2014publications/CEC-500-2014-067/CEC-500-2014-067.pdf

Мікромережа Боррего Спрінгс включає в себе: • Частина, що належить енергетичній компанії SDG&E:

– два дизельних генератора кожний потужністю 1,8 МВт;

– система накопичення потужністю 500 kW /1,500 kWh;

• Частина, що належить громаді:

– три малі акумулятори ємністю 50 кВт*годин;

• Частина, що належить домогосподарствам-клієнтам енергетичної компанії:

– домашні сонячні станції загальною потужністю 597 кВт;

– шість домашніх батарей потужністю 4 kW/8 kWh кожна.

Вся система керується спеціально розробленим програмним забезпеченням, яке автоматично управляє попитом на основі даних щодо ціни електроенергії для споживачів. SDG&E розглядає мінісистему Боррего Спрінгз як експериментальний майданчик для відпрацювання системи demand response в реальних умовах, що об’єднують 125 малих систем розподілу, що включають домашні системи накопичення, електричні автомобілі та “розумні” побутові прилади.

Приклад мікромережі у Боррего Спрінгс цікавий саме тим, що у ньому поєднана мережа, що належить монополісту та місцева генерація та засоби накопичення, що належать представникам місцевої громади. Цей кейс демонструє, що мікромережа не повинна складатись із активів, що належать винятково одній юридичній особі.

Мікромережа, громадська, комбінована

Фельдхайм (Feldheim), Німеччина3

Історія розгортання власної мікромережі у населеному пункті Фельдхайм у Федеральній землі Бранбург (Brandenburg), з населенням у 128 людей, почалася у 1995 році. Молодий інженер Мікаель Рашеманн (Michael Raschemann) шукав перспективні локації для встановлення вітрових турбін, і місцеві агрокооперативи позитивно поставились до цієї ідеї. Так з чотирьох невеликих турбін вітропарк Фельдхайму виріс до 55 вітрогенераторів, побудованих компанією Energiequelle, яка почала своє існування саме з проекту у Фельдхаймі.

Зіткнувшись із падінням цін на зернові культури та подорожчанням енергоносіїв у 2008 році, місцеві фермери вирішили побудувати когенераційну біогазову установку, яка б використовувала сільськогосподарські відходи. Для покриття пікових навантажень також було побудовано біомасову установку, що працює на щепі та дерев’яних пелетах. У тому ж році на місці покинутої радянської військової бази, Фельдхайм разом із Energiequelle побудували сонячну електростанцію із системою трекерів.

Із розгортанням нових потужностей постала необхідність модернізації мереж. Якщо з оновленням теплової мережі часів НДР проблем не виникло, то потреба оновлення електричної мережі спричинила конфлікт із енергетичним гігантом E.ON. Монополіст відмовився продавати або здати в оренду електричну мережу, тож місто вирішило побудувати власну, паралельно існуючій. Так було створено компанію Feldheim Energie GmbH & Co. KG, яка володіє і управляє тепловою мережею, та співвласниками якою є жителі села, місцеві компанії та місцева влада. Власниками новоствореної електромережі є Energiequelle GmbH та Co. WP Feldheim 2006 KG - місцевий кооператив, що об’єднує всю громаду. Загальна вартість нової тепломережі становила 1,725,000 євро, і була співфінансована Energiequelle, грантами ЄС, кредитами від банків та внесками по 3,000 євро від кожного жителя. Нова електромережа коштувала 450,000 євро та була повністю профінансована коштами учасників, без грантів та кредитів. На сьогодні мікромережа належить громаді Фельдхайма, поєднує виключно відновлювальні джерела енергії, що належить приватним компаніям, є повністю незалежною від зовнішнього енергопостачання та включає в себе: 3 http://nef-feldheim.info/ https://cleantechnica.com/2014/10/02/grid-independent-village-world-feldheim/

• вітропарк потужністю 122,6 МВт; • система акумуляторів потужністю 10 МВт; • сонячна ферма потужністю 2,25 МВт; • когенераційна біогазова установка 526 кВт електричної потужності та 560 кВт теплової потужності; • біомасова установка на 400 кВт, що працює на відходах деревообробної промисловості, яка покриває лише пікове навантаження на теплосистему та працює дуже рідко. Фельдхайм є одним із перших прикладів мікромережі, повністю побудованої на відновлюваних джерелах енергії у населеному пункті в Німеччині. Після введення мережі в експлуатацію в 2010 році ціни на енергію для мешканців впали на третину. 10-річний кредит було виплачено достроково через 6 років. 99% електроенергії, згенерованої тут, продається в національну мережу за ринковими цінами. На сьогодні Фельдхайм має найдешевшу електроенергію в Німеччині - близько 17.4 євроцентів за кіловат-годину, при середній ціні в країні на рівні 28-30 євроцентів. Це стало можливим через те, що вартість електроенергії тут не перевантажена вартістю утримання великої мережі.

Успіх громади Фельдхайму продемонстрував, що децентралізована генерація та мала мережа не тільки можлива, але й ефективна та створює робочі місця. Після цього E.ON та інші три великі німецькі мережеві монополісти блокували кожну нову спробу створити цілковито незалежну мережу, подібну до цієї.

Ілінойський технологічний інститут

(Illinois Institute Of Technology), США4

Мікромережа, інституційна

Головний кампус Ілінойського технологічного інституту переживав від одно до трьох великих переривань подачі електроенергії на рік (blackouts), що приводили до збоїв у дослідницьких та навчальних проектах та витрат на відновлення енергопостачання. Кожне з таких відключень тягнуло за собою витрати у більше ніж 500,000 доларів США. Існуючі підстанції вже працювали на межі потужності, та їх перебудова була економічно недоцільною.

У 2008 році Інститут у партнерстві з Galvin Electricity Initiative, Endurant Energy, Exelon, and S&C Electric почали проект побудови концепціі “ідеальної мережі” для кампусу. Основна мета - самовідновлювана, навчальна та інтелектуальна мережа, яка ідентифікує та ізолює певні несправності, регулює потужність з метою врахування змін у виробництві та споживанні на базі цінових сигналів, зміни прогнозів, дестабілізації в мережі.

Загальна вартість проекту становила 12 мільйонів доларів США, 7 з яких фінансувалась федеральними фондами, 5 млн.доларів - корпоративним сектором. Строк окупності проекту з урахуванням втрат, яких вдалося уникнути - 5 років. Максимальне навантаження споживачів, розташованих у студмістечку становить близько 10 МВт. Загальна потужність розподіленої генерації - трохи більше 9 МВт та включає в себе: • когенераційних газових турбінах потужністю 6 МВт, які були модернізовані для роботи в острівному режимі; • 10 газових турбін, розташованих по кампусу, потужністю 3 МВт в режимі “stand-by” • 140 кВт фотовольтаїчних панелей, розташованих на дахах на території університету; • мала вітрова турбіна на 10 кВт; • проточні батареї ємністю 500 кВт*годин. 4 http://www.iitmicrogrid.net/ https://microgridknowledge.com/microgrid-case-study-illinois-institute-technology/ http://midwestenergynews.com/2016/08/17/qa-why-smart-grids-are-the-mobile-phones-of-the-electricity-world/ https://building-microgrid.lbl.gov/illinois-institute-technology

Інноваційною мікромережа Інституту стала завдяки рішенням, яких до цього ще не використовувались в комплексі на території США: • Спеціально розроблений інтелектуальний контролер, що здатний забезпечувати роботу всього кампусу в острівному режимі на основі ринкових даних від постачальника енергії ComEd. Дані включать в себе дані про ціну електроенергії та показники якості; • Спеціальний розподільчий пристрій компанії S&C, здатний переспрямовувати електроенергію і розподіляти навантаження у разі перебоїв, і який дозволив обійтися від додаткових підстанцій; • Система розпізнавання дефектів підземних кабелів, яка здатна також автоматично переспрямовувати навантаження; • Спеціально побудований інтерконектор, який дозволяє перетоки між мікромережею та мережею місцевого енергопостачальника в автоматичному режимі. Ілінойський інститут розташований поряд із стадіоном Comiskey Park, і мікромережа задіяна у програмі зниження пікового навантаження стадіону під час ігор, що дає додатковий дохід для інституту. Завдяки керування попитом (demand response), зниження пікового навантаження та додаткових послуг, що надаються централізованій мережі, Інститут економить щорічно від 500 тисяч до 1.5 мільйонів доларів США та повністю звільнений від видатків на передачу та розподіл електроенергії.

Крім безпосередньої вигоди для кампусу, мікромережа приносить економію енергокомпанії ComEd та її споживачам, оскільки дозволила знизити навантаження на існуючу підстанцію та відкласти витрати у 2 мільйони доларів США на її модернізацію. Також відпала необхідність нової підстанції для живлення студмістечка вартістю у 5 мільйонів доларів США.

Після успіху проекту компанія ComEd, що є найбільним постачальником електроенергії в регіоні, розпочала власне дослідження щодо використання інтерконнекторів, застосованих в проекті мікромережі Ілінойського інституту, для покращення якості енергопостачання. З такою гнучкістю підключення та швидкостю переключення перетоків, мікромережі можуть стати активним гравцем на ринку постачання енергії, надаючи послуги великим компаніям-операторам мереж.

В планах у компанії побудувати нову мікромережу, прилеглу до мережі Інституту. Цей проект стане першим в світі прикладом об’єднання мікромереж в один кластер.

Приклад мікромережі Іллінойського технологічного інституту є дуже важливим, оскільки він демонструє кілька важливих можливостей, котрі з’являються завдяки використанню мікромереж у поєднанні з іншими мережами: • Мікромережі можуть бути постачальником послуг demand-response для більших мереж • Мікромережі можуть бути клієнтами великих мереж для балансування роботи мережі

• Мікромережа може постачати послуги з підвищення якості електроенергії великим мережам.

Бруклінська мікромережа (Brooklyn Microgrid), США5

Неподалік від Брукліна (в районах Gowanus and Park Slope) розвивається локальна мережа співвласників сонячних панелей, що представляє собою новий підхід до операцій в енергосистемі для забезпечення стійкої, безпечної та економічно ефективної енергетичної системи на локальному рівні. Ініціатором проекту є технологічна компанія LO3 Energy. Проект являє собою мережеву інфраструктуру, паралельну існуючій централізованій, яка належить LO3 Energy, але в планах компанії - продати або подарувати частки компанії місцевим організаціям та жителям району, що зробить мікромережу громадською. Поєднання програмного забезпечення та апаратних засобів, які дозволяють здійснювати горизонтальну/ децентралізовану купівлю та продаж електроенергії на локальному рівні, використовуючи комбінацію смарт-контрактів та блокчейн-технологію на основі Etherium. 5 http://brooklynmicrogrid.com https://www.nytimes.com/2017/03/13/business/energy-environment/brooklyn-solar-grid-energy-trading.html https://microgridknowledge.com/brooklyn-microgrid https://thebridgebk.com/tag/brooklyn-microgrid

Сьогодні мережа поєднує трохи більше 50 людей в двох районах, але все більше людей цікавляться можливістю встановлення власних сонячних панелей на свої дахах та приєднання до мережі. До появи цього проекту домогосподарства із встановленими сонячними панелями могли лише продавати надлишок енергії в централізовану мережу, але не могли отримувати за це прибуток. Замість цього вони отримували рахунок від постачальника, в якому надлишок енергії лише вираховувався від загальної суми, і залишався на балансі клієнта. Такий механізм характерний для роботи багатьох мереж в США та відомий як net metering. У разі відключення енергопостачання сонячні панелі також відключалися, і власники не могли отримувати власну енергію. Таким чином споживачі залишались під контролем оператора зовнішньої мережі і не могли повноцінно використовувати власні ресурси. Проект Бруклінської мікромережі дозволив його учасникам виробляти енергію та живити свої будинки незалежно від основної електричної мережі під час екстремальних погодних явищ або інших надзвичайних ситуацій. Завдяки партнерству із компанією Siemens, було встановлено контролер системи, який дозволяє спрямовувати електроенергію до госпіталів, громадських центрів та притулків у разі необхідності.

Штат Нью-Йорк забороняє приватним особам продавати між собою електроенергію - вона має передаватися лише через компанію-постачальника. Ця проблема була вирішена завдяки програмному забезпеченню TransActive Grid на основі блокчейну (платформа Etherum), яке дозволяє трансформувати електроенергію у негрошові одиниці, встановлювати максимальну вартість енергії, що купується всередині мікромережі, та отримувати її коли це найвигідніше.

Бруклінська мікромережа покликана працювати разом із звичайною мережею, яка зараз знаходиться в процесі редизайну, ініційованому губернатором штату Ендрю М. Куомо (Andrew M. Cuomo), націленому на підвищення гнучкості, стабільності та ефективності електропостачання, що отримав назву Reforming the Energy Vision (REV). Цей проект включає активну підтримку розвитку мікромереж та залучення місцевих громад до активнішої участі у енергетичних ринках.

Бруклінська мікромережа стала можливою лише завдяки прогресивним змінам регуляторної політики та активному залученню компаній-постачальників. Команда LO3 відзначає, що великі енергетичні компанії починають розуміти перспективи та можливості ринку мікромереж.

Co-Op City, Нью-Йорк, США

Co-Op City, район побудований у 1960-х роках у Бронксі, Нью-Йорк, є одним із найбільших у світі житлових кооперативів та найбільшим житловим комплексом у Сполучених штатах. Так зване “місто в місті” налічує 35 висотних будинків, 7 кластерів таунхаузів, 6 шкіл, 3 торгівельних центри та більше 55 тисяч жителів. У 2007 році місцеву теплогенераційну станцію було модернізовано на когенераційну, було встановлено нові газові та парові турбіни. Вся мережева інфраструктура району фактично належить жителям, як і весь кооперативний район. Сумарна потужність нової станції становить 40 МВт, та вона повністю забезпечує район теплом та електроенергією. До модернізації електропостачання забезпечувалось місцевим монополістом (utility) ConEd, тепер станція продає надлишок електроенергії в централізовану мережу. Економія від переходу на власну генерацію становила приблизно 15 мільйонів доларів США на рік, плюс додатковий дохід під продажу електроенергії. Під час урагану Сенді у 2012 році мережа ConEd відімкнулась, залишивши більшість Нью-Йорку без енергії. Але станція Co-Op City продовжувала працювати, постачаючи тепло та електроенергію жителям району безперебійно, завдяки повністю автономній мікромережі. Мікромережа Co-Op City не має розподіленої генерації та різноманіття джерел енергії, не включає в себе систему накопичення енергії та не застосовує системи demand-response та контролю навантаження в мережі. Але є успішним прикладом побудови та масштабування мікромережі в рамках мегаполісів, здатних продовжувати постачати енергію в острівному режимі та не залежати від монопольного зовнішнього постачальника. Цей приклад показує проблему, яка стоїть перед сучасними визначеннями мікромереж – відсутність

консенсусу між дослідниками/експертами з приводу максимальної граничної кількості споживачів мікромережі та з приводу максимальної генеруючої потужності, що може існувати у мікромережі. Цей приклад також демонструє, що не слід плутати мікромережу із енергокооперативом, що володіє генеруючими потужностями та власною розподільчою мережею. Остання (як це видно на прикладі багатьох мереж енергокооперативів у США) може мати сотні тисяч підключених користувачів та містити генеруючі потужності суттєво більші за 10 МВт. Інакшими словами, не кожна мережа, що знаходиться у власності споживачів (наприклад через організаційну форму кооперативу) є автоматично мікромережею.

Мікромережа Marcus Garvey Village, Нью-Йорк, США Побудований в середині 1970-х років, комплекс Marcus Garvey Apartments був архітектурним новацією архітектори відмовилися від монолітних висотних будинків, що були стандартом для доступного житла в ті часи, на користь 32 малоповерхових будинків, об’єднаних у райони. Сьогодні на 21 з його дахів є сонячні панелі, які складають масив потужністю 400 кВт, в поєднанні з електрохімічними генераторами на паливних елементах потужністю 400 кВт та літієвою батареєю потужністю 300 кВт і ємністю 1,2 МВт*годин.

Проект реновації району та побудови мікромережі був ініційований Управлінням з Оновлення Будинків та Громади (Homes&Community Renewal) і Управлінням з Енергетики та Реконструкції штата Нью-Йорк (NYSERDA).

Нова мікромережа не покликана повністю покрити енергоспоживання комплексу - пікове навантаження тут становить 3 МВт у зимовий період та 1,5 МВт у літній, а потужність розподіленої генерації - лише 0,8 МВт. Задача мікромережі - знижувати навантаження на централізовану мережу у вечірні пікові часи споживання та переключатись на більш дешеву сонячну енергію, накопичену в акумуляторах. За це відповідає система DEN.OS, що гарантує повне споживання згенерованої комплексом електроенергії, не експортуючи її в мережу ConEd. Таким чином комплекс заощаджує 10-20% від рахунку, не сплачуючи за дорогу електроенергію у пікові часи та не переплачуючи за додаткову потужність. В додаток до цього всі 32 будинки мають автономну систему живлення на випадок аварій та відключення централізованої мережі.

ВИГОДИ ТА ПЕРЕВАГИ ПОВ’ЯЗАНІ ІЗ МІКРОМЕРЕЖАМИ Як видно із викладеного вище розділу “Динаміка розвитку ринку мікромереж”, кількість розгорнутих мікромереж у світі швидко зростає. Темп цього зростання, а також поява великої кількості технічних рішень та постачальників послуг навколо мікромереж вказують на їх вигідність для багатьох гравців ринку. З розгортанням мікромереж, розподільні мережі трансформуються від пасивної до активної мережі, в тому сенсі, що процес прийняття рішень і управління є розподіленими і потоки енергії двонаправленими. Цей тип мережі полегшує інтеграцію розподіленої генерації, відновлюваних джерел енергії, інтеграцію сторони попиту (demand side integration) і технологій зберігання енергії, а також створює можливості для нових типів обладнання і послуг. Основна функція активної розподільної мережі полягає у тому, щоб ефективно зв’язати вироблення електроенергії зі споживчим попитом, що дозволяє вирішувати обом сторонам, як краще працювати в режимі реального часу. Дослідники виділяють ряд вигод для різних учасників ринку електроенергії, передовсім - для споживачів. При цьому слід відзначити, що ці вигоди та переваги не виникають автоматично із створення самої мікромережі. Деякі із них (наприклад, скорочення втрат електроенергії при розподілі) дуже залежать від якісної технічної імплементації. Повне розкриття вигод та переваг мікромереж залежить також від законодавчого та регуляторного поля в якому реалізовуються проекти розгортання мікромереж. Економічний ефект

Мікромережа може приносити економічні вигоди не тільки безпосереднім її власникам і споживачам, але й операторам централізованих мереж, постачальникам електроенергії та зовнішнім споживачам. Серед основних позитивних економічних ефектів від мікромережів автори звіту виділяють:

• підвищення цінової еластичності попиту на електроенергію: завдяки залученню декількох видів генерації та системам накопичення, мікромережі дозволяють знижувати споживання з централізованої мережі під час пікових часів. Це дозволяє постачальникам електроенергії менше закуповувати дорогу пікову енергію, таким чином знижуючи середню вартість, від чого також виграють інші споживачі поза межами мікромереж (приклад мікромережі Marcus Garvey Village);

• зниження витрат на електроенергію: завдяки розподіленій генерації та розподілу потужності між багатьма споживачами, мікромережі можуть знизити до мінімуму купівлю електроенергії з централізованої мережі. Крім того, залучення генерації з відновлювальних джерел знижує залежність цін від коливань вартості енергоресурсів (приклад мережі Фельдхайму);

• продаж надлишку електроенергії в централізовану мережу: мікромережі можуть продавати надлишок енергії, що генерується, або енергію з систем накопичення, в загальну мережу;

• участь в ринку послуг demand-response: завдяки здатності точно контролювати джерела генерації та споживання відповідно до ринкових сигналів, мікромережа може знижувати споживання всередині виключаючи непотрібне обладнання або включаючи додаткову генерацію. Це приносить не тільки додатковий дохід для мікромережі, але й також для ОСР, дозволяючи згладжувати піки в централізованій мережі; • зниження втрат електроенергії при передачі: генеруючи електроенергію безпосередньо біля споживачів, мікромережі здатні знижувати навантаження та втрати електроенергії в розподільчих мережах при передачі на великі відстані; • гнучке використання відновлювальних джерел енергії: якщо існує система стимулювання або підтримки генерації з відновлювальних джерел, мікромережі можуть отримувати від цього економічні вигоди; • відкладення або уникнення додаткових капітальних витрат на утримання системи передачі та розподілу електроенергії: при постійно зростаючому попиті на електроенергію в межах застарілої інфраструктури існуюче обладнання зазнає додаткового навантаження. Для того, щоб підтримувати якість постачання електроенергії операторам централізованих мереж потрібні значні капітальні інвестиції на реконструкцію підстанцій та оновлення ліній електропередач. Зниження навантаження на існуючу інфрастуктуру та перехід до забезпечення власною електроенергією від розподіленої генерації дозво-

ляє уникати додаткових витрат, що полегшує роботу ОСР та ОСП та стримує зростання тарифів на передачу електроенергії для споживачів (приклад мікромережі Ілінойського технологічного інституту). Ефект на надійність та якість постачання електроенергії Енергосистема, побудована на комплексі взаємопідключених мікромереж, потенційно є стабільнішими та здатними оперативно реагувати на зовнішні шоки. • зниження частоти переривань у постачанні: стабільність постачання електроенергії є критичною проблемою для багатьох споживачів і може представляти значний ризик для бізнесу, безпеки та здоров’я людей (приклад мікромережі Ілінойського технологічного інституту). Мікромережа дає стабільність постачання енергії, дозволяє уникнути витрат кожного окремого споживача на запасні індивідуальні генератори та батареї. Мікромережі можуть знижувати навантаження на окремі частини централізованих мереж, дозволяючи уникати переривань та блекаутів; • покращення якості електроенергії: коли рівень напруги або сили току відхиляється від встановлених стандартів, обладнання може бути пошкоджене або може вийти з ладу. Завдяки сучасним технологіям, мікромережі здатні постачати електроенергії стабільної якості та частоти, а також видавати додаткову потужність в централізовану мережу, вирівнюючі показники якості для споживачів за межами мікромережі;

• покращення рівня безпеки від зовнішнього втручання: система енергопостачання, побудована на централізованій генерації та така, що керується з єдиного або незначної кількості диспетчерських центрів, є дуже вразливою до зовнішнього втручання під час хакерських атак. Децентралізована система, що включає в себе комплекс мікромереж, є набагато складнішою ціллю для хакерів. Крім того, у випадку стихійних лих, коли централізована мережа виходить з ладу, мікромережі здатні надавати послуги для своїх споживачів всередині, і також допомагати ОСР і ОСП запускати мережі після блекаутів (приклад мікромережі Co-Op City). Екологічний ефект

Завдяки розвитку технологій контролю навантаження, прогнозування попиту та систем накопичення із високою швидкістю реагування, використання переривчастої генерації з відновлювальних джерел перестає бути проблемою. Сучасні мікромережі можуть бути побудовані на будь-якій комбінації джерел енергії, дозволяючи використовувати навіть виключно відновлювальні, таким чином роблячи свій внесок у боротьбу зі змінами клімату.

Розгортання мікромереж призводить до все більшого розповсюдження малої розподіленої генерації з використанням ВДЕ, знижує попит на енергію із мережі із значною долею джерел викидів парникових газів, а також може приводити до зниження рівня локального забруднення повітря завдяки використанню когенерації на заміну застарілим індивідуальним бойлерам на вугіллі та дизельним генераторам.

МІСЦЕ МІКРОМЕРЕЖ НА РИНКУ ЕЛЕКТРОЕНЕРГІЇ Для того щоб максимальна кількість учасників ринку могла скористатись перевагами, які можна отримати від розгортання мікромереж, потрібно визначити їх місце ринку електроенергії. Для цього необхідно проаналізувати ключові і найбільш характерні типи взаємодій мікромереж як із учасниками ринку всередині самої мікромережі, так і з гравцями ринків електроенергії в зовнішніх мережах. Законодавчі та регуляторні середовища у різних країнах серйозно відрізняються, відтак, на думку авторів цього дослідження необхідно аналізувати множину функцій, яку можуть брати на себе мікромережі і лише після того - розмірковувати про її можливі імплементації у рамках національних законодавств та регуляторних документів. Крім того, слід вказати на те, що у цьому дослідженні принципово не можна охопити всіх можливих варіантів стосунків між різними учасниками ринку електроенергії, що належать як до внутрішньої так і до зовнішньої щодо мікромережі екосистем. Відтак, автори цього дослідження хотіли б сфокусуватися на кількох найбільш очевидних ролях мікромереж на ринку електроенергії. Роздрібний ринок На роздрібному ринку електроенергії для мікромереж найбільш очевидною є роль розподілу та продажу електроенергії. Оператор, що здіснює розподіл у рамках мікромережі

Вони можуть грати роль оператора розподільчої мережі, здешевшуючи для внутрішніх клієнтів послуги розподілу.

В той же час, для мережі монополіста мікромережа може виступати як консолідований покупець електроенергії, що суттєво полегшує його роботу. Крім того, той же самий монополіст може бути зацікавлений у роботі з мікромережами, використовуючи механізм demand response та продавати їм послуги балансування. Таким чином, мікромережа стає “прошарком абстрагування” між певними групами кінцевих споживачів та централізованою мережею.

Балансуючий ринок

Однак, на роздрібному ринку мікромережа може грати й іншу роль. Як показує приклад Brooklyn Microgrid, мікромережа може суттєво полегшувати децентралізовану генераціїю та обмін енергією між prosumer’ами

В балансуючому ринку мікромережі можуть виступати відразу у кількох ролях. У більшості випадків мікромережі потребують послуг балансування. Для операторів мікромереж та споживачів, що до них підключені підтримання точного балансу між споживанням та генерацією із внутрішньої генерації може бути економічно недоцільним. Відтак, вони можуть закуповувати послуги балансування у інших мереж, перш за все - у мереж монополістів. Це стосується не лише того випадку, коли споживачам у мережі не вистачає власних генеруючих потужностей для покриття пікових навантажень, але й того, коли таких генеруючих потужностей є надлишок. Така ситуація може складатись, наприклад, тоді, коли споживачі у мікромережі не споживають стільки скільки вдень виробляють сонячні станції, розташовані у цій мережі. Водночас, мікромережі можуть бути і продавцями на ринку балансуючих послуг. Вони це можуть робити у кількох випадках: • Коли у мікромережі присутні засоби накопичення або маневрові генеруючі потужності, які можуть працювати на балансуючому ринку • Коли мікромережа може приєднуватись до програм demand response, що пропонований оператором більшої мережі або агрегатором Оптовий ринок Участь мікромереж напряму у оптовому ринку електроенергії є малоймовірною, оскільки у більшості з них наявні потужності, що є занадто малими для оптового ринку. Водночас, мікромережі можуть брати участь у оптовому ринку електроенергії через компанії агрегатори - посередників, що можуть підписувати угоди про купівлю електроенергії із власниками генераційних і накопичувальних ресурсів всередині мереж і “оптом” продавати їх оператору оптового ринку, трейдерам, споживачам. Цей документ є чернеткою дослідження мікромереж. Просимо присилати ваші коментарі, питання, виправлення на info@greencubatot.info

ПІДХОДИ ДО КЛАСИФІКАЦІЇ МІКРОМЕРЕЖ Велика кількість різних підходів до визначення мікромереж призвела до того, що мікромережі класифікуються та групуються за різними ознаками та критеріями. Класифікація мікромереж є вкрай важливою частиною роботи із розробки законодавчого та регуляторного поля для їх ефективного регулювання. Адже мікромережі можуть мати цілий ряд параметрів, які повинні визначати регуляторний підхід до них. Класифікація за типом власності Наприклад, тип власності мікромережі може бути дуже різним. Як можна було побачити вище у розділі “Визначні приклади мікромереж”, мікромережа може належати принципово різним типам власників: • приватна власність - приватна компанія володіє та управляє мікромережею, продає електроенергію споживачам, надає послуги монополісту-оператору централізованої мережі; • кооперативна власність - належить безпосередньо споживачам електроенергії, як фізичним так і юридичним особам, та покликана на забезпечення власних енергопотреб; • власність муніципалітету - володіє мікромережею, передає в управління спеціалізованим компаніям; • місцевий монополіст (utility) як власник - володіє та управляє мікромережею, надає послуги споживачам;

• власність інституції - належить окремій інституції в межах її розташування (університет, армійська структура, мережа виробничого комплексу) та покликана на забезпечення власних енергопотреб. У рамках класифікації за типом власника, мікромережі також можуть відрізнятись за моделями надання послуг. Ці моделі можна розглянути в рамках двох груп: • мікромережі, незалежні від монополіста.

• мікромережі, що належать монополісту (utility); Мікромережі, що належать монополісту-енергопостачальнику

Існуючі оператори розподільчих мереж можуть будувати власні мікромережі з різних причин, наприклад, для покращення надійності постачання або для надання додаткових послуг споживачам. В цьому контексті можуть існувати два підходи до володіння мережею:

• вертикально-інтегрована модель: монополіст-енергопостачальник володіє як розподільчою інфраструктурою мікромережі, так і розподіленою генерацією та системами накопичення енергії, а також управляє системою контролю, може впливати на попит та навантаження джерел генерації;

• розрупована (unbundled) модель: монополіст-енергопостачальник володіє та управляє системою розподілу мікромережі, а об’єктами генерації та накопичення володіють приватні компанії та/або фізичні особи, які можуть в той же час бути і споживачами електроенергії в межах мікромережі (див. приклад Бореро-Спрінгс у розділі “Видатні приклади мікромереж”). Мікромережі, незалежні від монополіста-енергопостачальника Основною характеристикою мікромереж, які побудовані незалежно від вже існуючого постачальника електроенергії, є відповідь на питання чи покликана вона обслуговувати лише власні потреби (selfgeneration) чи має комерційну спрямованість. Питання щодо комерційної спрямованості ускладнюється тим, що комерційною діяльністю (продажем, накопиченням, надання послуг балансування, розподілом) можуть займатись як власники мережі, так і її окремі учасники. Наприклад, внутрішня мережа житлового комплексу може бути додатковим компонентом у структурі доходів компанії-забудовника. Водночас, до мережі енергокооперативу може бути під’єднана приватна генерація або інші електроустановки, спорудження яких мало комерційні цілі. Визначення комерційної спрямованості мікромережі за критерієм балансу електроенергії може бути проблематичним через саму природу послуг з балансування, які мікромережа може купувати або продавати зовнішній мережі монополіста.

З точку зору регулювання може мати значення, чи власник мікромережі отримує електроенергію, здебільшого згенеровану в межах своєї системи, або власник використовує лише незначну частку енергії чи не використовує зовсім. В останньому випадку очевидна комерційна спрямованість мікромережі. Отже, можна виділити три категорії мікромереж, незалежних від монополіста-енергопостачальника: • побудована для задоволення власних потреб: може бути у власності інституції або власника об’єкта чи об’єктів, або спільній власності у формі кооперативу; послуги з постачання енергії в такій мережі надаються тільки для афілійованих споживачів; • для власних потреб із незначною долею комерційної діяльності: відрізняється від попереднього типу тим, що послуги з постачання можуть надаватися також зовнішнім, неафілійованим споживачам на контрактній основі; • виключно для комерційної діяльності: незалежна компанія, що не є монополістом, у будь-якій формі власності, та постачає енергію тільки неафілійованих споживачам. Ця категорія описує суто комерційну модель мікромережі, коли компанія-оператор мікромережі не має власного споживання.

На думку авторів цього дослідження, регулювання для мікромереж із різним типом власності повинні бути різними. Адже у випадку підприємства, що оперує власною мікромережею виробничого комплексу, до нього повинні бути застосовані лише регулювання, що визначають стандарти безпеки. Регулювання за зразком монополії в даному випадку буде неадекватним і надлишковим, адже у такому випадку всередині мікромережі відсутні стосунки “споживач-монополіст”.

Те ж саме можна сказати і про університет, або мікромережу енрегокооперативу. Стосунки всередині такої мережі повинні визначатись внутрішніми документами університету або коорперативу. Регулюватись державними органами повинні стосунки цієї мікромережі із зовнішніми гравцями (мережами монополістів, зовнішньою генерацією). Держава повинна також встановлювати стандарти безпеки для таких мереж. Однак, у цих випадках, мікромережі можуть включати в себе споживачів та виробників електроенергії, що не є її співвласниками. Наприклад, якщо той чи інший бізнес має магазин чи майстерню, підключену до мікромережі університетського кампусу, то їх стосунки можуть потребувати регулювання. Як бачимо, лише така одна одна змінна, як структура власності, потребує гнучкого регулювання, що в одних випадках повинне бути мінімізоване (коли йдеться про відсутність монополії), в інших - доволі сильним (коли йдеться про регулювання діяльності монополії). Далі в цьому розділі ми говоритимемо про важливі для регулювання підходи до класифікації мікромереж.

За функціональним призначенням

Мікромережі мають різноманітні призначення, оскільки варіантів їх використання є багато - практично будь-яка структура чи спільнота може створити власну мікромережу для завдань, що відповідають її специфічним потребам. Це є цілком логічним, оскільки за даними NYSEDRA, дуже важко створити “типову мікромережу” - вимоги до мікромережі житлового комплексу, військового комплексу та лікарні будуть зовсім різними. Відтак, класифікація за функціональним призначенням мікромереж походить від групування відомих та описаних на сьогодні кейсів мікромереж. На думку авторів цього дослідження для класифікації за функціональним призначенням мікромереж ефективним буде застосувати таксономію, запропоновану аналітичним галузевим виданням microgridknowledge.com. Його автори виділяють такі типи мікромереж, відповідно до мети їх створення: • Комерційні (Commercial) • Віддалені (Remote) • Військові (Military) • Мікромережі кампусів (Campus) • Мікромережі центрів обробки даних (Datacenter) • Мікромережі спільнот (Community) Цей документ є чернеткою дослідження мікромереж. Просимо присилати ваші коментарі, питання, виправлення на info@greencubatot.info

• Промислові мікромережі (Industrial) • Мікромережі житлових комплексів (Residentail) • Мікромережі критично важливих служб (Critical Services) • Мікромережі існуючих монополій (Utility) Така класифікація не може претендувати на повноту, однак дає добре уявлення про типові призначення мікромереж на сьогодні. З іншого боку, вона може дати розуміння типів мікромереж та посприяти розробці гнучкого регулювання для мікромереж в Україні. За розміром Мікромережі можна класифікувати за тими чи іншими кількісними показниками розміру. До таких показників можуть належати потужність внутрішньої генерації, кількість споживачів. Визначення мікромереж за розміром дають можливість встановити розрізнення між мікромережами та utility-scale мережами. У країнах ЄС на законодавчому рівні закріплені граничні критерії обмеження для визначення що таке малих систем розподілу. Так, в Європейському Союзі, основними документами, що регламентують принципи побудови єдиного ринку електроенергії в ЄС, на сьогодні є так званий “Третій енергетичний пакет”. У Директиві 2009/72/ЄС про спільні правила внутрішнього ринку ЄС передбачено визначення таких понять, як «мала відокремлена система» та «відокремлена система»:

• «мала відокремлена система» означає будь-яку систему зі споживанням менше, ніж 3 000 ГВт/год у 1996 році, де менше ніж 5% річного споживання здійснюється завдяки об’єднанню з іншими системами;

• «відокремлена мікросистема» означає будь-яку систему зі споживанням менше, ніж 500 ГВт/год у 1996 році, яка не з’єднана з іншими системами. У деяких дослідженнях використовують такі визначення міні- та мікросистема:

• Мінісистема – система, що включає в себе набір невеликої розподіленої генерації (від 10 кВт до 10 МВт), що обслуговує обмежену кількість споживачів через розподільні мережі (систему розподілу), яка може працювати ізольовано від національної передавальної мережі. • Мікросистема – подібне до мінісистеми, але у менших розмірах і з потужністю виробництва (1- 10 кВт).

Автори цього дослідження схиляються до використання терміну “мікромережа”, оскільки він дає можливість описати ті мережі, що можуть гнучко працювати із зовнішніми мережами: як у острівному так і в приєднаному режимі. Попри те, європейські класифікації мікросистем за розміром внутрішньої генерації дозволяють розробити регулювання.

Можна зустріти також і поділ мікромереж за розміром. Так, наприклад, “Mini Grid Polciy Toolkit” пропонує такі типи мікромереж: • Міні-мережі (micro-grids) – низьковольтні мережі, що містять одну або більше малих генераційних потужностій або мікро-джрел (micro-sources) таких як фотовольтаїчні, паливні клітини, мікротурбіни, малі ватротурбіни та накопичувальні пристрої (маховики, суперконденсатори, акумулятори), а також - розподіл електроенергії обмеженій кількості споживачів через розподільчу мережу, що може працювати ізольовано від національних мереж передачі електроенерії та постачати групам споживачів електроенергію із мережевими показниками якості. Групою користувачів може бути сільське поселення, житловий комплекс, комерційний або промисловий парк, університетське студмістечко, медичний центр або інші споживачі, згруповані заради спільної мети. Генераційні потужності міні-мережі варіюються у різних визначеннях, однак коридор між 50 кВт та 1 МВт здається виправданим. У деяких визначеннях ідеться про такі високі цифри як 10 МВт. Основною характеристикою, що вирізняє такі мережі є те, що вони отримують електроенрегію із власних джерел та ослуговують концентрованих в одному місці споживачів. Міні-мережа використовує розподільчі лінії. • Мікро-мережі (micro-grids) – подібні до міні-мереж, однак працюють із меншими розмірами та потужностями генерації (від 1 до 50 КВт). Мікро-мережі обслуговують сконцентрованих у одному місці Цей документ є чернеткою дослідження мікромереж. Просимо присилати ваші коментарі, питання, виправлення на info@greencubatot.info

користувачів і також використовують розподільчі лінії електропоередач. На додачу до сільського, міського та промислового сектору, мікромережі з’являються на кампусах ( університети, лікарні, військові заклади, бізнес-парки) • Нано-мережі (nano-grids) – відносно нова концепція, що застосовується до мережі, що обслуговує одного споживача або будівлю. Нано-мережі, як правило, мають одну генераційну потужність і не використовує транспортних або розподільчих мереж і можуть використовувати мережі постійного струму. У спільному дослідженні Deutsche Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit (GIZ) GmbH, Міністерства енергетики Німеччини «What size shall it be? A guide to mini-grid sizing and demand forecasting» (The German Climate Technology Initiative GIZ Promotion of Solar-Hybrid Mini-Grids) пропонується категоризація мінісистем таким чином: Розмір > 1000 кВт

Тип 2

100 кВт– 1000 кВт

Тип 3

< 100 кВт

Пояснення незалежний виробник енергії, який зазвичай приєднаний до мережі та продає більшу частину своєї енергії на основі договору купівлі-продажу електроенергії (power purchase agreement, PPA) представлена, як правило, через відкриту модель, в якій одна організація відповідає за реалізацію проектів, а інша відповідає за експлуатацію та технічне обслуговування використовується в невеликих, але густонаселених районах. Вони охоплюють невеликі території на низькому рівні напруги. Деякі з них не забезпечують якість електроенергії на рівні основної мережі

Тип Тип 1

Американські дослідники часто вказують як верхню межу для мікромережі потужність генерації, наявної у цій мережі. Серед експертів та досілдних інституій відсутня єдина думка стосовно максимальної потужності генерації, встановленої у мікромережі. Наприклад, у звіті NYSEDRA вказується: “Хоча належний розмір мікромережі є питанням дискусійним, команда дослідників встановила, що більшість мікромереж мали потужність генерації 10 МВт або менше, однак більші системи, особливо ті, що обслуговують кампуси, можуть включати до 40 МВт генерації. Цілком зрозуміло, що розмір мікромережі може варіюватись залежно від контексту її розгортання, однак ми вважаємо, що 40 МВт є логічною (хоча і дещо довільною) верхньою межею потужності для мікромережі”. За технічними особливостями

З точки зору технологічних особливостей мікромереж, більшість аналітиків сходяться на думці про те, що будь-якої єдиної архітектури мікромереж просто неможливо створити чи розробити. Це спричинено тим, що мікромережі є дуже локальними, відтак розгортаються відповідно до потреб споживачів, що працюють у рамках цієї мікромережі. Саме тому, класифікації за технічними особливостями, здебільшого виділяють два типи мікромереж: • Постійного струму

• Змінного струму

До цього варто додати, що побудова регулювання на основі технологічних особливостей мереж, на думку авторів цього дослідження є помилковою та шкідливою практикою. Оскільки технології швидко змінюються, то регулювання, що посилається на використання тих чи інших технологій вкрай швидко стає застарілим та неефективним.

МОЖЛИВОСТІ ДЛЯ РОЗГОРТАННЯ МІКРОМЕРЕЖ В УКРАЇНІ Правове регулювання «малих» мереж в українському правовому полі Правове регулювання «малих» мереж в українському правовому полі до прийняття Закону України «Про ринок електричної енергії» Передовсім слід звернутися до визначення поняття «мережа». Згідно з Законом України «Про електроенергетику», електрична мережа - це сукупність енергетичних установок для передачі та розподілу електричної енергії. До недавнього часу законодавство України не містило визначення «мала» мережа, «мікромережа», або іншого еквівалентного за змістом поняття. Законодавець визначав види електричних мереж в залежності від їх функціонального призначення: • міждержавні електричні мережі, призначені для передачі електричної енергії між державами; • магістральні електричні мережі - призначені для передачі електричної енергії від виробника до пунктів підключення місцевих (локальних) мереж;

• місцева (локальна) або так звана «розподільча» електрична мережа - приєднана електрична мережа, призначена для розподілу електричної енергії від магістральної мережі та/або електричної станції до споживача. Крім того, зустрічаються поняття:

• мережі споживача – яка належить споживачу та використовується для передачі електричної енергії до його електроустановок;

• технологічної електричної мережі – тобто мережі споживача, яка за договором з електропередавальною організацією використовується для передачі електричної енергії третім особам приєднаним до такої мережі.

Отож у більш широкому розумінні мережі можна поділити на ті, що призначені для отримання прибутку – здійснення господарської діяльності з передачі (міждержавними та магістральними мережами) та розподілу (локальними мережами) електричної енергії, а також ті – що призначені для обслуговування потреб індивідуальних споживачів (власні та технологічні мережі).

Природа такого підходу криється у концепції природних монополій. Визначення цього поняття, наведене у законодавстві, складне і заплутане:

Природна монополія - це стан товарного ринку, при якому задоволення попиту на цьому ринку є більш ефективним за умови відсутності конкуренції внаслідок технологічних особливостей виробництва (у зв’язку з істотним зменшенням витрат виробництва на одиницю товару в міру збільшення обсягів виробництва), а товари (послуги), що виробляються суб’єктами природних монополій, не можуть бути замінені у споживанні іншими товарами (послугами). Простими словами законодавець визнає, що є ринки, які працюють найбільш ефективно за централізованою моделлю, коли товари та послуги, що не можуть бути замінені у споживанні, реалізує один суб’єкт. Проте, оскільки інтерес бізнесу на такому ринку – забезпечити найбільшу прибутковість в умовах відсутності конкуренції, його діяльність підпадає під ліцензування та регулювання. Однак таке визначення у законі України “Про природні монополії” хибує крайньою неякісністю та нечіткістю. Наприклад, цілковито нечітким є поняття “більш ефективне задоволення попиту”. У сферах, що належать до природних монополій діють спеціальні регулятори. Наприклад у сфері енергетики, цю роль виконує – Національна комісія, що здійснює державне регулювання у сферах енергетики та комунальних послуг (НКРЕКП). Регулятор затверджує бізнесу, що діє у сферах природних монополій, ціни (тарифи) на його послуги, визначає ліцензійні умови діяльності, та контролює виконання інших обов’язків, наприклад – ведення окремого бухгалтерського обліку за кожним видом ліцензованої діяльності, забезпечення недискримі-

наційного доступу споживачів до послуг та технічних мереж, забезпечення звітування, оприлюднення та доступу до публічної інформації тощо. До сфер, що визнані природними монополіями і, як наслідок, підпадають під таке регулювання, належать, зокрема передача електричної енергії міждержавними та магістральними мережами, а також розподіл електричної енергії (передача е/е локальними мережами). Відтак, будь-який суб’єкт господарювання (юридична особа або ФОП) може бути визнаний «природним» монополістом і потрапити під обтяжливе регулювання. Проте виникає питання, чи можна за сучасних умов вважати централізовану експлуатацію електричних мереж і, як наслідок, віднесення такої діяльності до сфери монополій – обґрунтованою та найбільш ефективною моделлю? Такий підхід створює проблеми для колективних споживачів електричної енергії, що здійснюють діяльність для задоволення власних потреб. У деяких ситуаціях можливе поєднання «монополіста» і споживача в одній особі. Наприклад, коли населення створює кооператив та будує власну мережу для задоволення власних потреб. За таких обставин кооператив формально виступає «монополістом», який обслуговує своїх же членів, які його створили і управляють ним. Чи обґрунтоване у такому випадку застосування норм ЗУ «Про природні монополії» щодо регулювання його діяльності?

Проте є низка виключень, що дають змогу знайти механізми роботи таких об’єднань. Виключення випливають із аналізу підзаконних нормативних актів у галузі електроенергетики. Відповідно до змісту ліцензійних умов, затверджених Постановою НКРЕ №15 від 13.06.1996 р., ліцензуванню підлягає лише підприємницька діяльність (з метою одержання прибутку) із розподілу електричної енергії від магістральної електричної мережі до споживача.

Проте вказані ліцензійні умови посилаються на застарілі нормативні акти, наприклад ЗУ «Про підприємництво», що втратив чинність у 2004 році, а також не узгоджуються із формулюваннями ЗУ «Про електроенергетику» - в частині визначення місцевої (локальної) електромережі, та ЗУ «Про природні монополії» - в частині визначення суб’єкта, що підлягає регулюванню.

Правила користування електричною енергією, затверджені Постановою НКРЕ № 28 від 31.07.1996 р. містять визначення «населеного пункту».

Так населений пункт - юридична особа-споживач (власник електроустановок населеного пункту або уповноважена власником (співвласниками) експлуатаційна організація, в господарському віданні якої є електроустановки населеного пункту), об’єднує населення на визначеній території та утримує ці електроустановки з метою забезпечення електричною енергією споживачів населеного пункту.

Населений пункт на підставі договору про постачання електричної енергії здійснює закупівлю електричної енергії у постачальника електричної енергії з метою її подальшого використання споживачами населеного пункту для задоволення комунально-побутових потреб споживачів населеного пункту, для технічних цілей та інших потреб населеного пункту. За обсяг закупленої електричної енергії з постачальником електричної енергії розраховується населений пункт відповідно до умов договору. Закупівля електричної енергії у постачальника за рахунок коштів споживачів населеного пункту, умови використання електричної енергії, розрахунків за неї, умови технічного забезпечення електропостачання електроустановок споживачів населеного пункту, утримання та обслуговування технологічних електричних мереж населеного пункту регулюються установчими документами населеного пункту та/або укладеними у встановленому законодавством порядку договорами між споживачами населеного пункту та населеним пунктом щодо обслуговування технологічних електричних мереж населеного пункту. Вбачається, що технологічні мережі населеного пункту за своїми ознаками є тими самими малими мережами. Проте у регулюванні технологічних мереж населеного пункту вбачається низка проблем: • відсутність закріплення визначень та ознак на рівні законів; • закріплення на рівні нормативно-підзаконних актів, що не узгоджується зі змістом законів «Про елекЦей документ є чернеткою дослідження мікромереж. Просимо присилати ваші коментарі, питання, виправлення на info@greencubatot.info

троенергетику» та «Про природні монополії»; • не врахування можливості виробництва електричної енергії населеним пунктом та її постачання у власну мережу. Вказані прогалини призводили до конфліктів на рівні таких населених пунктів щодо правил експлуатації мереж та створювали ризики їх функціонування у зв’язку із мінливістю нормативно-підзаконних актів. Регулювання малих мереж в рамках Закону України «Про ринок електричної енергії» Закон України «Про ринок електричної енергії», прийнятий 13 квітня 2017 має на меті зміну структури, впорядкування регулювання та введення нових механізмів роботи на ринку електричної енергії. Цей закон визначає вводить нові терміни, такі як: • система передачі електричної енергії - система ліній, допоміжного обладнання, обладнання для трансформації та перемикань, що використовується для передачі електроенергії, що за змістом поєднує поняття міждержавних та магістральних електричних мереж; • система розподілу електричної енергії - система ліній, допоміжного обладнання, обладнання для трансформації та перемикань, що використовується для розподілу електроенергії – змістовний еквівалент місцевої (локальної) розподільчої мережі.

Окремі статті закону чітко визначають правовий статус, права та обов’язки суб’єктів, що виступають операторами таких систем. Водночас стаття 49 Закону України «Про ринок електричної енергії» вводить термін «мала система розподілу».

Регулятор може класифікувати електричні мережі, що розподіляють електричну енергію на обмеженій території комерційного закладу, закладу громадського обслуговування, житлового комплексу, іншого об’єкта як малу систему розподілу, якщо виконується хоча б одна із таких умов:

1) виробничі процеси користувачів такої системи пов’язані між собою з технологічних причин або міркувань безпеки; 2) розподіл такими мережами здійснюється переважно для власника мереж або для юридичних осіб, пов’язаних з ним господарськими відносинами та/або відносинами контролю;

3) розподіл електричної енергії такими мережами здійснюється меншій від граничної кількості побутових споживачів, що перебувають у юридичних відносинах з власником такої системи, та/або ця система перебуває у спільній власності таких побутових споживачів.

Класифікація та критерії визначення малих систем розподілу визначаються кодексом системи розподілу виходячи, зокрема, з кількості та категорії користувачів малої системи розподілу, обсягів розподілу електричної енергії малою системою розподілу, потужності приєднання до системи передачі та/або системи розподілу. Оператори малої системи розподілу виконують функції, мають права та обов’язки оператора системи розподілу по відношенню до користувачів малої системи розподілу з урахуванням особливостей, визначених кодексом системи розподілу та правилами роздрібного ринку, без отримання відповідних ліцензій. Формулювання статті 49 є достатньо широкими і покривають практично будь-які можливі форми об’єднань населення і юридичних осіб для задоволення власних потреб у розподілі електричної енергії. Таке законодавче визначення малої системи розподілу знімає питання про конфлікт закону та нормативно-підзаконної бази щодо можливості функціонування та правил роботи «малих систем розподілу», а також звільнення від ліцензування та регулювання їх операторів. Разом з тим, можливість реального застосування норм статті 49 та ефективного розвитку «малих систем розподілу» і підвищення рівня інклюзивності енергетики буде залежати від: • критеріїв кваліфікації, визначених у Кодексі систем розподілу та Правилах роздрібного ринку; • додаткових особливостях роботи, визначених у Кодексі систем розподілу та Правилах роздрібного ринку. Цей документ є чернеткою дослідження мікромереж. Просимо присилати ваші коментарі, питання, виправлення на info@greencubatot.info

Проблеми землекористування для потреб розвитку малих мереж Питання використання земельних ділянок для будівництва та експлуатації електричних мереж визначені у: • Земельному кодексі України; • Законі України «Про землі енергетики та правовий режим спеціальних зон енергетичних об’єктів». Так у відповідності до Земельного кодексу України, землями енергетичної системи визнаються в тому числі землі, надані під об’єкти транспортування електроенергії до користувача. Стаття 14 Закону України «Про землі енергетики та правовий режим спеціальних зон енергетичних об’єктів» визначає, що земля під об’єктом передачі електричної енергії (повітряні та кабельні лінії електропередачі, трансформаторні підстанції, розподільні пункти та пристрої) може використовуватися на праві власності, користування, або на підставі земельного сервітуту. Сервітут – це право користування чужою земельною ділянкою, що виникає на підставі договору, для задоволення потреб інших осіб, які не можуть бути задоволені іншим способом. Отже, для експлуатації малої мережі її оператор повинен укласти договори сервітуту з усіма власниками земельних ділянок, на яких будуть розміщуватися опорні конструкції ліній електропередачі, трансформаторні підстанції, розподільні пункти та пристрої.

Розміщення елементів електромережі на земельній ділянці, що перебуває у власності/користуванні третіх осіб без встановлення земельного сервітуту надає право власнику такої земельної ділянки звернутися у суд із позовом усунення перешкод у користуванні та відновлення її стану, тобто, - про демонтаж електромережі.

Слід наголосити, що право сервітуту виникає з договору, який має бути добровільно підписаний власником земельної ділянки. При цьому відмову у встановленні сервітуту можна оскаржити у судовому порядку, якщо є можливість довести, що розмістити лінію електропередач без використання відповідної земельної ділянки не є можливим. Відповідно до ЗУ “Про ринок електричної енергії”, Стаття 47, пункт 11:

У разі якщо оператор системи розподілу має менше 100 тисяч приєднаних споживачів та його середньомісячний обсяг розподілу електричної енергії не перевищує 20 мільйонів кВт•год, Регулятор має право прийняти рішення про звільнення такого оператора системи розподілу від виконання вимог цієї статті. Цей текст взятий із директиви, і параметри визначення не базуються на будь-яких розрахунках.

Практичні аспекти взаємовідносин власників електричних мереж з іншими операторами На сьогодні в Україні власниками так званих малих електричних мереж переважно є: • Садові товариства, дачні та інші кооперативи;

• Промислові об’єкти, комунальні та комерційні підприємства (юридичні особи); • Фізичні особи (населення).

Відповідно до Правил користування електричною енергією (ПКЕ), власником електричних мереж є юридична або фізична особа, якій на праві власності або користування належать електроустановки, призначені для передачі та/або розподілу електричної енергії. Особливості відносин садових товариств Садові товариства утворюються та діють в порядку, передбаченому ЗУ «Про кооперацію»: Кооператив є первинною ланкою системи кооперації і створюється внаслідок об’єднання фізичних та/ або юридичних осіб на основі членства для спільної господарської та іншої діяльності з метою поліпшення свого економічного стану. Кооператив є юридичною особою, має самостійний баланс, розрахунковий та інші рахунки в установах банків та може мати печатки. Кооператив створюється його засновниками на добровільних засадах. Цей документ є чернеткою дослідження мікромереж. Просимо присилати ваші коментарі, питання, виправлення на info@greencubatot.info

Для задоволення своїх потреб в електроенергії володіють мережами (переважно 0,4-10 кВ) та приєднані до зовнішніх електромереж обласних електропередавальних компаній (обленерго). Зовнішнє електропостачання здійснюється обленерго на підставі договору про електропостачання, що укладається із садовим товариством як з юридичною особою. Договірні стосунки з кожним учасником товариства не передбачені. При цьому закупівля електричної енергії у постачальника здійснюється за рахунок коштів споживачів товариства, як у випадку розрахунків з населеним пунктом згідно з ПКЕ (п. 12.4): Закупівля електричної енергії у постачальника за рахунок коштів споживачів населеного пункту, умови використання електричної енергії, розрахунків за неї, умови технічного забезпечення електропостачання електроустановок споживачів населеного пункту, утримання та обслуговування технологічних електричних мереж населеного пункту регулюються установчими документами населеного пункту та/або укладеними у встановленому законодавством порядку договорами між споживачами населеного пункту та населеним пунктом щодо обслуговування технологічних електричних мереж населеного пункту. Облік електроенергії здійснюється за розрахунковим лічильником, встановленим, як правило, на межі балансової належності. Відповідно до ПКЕ, межа балансової належності - точка розділу елементів електричної мережі між власниками електроустановок за ознаками права власності або користування, або повного господарського відання.

Розрахунки за електроенергію проводяться за тарифами, що встановлює Національна комісія, що здійснює державне регулювання у сферах енергетики та комунальних послуг (НКРЕКП), для категорії: «населенню, яке розраховується з енергопостачальною організацією за загальним розрахунковим засобом обліку та об’єднане шляхом створення юридичної особи, житлово-експлуатаційним організаціям, крім гуртожитків». З березня 2017 року цей тариф складає 168 коп./кВт.год з ПДВ (окрім освітлення та технічних цілей (робота насосів) – 140 коп./кВт.год з ПДВ), незалежно від обсягу спожитої електроенергії. Проблема 1 – Нарахування фактичних втрат електроенергії в мережі

Оскільки для розрахунків за спожиту електроенергію використовується один загальний лічильник садового товариства, з боку його учасників, так званих садоводів, досить часто спостерігаються маніпуляції (додаткові контури заземлення, дооблікові мережі тощо), в результаті яких порушується баланс електроенергії всіма учасниками товариства. В цьому балансі мають враховуватися такі додаткові втрати, які по суті є крадіжкою електроенергії.

Скласти фактичний баланс спожитої електроенергії зазвичай дуже складно, оскільки засоби технічного обліку встановлені не у всіх споживачів – учасників товариства. А з так званими додатковими втратами визначитися справедливо для кожного споживача просто неможливо. Тоді як загальний розрахунковий лічильник садового товариства покаже сумарно обсяг споживання усіма споживачами.

Враховуючи також додаткову проблему неплатежів окремих споживачів, фактично за всі додаткові втрати сплачують ті споживачі, які тримають платіжну дисципліну. Тобто при зборі коштів за спожиту електроенергію товариством, на практиці такі сплачують більше встановленого тарифу на кожен кіловатт спожитої електроенергії. Отже, по факту крадіжки, чи так звані додаткові втрати, нікуди не списуються, за них платять і ті споживачі, які крадуть, і ті, що не крадуть електроенергію. Проблема 2 – Незадовільний стан мереж і відповідальність Електричні мережі, які перебувають у власності садових товариств, повинні утримуватись переважно за рахунок внесків учасників товариства. В більшості випадків ці мережі є зношеними як морально, так і фізично, тож потребують заміни. Особливо це стосується електромереж напругою 0,4 кВ. Наявні ЛЕП 0,4 кВ довжиною 1,5 км і більше не розраховані на величини електричного навантаження будинків чи прибудов в межах подвір’я садоводів (сауни, електробойлери, насоси тощо), які фактично є завищеними в 2-3 рази. В багатьох випадках мережі будувалися десятки років тому з розрахунком 1,5 кВт електронавантаження на будинок. Внаслідок відповідних перенавантажень погіршуються показники в мережах (падіння напруги) та спостерігаються відключення.

На практиці зовнішній контроль за експлуатацією мереж садових товариств та утримання їх в належному стані відсутній. Обленерго також не зобов’язані перейматися цими питаннями, оскільки, як правило, межа експлуатаційної відповідальності встановлюється на межі балансової належності мереж. Тож відповідальність за станом мереж в таких випадках по суті лягає на самих споживачів - учасників товариства. Проблема 3 – Приєднання до мереж садових товариств нових споживачів Приєднання всіх споживачів має здійснюватися з дотриманням Правил приєднання електроустановок до електричних мереж (далі – Правила приєднання) та норм ПКЕ. Садові товариства можуть приєднувати до своїх мереж нових споживачів. При цьому застосовується процедура для типу приєднання, що не є стандартним, (див. розділ ІІІ Правил приєднання), яку проводить електропередавальна організація та, відповідно, отримує плату за приєднання нових споживачів. Садове товариство, як власник мереж, в цьому випадку тільки надає дозвіл на приєднання до своїх мереж. Тож офіційно (в рамках чинного законодавства) отримати плату за приєднання чи так званий продаж вільних потужностей садове товариство не в змозі. Разом з тим, у таких випадках садове товариство може скористатися правом на отримання плати за спільне використання технологічних електричних мереж, яка визначається згідно з Методикою обрахування плати за спільне використання технологічних електричних мереж.

Відповідно до ПКЕ, спільне використання технологічних електричних мереж - виконання комплексу заходів з метою експлуатації та утримання у належному технічному стані технологічних електричних мереж, які використовуються для забезпечення електропостачання інших суб’єктів господарювання, крім їх власника, або для забезпечення передачі (транзиту) електричної енергії в мережі електропередавальної організації.

Процедура визначення плати за спільне використання технологічних електричних мереж не складна та передбачає наступні основні заходи:

1) Проводиться розрахунок умовних одиниць технологічного обладнання електромереж власника мереж (ЛЕП різної напруги, трансформаторні підстанції та інше обладнання), який узгоджується з електропередавальною організацією (обленерго); 2) Складається кошторис обґрунтованих річних витрат власника мереж на утримання електричних мереж спільного використання, який затверджується територіальним представництвом НКРЕКП.

Разом з тим, на практиці серед садових товариств одиниці користуються можливістю нарахування річної плати за спільне використання мереж. В більшості випадків основною причиною є низькі показники умовних одиниць технологічного обладнання електромереж та фактично понесених витрат на їх утримання. Тобто ціна питання для багатьох таких власників мереж не вартує витрачання їх ресурсів на проведення відповідних заходів.

Проблема 4 – Приєднання сонячних та вітрових електростанцій (СЕС та ВЕС) приватних домогосподарств (фізичних осіб) в складі садового товариства Для приватних домогосподарств діючим законодавством передбачена можливість встановлення сонячних та вітрових електростанцій до 30 кВт з метою продажу виробленої електроенергії за різницею власного споживання за спеціально встановленими тарифами («зелений» тариф на електроенергію). Порядок продажу, обліку та розрахунків за електричну енергію, що вироблена з енергії сонячного випромінювання об’єктами електроенергетики (генеруючими установками) приватних домогосподарств (далі – Порядок) розроблено та затверджено НКРЕКП. Порядок регулює відносини між побутовим споживачем електричної енергії – власником приватного домогосподарства, що виробляє електроенергію СЕС або ВЕС, та обленерго, що є постачальником за регульованим тарифом. Тобто дія Порядку не поширюється на садові товариства, які можуть встановлювати відповідні об’єкти альтернативної енергетики на балансі товариства. Порядком також не передбачені відносини з фізичною особою – виробником такої електроенергії, що є учасником садового товариства та здійснює розрахунки за спожиту електроенергію в його складі. Цей документ є чернеткою дослідження мікромереж. Просимо присилати ваші коментарі, питання, виправлення на info@greencubatot.info

Для того, щоб така фізична особа могла продавати електроенергію, вироблену власними ВЕС або СЕС, відповідно до Порядку, їй необхідно перейти до статусу побутового споживача, тобто на прямі договірні відносини та розрахунки з обленерго. Для цього їй необхідно вийти зі складу учасників садового товариства та пройти процедуру приєднання до електромереж, погоджуючи схему приєднання із садовим товариством як власником мереж, та сплатити вартість приєднання обленерго. На практиці найбільш складним та тривалим питанням є вирішення усіх погоджувальних процедур із власником мереж. Навіть у разі будівництва нової схеми приєднання до електромереж обленерго (по суті в обхід мереж товариства), траса лінії електропередачі проходить по території садового товариства, а отже, має бути з ним погодженою як із власником. Проблема 5 – Приєднання сонячних електростанцій (СЕС) чи інших генеруючих об’єктів садового товариства з метою продажу електроенергії Враховуючи норми чинного законодавства, діяльність з виробництва електроенергії, в тому числі з альтернативних джерел енергії, з метою її продажу забезпечується на умовах обов’язкового ліцензування.

Видачу ліцензії та встановлення тарифів на виробництво електроенергії здійснює НКРЕКП. Продаж вироблених обсягів електроенергії при цьому здійснюється в Оптовий ринок електричної енергії (ОРЕ) України відповідно до укладеного договору купівлі-продажу між виробником електроенергії та ДП «Енергоринок», що діє в особі ОРЕ. Основним проблемним питанням для садового товариства для організації такого виду діяльності є оподаткування та ведення звітності. Особливо це стосується тих товариств, які мають статус неприбутковості.

Для проведення діяльності з виробництва електроенергії мають бути внесені відповідні зміни в статутні документи товариства, зареєстровані відповідні КВЕД, забезпечено відокремлення бухгалтерського обліку від основних видів діяльності.

На практиці приклади здійснення ліцензованої діяльності з виробництва електроенергії серед садових товариств не виявлені. Проблема 6 – Неврегульованість питання щодо надання послуг та встановлення тарифі всередині садових товариств

Є непоодинокі випадки розгортання садових товариств, які з часом перетворилися в садові масиви на зразок котеджного містечка. Проблеми, з якими тут стикаються учасники таких об’єднань, виникають через належність інфраструктури та мереж, призначених для забезпечення енергією та іншими видами комунальних послуг учасників всередині товариства, обслуговуючим компаніям, що нав’язують якість та вартість своїх послуг.

Чому так відбувається, що окремі учасники товариства в таких випадках не можуть знайти захисту у регулятора, який мав би виступити на захист прав споживача? Справа в тому, що НКРЕКП не регулює відносини та тарифи всередині таких об’єднань, керуючись тим, що садові товариства відносяться до категорії населених пунктів, у відповідності з розділом 12 ПКЕ. Обслуговуючі компанії самостійно встановлюють ціни на комунальні послуги, які в рази перевищують тарифи, встановлені Регулятором чи місцевою владою. Обленерго та комунальні підприємства, які мають відповідні ліцензії на здійснення відповідних видів діяльності, не мають доступу до цих мереж. Для них це закрита територія в більшості випадків. Враховуючи все зазначене, споживачі на території таких садових масивів чи котеджних містечок, стають заручниками ціни та якості комунальних послуг та вимушені користуватися послугами однієї обслуговуючої компанії.

ВИСНОВКИ ТА РЕКОМЕНДАЦІЇ Наведені приклади та кейси з ринків електроенергії розвинутих країн вказують на те, що мікромережі є глобальним трендом на електроенергетичних ринках. У США та країнах ЄС відбувається активне впроваження та тестування пілотних проектів мікромереж як на рівні державних інституцій та агенцій, так і на рівні приватних дослідницьких інституцій та гравців ринку електроенергії. Водночас, приватні структури, самоорганізовані групи споживачів та проз’юмерів, окремі інституції вже зараз реалізовують власні проекти побудови мікромереж, попри відсутність самого терміну в законодавстві більшості країн. На думку багатьох аналітиків/експертів, мікромережі мають цілий ряд переваг, серед яких: • Створення передумов для еластичного попиту на ринку електроенергії; • Більша надійність постачання та стійкість енергосистеми; • Створення нових більш гнучких бізнес-моделей та нових учасників ринку; • Стимулювання розподіленої генерації електроенергії та відновлювальних джерел енергії. Для того, щоб скористатись такими перевагами мікромереж в Україні, автори цього звіту вважають за необхідне зробити такі кроки:

• На рівні законодавства надати визначення мікромережі та чіткі критерії її вирізнення від інших мереж, зокрема - від розподільчих мереж та малих систем розподілу. Критерії повинні містити, крім іншого: – Граничну потужність розподіленої генерації, що працює в рамках мікромережі;

– Граничну кількість користувачів.

• На рівні законодавства впровадити розрізнення у підходах до регулювання мікромереж із різними типами власності:

– Регулювання мікромереж, що перебувають у власності споживачів повинне бути мінімізованим та ґрунтуватись на стандартах безпеки роботи таких мереж; – Регулювання мікромереж, що не належать споживачам/проз’юмерам повинно здійснюватись з огляду на стандарти захисту прав споживачів та недопущення дискримінації учасників ринку; – Відмовитись від трактування мікромереж, що належать споживачам як природної монополії;

– Відмова від втручання у внутрішнє тарифоутворення будь-якої мікромережі (крім мереж монополістів). Інакшими словами, ціноутворення у мікромережах, що належать споживачам та інституціях повинно бути нерегульованим.

• На законодавчому рівні відмовитись від обмежень стосовно організаційної форми власності на мікромережу. • На рівні підзаконних актів необхідно:

– Впровадити вимогу обов’язкового обліку для усіх мікромереж, безвідносно до форми власності.

– Розробка набору технічних стандартів взаємодії між мікромережами та централізованими мережами, що належать до ОЕС України. • На рівні державних програм потрібно впровадити:

– Стимулювання мікромереж у віддалених та складнодостуних локаціях

– Стимулювання мікромереж на територіях існуючих мереж, де існують проблеми з якістю надання послуг з енергопостачання

– Стимулювання мікромереж, що володіють одночасно засобами генерації та накопичення

– Стимулювання розвитку мікромереж, що використовують відновлювані джерела енергії.

T F A R D Цей документ є чернеткою дослідження мікромереж. Просимо присилати ваші коментарі, питання, виправлення на info@greencubatot.info