Энергетический и тепловой секторы: взаимодействие и синергия (исследование ENTSO-E)

ENTSO-E указывает на важность включения теплоснабжающей отрасли в будущее комплексное планирование в электроэнергетике по секторам и уровням напряжения. Теплоснабжение (отопление и охлаждение помещений и промышленных процессов - сектор H&C) является крупнейшим энергопотребляющим сектором, на долю которого приходится примерно половина конечного спроса на энергию в ЕС и наименее декарбонизированным. H&C также является крупнейшим источником CO2 (40% выбросов) и его декарбонизация имеет первостепенное значение для достижения климатических целей в дополнение к целям энергетической независимости. Основными инструментами их достижения являются: энергоэффективность, ВИЭ и накопители, электрификация и использование безуглеродного топлива.

Энергоэффективность теплоснабжения должна достигаться за счет применения технологий когенерации и тригенерации, внедрения тепловых насосов для снижения конечного потребления энергии в 3–5 раз по сравнению с обычным газовым котлом, лучшей теплоизоляции зданий, а также использование их тепловой мощности в качестве средства гибкости системы и широкое использование отходов тепла (рекуперация).

Технологии преобразования энергии на основе ВИЭ в тепло требуют от потребителей высоких первоначальных инвестиционных затрат при относительно длительных сроках окупаемости. Использование ВИЭ, особенно в сочетании с ТЭЦ, является передовой практикой, но ее внедрение требует глубокой интеграции со строительным сектором и процессами принятия решений в области пространственного/городского планирования. Чтобы продвинуться к принятию этих решений, следует предусмотреть соответствующие экономические/финансовые/тарифные/налоговые стимулы.

Тепловые накопители могут обеспечить гибкость энергетической системы в двух различных формах: а) Тепловая инерция зданий, объектов отопления / охлаждения и промышленных процессов, как неявная, так и явная реакция на спрос, обеспечивающая краткосрочную гибкость и пиковую экономию при конкурентоспособных затратах; б) Встроенные тепловые резервуары / ямы для хранения излишков тепла, обеспечивающие среднесрочную (не зависящую от сезона) гибкость на уровне энергосистемы для комплексной оптимизации энергобаланса.

Электрификация теплоснабжения низкотемпературных процессов напрямую влияет на энергетический сектор, создавая дополнительную нагрузку с точки зрения потребления и пикового спроса, а также изменения кривой профиля нагрузки. С другой стороны, это также новый источник гибкости, поскольку возможности управления спросом на тепловую энергию и хранения тепловой энергии могут быть использованы для взаимовыгодной интеграции. Высокотемпературные процессы вместо этого потребуют топлива без выбросов, такого как водород и его производные, однако это окажет сильное косвенное воздействие на энергосистему, поскольку потребует подключения к сетям больше электролизеров.

Факторы, способствующие развитию рынка
✔️Конкурентных рынков тепловой энергии исторически не существовало из-за присущего им локального присутствия: транспортировка тепла и холода на большие расстояния и разветвленные тепловые сети экономически нецелесообразны. Следовательно, невозможно создать необходимую субъектную базу для оптового рынка. Однако интеграция с сектором электроэнергетики потребует использования общих/ эквивалентных показателей и рыночных механизмов/инструментов, особенно для обеспечения гибкости, которые сетевые операторы должны сравнивать с другими источниками гибкости.
✔️Стандартизация и цифровое подключение также имеют основополагающее значение, ориентируя производителей и организационные процессы на протоколы и управление данными, которые гарантируют наблюдаемость и управляемость и устраняют барьеры для входа новичков.
✔️Благоприятная основа для инноваций имеет решающее значение для ускорения вывода на рынок требуемых технических и цифровых решений (например, технологий и приложений для хранения тепловой энергии), а также новых энергетических услуг и бизнес-моделей, ориентированных на потребителей.