• Eesti

Pump-hüdroakumulatsioon elektrijaama roll elektrisüsteemis

Tuuleenergia blogi - etea jaanuar 3, 2013

Lembit ValiLembit Vali, Energiasalve juhatuse liige

Elektri salvestamise vajadus kasvab seoses muutuva ja raskesti etteplaneeritava tootmise osakaalu kasvuga elektrisüsteemis. Kasutuses ja arendamisel on erinevad elektri salvestamise tehnoloogiad (vt joonist), sealjuures on suure energiasüsteemi tasakaalus hoidmiseks suur elektri salvestamise maht väga oluline. Kõige levinum ja sealjuures väga suure mahtuvusega on pump-hüdroakumulatsioon elektrijaamad (PHAJ).

Rahvusvaheline konsortsium StoRE, kuhu kuuluvad paljude Euroopa riikide ettevõtted, alaliidud ja ülikoolid, on avaldanud ülevaate elektri salvestamise vajadusest Euroopas. Alljärgnevalt refereerin lühidalt koos omapoolsete kommentaaridega nende kodulehel avaldatud kirjutist “The Role of Bulk Energy Storage in Facilitating Renewable Energy Expansion“.

PHAJ roll elektrisüsteemi tasakaalustamisel:

1. Sekundaar- ja tertsiaalreguleerimine. Sekundaarreguleerimine toimub ajavahemikus 30 sekundit kuni üks tund sageduse 50 Hz taastamiseks süsteemis tekkinud tootmise ja tarbimise mittevastavuse korral. Tertsiaalreguleerimine toimub ajavahemikus 10 minutit kuni süsteemis tekkinud suurte kõrvalekallete likvideerumiseni.

2. Elektrisüsteemi taaskäivitamine nullist (blackstart).

3. Elektrivõrkude arendamiseks vajalike investeeringute edasilükkamine.

4. Taastuvenergia baasil elektritootmise arengu toetamine.

Lähemalt peatun muutuva iseloomuga elektritootmise integreerimisel elektrisüsteemi. Erinevate arengustsenaariumite (Europe 2030 BAU-Scenario, Europe 2050 Green-Scenario) kohaselt kasvab päikeseenergiast ja tuuleenergiast elektri tootmine olulisel määral. Kuna neid toomisvõimsusi on raske täpselt ette planeerida (pilvisuse muutus, tuule kiiruse muutus), on neid oma tootmisportfellis omaval bilansihalduril vaja osta lisaenergiat või vähendada tootmisvõimsust oma bilansiplaani täitmiseks (näiteks Eestis tuulikute 01.10.2012 kell 19.00 – 20.00 tootmisplaan 84,1 MW, tegelik 102,5 MW, viga 21,8% (www.elering.ee)). Lisaenergiat saab osta avatud tarnet pakkuvalt bilansihaldurilt reeglina kallima hinnaga. PHAJ lisandumisel bilansihalduri tootmisportfelli on võimalik hoida bilanss vastavuses turule pakutuga tootes PHAJ abil elektrit juurde puudujäägi korral või koormates elektrisüsteemi ületootmise kompenseerimiseks vee pumpamisega alumisest mahutist ülemisse (elektri tootmisel lastakse vesi ülemisest mahutist alumisse).

Energiasüsteem tervikuna nõuab süsteemihaldurilt pidevat reguleerimist mitte ainult tootmise kõikumisest vaid ka tarbimise ebaühtlusest tingituna (näiteks Soomes oli reguleervõimsuse vajadus novembris 2012 +240 MW ja -280 MW (www.fingrid.fi)). PHAJ pakub süsteemihaldurile koos teiste reguleerturul osalejatega oma teenust reguleerimiseks.

Euroopas on erinevatel regioonidel süsteemi reguleerimiseks erinev võimekus ja tänu sellele on suur roll regioonidevahelistel elektrilistel ühendustel. Süsteemiteenuste osutamiseks süsteemioperaatorite (TSO) poolt erinevate regioonide vahel broneeritakse ühendusliinid TSO-de poolt vastavalt vajadustele, mis vähendab elektrituru osalistel võimalusi kauplemiseks elektribörsil ning tekitab hinnaerinevusi mittepiisava läbilaskevõimsuste korral turu erinevate piirkondade vahel. Lisaks tekivad hinnaerinevused ka sama regiooni sees sisemiste liinide mittepiisava läbilaskevõime korral. PHAJ olemasolu erinevates regioonides võimaldab tuuleparke ja päikesepaneele (PV) omavatel bilansihalduritel hoida oma bilanssi tasakaalus ilma regioonide (riikide) vahelisi ülekandevõimsusi koormamata ja suurendada oma portfellis taastuvenergial baseeruvat tootmist.

Vaatleme lähemalt Baltikumi turupiirkonnas olevaid muutuva iseloomuga tootmisvõimsusi, reguleerimiseks sobivaid tootmisvõimsusi ja regioonivaheliste elektriliste ühenduste läbilaskevõimsusi ning piiranguid turuosalistele nendel ühendustel.

Balti regioonis on töös üks PHAJ – Kruonio PHAJ 900 MW (www.kruoniohae.lt) 2011 toodeti 527,5 GWh elektrienergiat 1918 käivitusega. Plaanis on laiendada jaama 225 MW võrra hinnangulise ühikvõimsuse maksumusega 360 EUR/kW. Eestis on arendamisel 500 MW Muuga PHAJ hinnangulise ühikvõimsuse maksumusega 640 EUR/kW.

Baltikumis on installeeritud muutuva iseloomuga tootmisvõimsusi (tuulepargid) ja arendamisel on:

Eesti Läti Leedu Kokku
Installeeritud MW 184 31 179 394
Arendamisel MW 1621* + 1200** 628,5*** 500 3949,5

Allikas: www.ewea.org, 2011. a andmed

* sõlmitud liitumislepinguid AS Elering andmetel

** meretuuleparkide arendused

*** Läti TSO AS AST liitumistaotlused

Riikidevahelised ülekandevõimsused:

Eesti-Soome Eesti-Läti Läti-Leedu Leedu-Poola Leedu-Rootsi
Nimivõimsus MW 350 +650* 800 800 500    2015. a1000  2020. a 700   2015. a
Piirangud MW +550-400** +730-230***

* pingestatakse 2014. a

** piirang 14.12.2012 +550 MW, -400 MW (ww.nordpoolspot.com)

*** piirang 14.12.2012 +730 MW, -230 MW (www.ast.lv)

Balti riigid – Venemaa ja Valgevene töös 3000 MW (sh Eesti-Venemaa 550 MW, Läti-Venemaa 280 MW (piirang 14.12.2012. a kuni +100 MW, -230 MW, piirang 19.12.2012. a kuni -250 MW, +44 MW (www.ast.lv)).

Pluss tähendab impordi võimalust ja miinus ekspordi võimalust nimetatud ühendusel.

Piirangud ülekandeliinidel on seotud võrkude remontidest, elektrijaamade võimsustest jne. Iga tunni kohta arvutatakse elektrisüsteemi parameetrid ning nende abil määratakse lubatavad kauplemismahud elektrituru jaoks.

Balti riikide vahelistele ühendusliinidele on täiendavaks koormuseks Venemaa, Kaliningradi ja Valgevene vahelised võimsusvood mis on sisuliselt transiit meie võrkudele.

Balti riikide TSO-d teevad analüüsi Venemaa ja Valgevene elektrivõrgu sünkroontööst eraldumise ja Kesk-Euroopa sagedusalaga liitumise võimalikkuse selgitamiseks (tähtaeg III kv 2013). Liitumisel Kesk-Euroopa sagedusalaga muutuks põhjalikult meie liinide senine koormatus ja tekiks hulgaliselt lisaprobleeme elektrisüsteemi võnkumisohu näol (www.entsoe.eu).

Oktoobris 2012 suurenes võrreldes eelmise aastaga Eesti bilansienergia import 71%, juhtimisteenuste ost 167% ja süsteemiteenuste ost 758%, mis viitab taastuvenergiast elektri tootmise osakaalu kasvust tulenevale mõjule elektrisüsteemis (www.elering.ee). Samuti mõjutab ebabilanssi meie suurte põlevkivil töötavate soojuselektrijaamade aeglane reguleerimiskiirus (näiteks 01.10.2012 kell 00.00 – 01.00 tootmisplaan 997 MW, tegelik 1204,1 MW (www.elering.ee)).

Võrreldes eeltoodud andmeid saab hinnata liinide läblaskevõimsuste piisavust kaubanduse ja süsteemiteenuste vajaduste rahuldamiseks.

Regioonide (riikide) vaheliste ühendusvõimsuste ehitusest üksi ei piisa pidades silmas riikide ambitsioonikaid plaane taastuvenergia arendamisel (näiteks Soomes 2500 MW (www.energiamarkkinavirasto.fi)). Seoses sellega on arendamisel hulgaliselt pump-hüdroakumulatsioon elektrijaamu. Enamik projekte on olemasolevate jaamade rekonstrueerimine võimsuse tõstmise teel (www.store-project.eu). Arendatavate PHAJ projektide vajalik investeering on vahemikus 500 – 2200 EUR/kW. Selles valguses on Baltikumi planeeritavate PHAJ investeeringud skaala alumises otsas. Eesti projektiga kaasneb lisaks graniidi kaevandamisest ja selle kasutamisest meie teedeehituses tekkiv lisaefekt 49,5 MEUR/aastas (www.energiasalv.ee). Samas peame hindama PHAJ-de kasutamise võimalusi laiemalt kui ainult asukohariigis. Piirangu laiemale kasutamisele paneb ülekandeliinide läbilaskevõime ja olemasoleva läbilaskevõimsuse kasutamise eesmärgid. Turuosaliste seisukohast on mõistlikum kasutada liine elektriturul elektriga kauplemiseks ning mitte broneerida neid süsteemiteenustega kauplemiseks.

Kokkuvõtteks tooksin välja neli põhipunkti:

1. Arvestades riikide ambitsioonikaid plaane taastuvenergeetika erendamisel on PHAJ-de ehitamine möödapääsmatu.

2. Tuuleparkide ja PV parkide arendamine peaks käima käsikäes PHAJ-de arendamisega.

3. PHAJ asukohtade valikul peab arvestama ülekandeliinide läbilaskevõimet eesmärgiga mitte koormata liine süsteemiteenusest tulenevate koormustega.

4. Riikide- ja regioonidevahelised ülekandeliinid peavad jääma maksimaalselt elektrituru käsutusse.

Lisa kommentaar

Sinu e-postiaadressi ei avaldata. Nõutavad väljad on tähistatud *-ga

« »

nike factory outlet kobe 9 elite polo ralph lauren outlet online air max 90 pas cher polo ralph lauren pas cher fake nike shoes new basketball shoes tiffany free runs what the kobe 8 nike air mag big size jordans nba shoes