Начнём с терминологии.

Авторы используют термин «мини-сеть» (или, если хотите «мини-энергосистема»). Они определяют её как группу взаимосвязанных распределенных энергетических ресурсов (генерирующие устройства, накопители энергии; англ. – distributed energy resources или DER) плюс нагрузка(и) или один распределённый энергетический ресурс (генератор) плюс нагрузка(и) в четко определенных границах. Основной особенностью мини-сетей является их способность работать независимо, либо в удаленных местах, недоступных для основной сети (изолированные мини-сети), либо в областях, связанных с сетью, где подача электроэнергии из основной сети может быть прервана (подключенные к системе мини-сети). При этом отмечается, что не существует единого определения для мини-сетей и микро-сетей (microgrids), их различия обычно сводятся к размеру системы. На некоторых рынках, таких как США и Япония, используется термин Microgrid независимо от размера.

Перейдём к рынку.

В мире отмечаются явные успехи в плане обеспечения человечества электроэнергией. С 2010 по 2018 год число людей, не имеющих доступа к электричеству, сократилось с 1,4 млрд до примерно 900 млн (см. верхний график).  Расширение сетей, а также быстрое развертывание автономных солнечных комплектов «способствовали этому замечательному прогрессу», особенно в Азии. Однако в странах Африки к югу от Сахары электрификация идёт хуже, и в последние годы число людей, не имеющих доступа, остается постоянным — чуть более 600 миллионов. Уровень электрификации в ряде африканских стран показан на следующем графике:

Достижение универсального доступа к электроэнергии к 2030 году маловероятно без развертывания «с беспрецедентной скоростью» новых технологий доступа к энергии, таких как мини-сети.

Новые технологии позволяют получать электроэнергию через децентрализованные сети, поскольку затраты на фотоэлектрические установки и аккумуляторные батареи продолжают быстро падать, а удаленное управление и анализ данных расширили диапазон доступных вариантов. Солнечные гибридные мини-сети, которые объединяют фотоэлектрические установки и другие распределенные энергетические ресурсы, могут дополнять традиционные централизованные сетевые решения и конкурировать с ними с точки зрения стоимости электроэнергии и скорости развертывания.

Раньше преобладающим подходом для обеспечения доступа к электроэнергии было расширение сети. Однако потенциал этого подхода близок к исчерпанию, поскольку удельные (на одного потребителя) затраты на подключение сельских территорий с низкой плотностью населения становятся непомерно высокими. В таких условиях дальнейшее удовлетворение потребностей в энергии в значительной степени может удовлетворяться с помощью более гибких и дешевых вариантов (мини-сетей).

Авторы определили 5544 действующие мини-сети, установленные в странах Африки к югу от Сахары, в Азии и малых островных государствах, а также в Латинской Америке. Из них 63% — это солнечные или солнечные гибридные мини-сети, 21% — объекты на основе ГЭС и 11% объекты, работающие на основе дизельного топлива или нефтепродуктов.

При этом отмечается, что сегодня устанавливаются главным образом мини-сети, ядром которых является солнечная электростанция. Они всё чаще оснащаются также накопителями энергии.

Хотя солнечные мини-сети начинают переигрывать дизель по экономике, высокая стоимость остаётся основной проблемой. Приведённая стоимость энергии в изолированных солнечных гибридных мини-сетях колеблется от 0,49 до 0,68 долларов США за киловатт-час. Поэтому для их распространения требуются инновационные бизнес-модели, некоторые из которых называются в докладе.

Изначально мини-сетями занимались небольшие стартапы, но сегодня на рынок вышли крупные международные энергетические компании, такие как EDF, Enel, Engie, Iberdrola, Shell или Tokyo Electric Power Co. Они стремятся минимизировать инвестиционные риски, формируя благоприятную для мини-сетей нормативную базу.

По оценке авторов, для всеобщего доступа к электроэнергии к 2030 году необходимо обеспечить электричеством 238 миллионов домохозяйств в странах Африки к югу от Сахары, Азии и в островных государствах. Мини-сети смогут обслуживать почти половину — около 111 миллионов домохозяйств. Это потребует капитальных вложений в размере 128 миллиардов долларов США.

В пессимистичном сценарии, в котором всеобщий доступ обеспечен не будет, в период 2020-2030 мини-сетями будет охвачено 63 млн домохозяйств, а инвестиции в них составят 72 млрд долларов США.

В любом случае эти новые системы будут работать на основе солнечной энергии.

Технология мини-сетей является наиболее подходящим вариантом для многих районов с низкой и средней плотностью населения и может охватывать большее число семей с низким доходом более экономично, чем альтернативные варианты.

Ранее сообщалось, что газотранспортные операторы ФРГ представили проект крупнейшей в мире водородной сети

Читайте самые интересные истории ЭлектроВестей в Telegram и Viber