Потенциалът на фотоволтаиците – споделен опит от Словакия

По отношение на сезонните разминавания, само в седем "депресивни" зимни месеца системата е била на дефицит (консумацията за денонощие надхвърля производството), но генерацията от останалите месеци компенсира този дефицит с излишък. Това означава, че покриването със собствено производство единствено нуждите от електроенергия (без природен газ), би било възможно с около 1/3 по-малка инсталирана мощност. Това обаче при условие, че системата е базирана на "виртуална батерия", за да компенсира сезонния дефицит през зимата с излишъка през лятото. Овен това, по-малка мощност би увеличило и броя "дефицитни" месеци.Това е натуралната сметка. Финансовата е по-сложна.

Графика 2 визуализира месечния баланс (генерирана минус консумирана електроенергия) Преглед на оригинала

Подобно на България, в сметката за ток в Словакия има стандартните пера - фиксирана такса за "точка на измерване", както и променливи в зависимост от консумацията (такса "трафик", "загуби по преноса", отчисления в ядрения фонд за бъдещото извеждане от експлоатация на ядрени мощности, такса "стабилност на системата" и "поддръжка на системата"). Приносът към "виртуалната батерия" е безплатен, но трафикът от нея към потребителя се таксува като при традиционно потребление. Ползвайки виртуалната батерия, потребителят си спестява стойността на самата електроенергия, но не и останалите такси. Само енергията, консумирана директно (в момента на производство) е напълно безплатна.

С други думи, след инсталиране на фотоволтаична система, сметката за ток е по-малка - но не и нулева. Стойността на консумираната за деветнадесетте месеца електроенергия е 482 евро - или 25.37 евро на месец. При тези условия първоначалната инвестиция би се върнала за 216 месеца или 18 години. Очевидно, при такива условия сметката не се връзва финансово. Финансовите параметри обаче могат да бъдат подобрени.

Локална или виртуална?

Опитът от 19 месеца експлоатация на 3 kW фотосоларна инсталация навежда на очевидния извод, че за потребителя-производител най-изгодно би било да консумира директно колкото се може по-голяма част от произведената енергия, за да се избегне преносът обратно от виртуалната батерия. При този вариант могат да се спестят 152.15 евро и цялата инвестиция би се върнала за 13 години и половина. Въпросът е как? Складирането в локална батерия изглежда логично - поне през междинните сезони. Ала загубите поради сезонните разминавания стопяват потенциалните ползи от този вариант и са аргумент в полза на виртуална батерия.

Всъщност, двете батерии (локална и виртуална) не са алтернатива една на друга, понеже имат различни функции. Едната обира разминаванията между производство и консумация в рамките на денонощието, другата - между сезонните. И двете имат място в едно цялостно решение на енергийната концепция на дадено домакинство. Коя от двете да има предимство във всеки отделен случай зависи от конкретните решения по отношение на "енергийното стопанство" на които съответното домакинството.

Или казано иначе, фотоволтаиката има грандиозен потенциал, ако се разглежда като елемент от комплексно решение на комплексен проблем, който включва, отопление на жилището, осветление, подгряване на топла вода, и индивидуален транспорт. Това са четири променливи на едно формула, чийто резултат би трябвало да минимизираме.

Елементите на енергийната мозайка

Имайки предвид, че сезонните разминавания са по-значими от тези в рамките на денонощието и ако отоплението е на ток (с термопомпа или климатици), вариантът "виртуална батерия" е по-изгоден. Ако обаче основният въпрос е как да се увеличи процентът електроенергия, консумирана в момента на генерация, натежава локалната. Тази цел върви успоредно с друга, получила през последните месеци стратегическа значимост - отказа от газ изобщо.

Ако за Словакия, с нейната напреднала газификация въпросът е сложен, за България това може да бъде огромен шанс за скок от въглеводородното настояще към едно декарбонизирано бъдеще.Като първа крачка (без драматични инвестиции) може да се превключи подгряването на топла вода от газ на ток. Това би качило коефициента на директно използване на генерираната енергия до близо 35%. Като втора крачка, отоплението през зимата може да премине на термопомпа "въздух-вода", задвижвана от соларно-генерирана електроенергия. И двата елемента са възможни само при "виртуална" - не локална - батерия.

Естествено, внедряването на подобна система в национален мащаб прави живота на енергоразпределителните дружества по-дискомфортен. Едно е да поддържаш стабилността на системата с 2-3 големи производителя, друго е да имаш вземане-даване със стотици хиляди малки и миниатюрни такива. Но допълнителните усилия са цената на очевидни ползи - генерира се енергия с нулев въглероден отпечатък, генерационният риск се децентрализира и обществото е по-близо до постигане на стратегически важни интереси цели, като намаляването на зависимостта от вносни въглеводородни източници.

В Словакия този дискомфорт се компенсира финансово (услугата "виртуална батерия" в струва 2 евро на месец).

Ако погледнем още по-далеч, ефективността на децентрализирани фотоволтаични системи може да се повиши още повече, ако виртуалната батерия се комбинира с локална на колела (електромобил). В най-лесния и относително масов днес вариант автомобилът може да се зарежда от произвеждания излишък (1661 kWh за 19 месеца). Една електрическа Skoda CitiGo с 32.3 киловата разполагаем капацитет на батерията и пробег от 205 км с едно зареждане, би могъл да измине с тази енергия 10 542 км и да си спести 948 евро от бензин при цена за литър 1.5 евро (в последните месеци е значително по-скъп). Това би повиши месечната възвръщаемост на фотоволтаичната инвестиция на 83.31 евро и цялата инвестиция би се изплатила за пет години и половина.

При електромобил с v2h (vehicle to household) технология, той би могъл да го ползва и като локална батерия и би могло да се спести такса "пренос" от виртуалната в тъмните часове на денонощието.

Ами държавата?

Казаното дотук навежда на елементарния извод, че потенциалните ползи от системите за генериране и използване на фотосоларна електроенергия са огромни - но и вариантите са многобройни.

При всички случаи обаче този потенциал може да бъде оползотворен само ако не става дума само за инсталирането на няколко панела, а е елемент на цялостна система за оптимизиране на енергийното стопанство на отделното домакинство, жилище, град, или регион. Всичко това предполага сериозна държавна политика, отиваща отвъд промяна на закона за ВЕИ, производство на мега-батерии или "диверсификация" разбирана единствено като диверсификация на източниците на газ. И най-вече, преосмисляне на енергийната стратегия на страната, което означава енергийна политика, базирана на визия, различна от сегашната.

Казано иначе: политика, залагаща в голяма степен на децентрализирано и диверсифицирано генериране на електроенергия, при което традиционните големи централи все-повече играят ролята на буфер за възобновяемите източници. Колко реална е подобна децентрализация? Според все още последните налични данни (от преброяването от 2011), в България има 1,661,604 еднофамилни постройки (вили и къщи) и 64,692 жилищни блока и кооперации. Ако приемем, че половината от еднофамилните са с подходящ покрив (скатове, ориентирани на юг, стабилна конструкция) и половината от тях са склонни да участват в мащабен проект за инсталиране на фотосоларни панели, броят потенциални индивидуални фотоволтаични системи е над 415 хил. Това прави 1454 MW потенциална инсталирана мощност (приемайки, че са с мощност 3,5 kW, като описана тук).

Ако две трети от жилищните блокове са подходящи за системи с мощност 9 kW и половината от тях биха се включили, общата потенциална инсталирана мощност става 1,648 MW.

Подобна децентрализирана система би могла да генерира над 2156 гигаватчаса електроенергия. Това е 5% от нетното производство на електроенергия през 2021 или 7% от нетното вътрешно потребление. Много ли е или малко?Нещата стават по-ясни в сравнение. Въпросните 2156 гигаватчаса са 27% от хипотетично генерираната електроенергия от един блок на хипотетичната атомна централа в Белене (с планирана мощност 1000 MW и capacity factor 90%).

Не е ясно колко би струвало изграждането на централата (различните сметки включват избирателно едни или други компоненти, да не говорим за "такса корупция"). Ясен е обаче размерът на инвестицията, необходима за изграждането на фотоволтаична мощност, която се изгражда в рамките на година и половина-две (а не десетилетие), която не генерира радиоактивен отпадък и има нулеви оперативни разходи.

Словаците са поели по този път. Освен панели, субсидират и термопомпи за еднофамилни къщи. През 2020 реализираха пилотна схема за субсидиране на електромобили, при която предвидената бройка бе изчерпана за няколко часа. Очевидно гледат на въпроса за енергийна ефективност, декарбонизация и намаляване на зависимостта от вносни въглеводородни енергоносители "холистично". Може би си струва и в София да погледнат по същия начин.