S.1. tabula. Enerģētisko sistēmu ietekme uz vēja enerģētiku; kā rodas integrācijas izmaksas

Avots: EWEA

Dažādi vēja enerģijas ietekmes uz enerģētisko sistēmu veidi ir grafiski atspoguļoti S.6. zīmējumā, kurā skaidri var redzēt ilgtermiņa un īstermiņa efektus, kā arī to izpaušanās zonas – instalāciju vietās vai sistēmās – ietekmei pakļautos enerģētiskās sistēmas elementus, ieskaitot tīkla infrastruktūru, sistēmas rezerves un sistēmas pietiekamību.

S.6. zīmējums. Vēja enerģijas ietekme uz sistēmu

Piezīme: ar sarkano apli ir iezīmēti jautājumi, kas ir 25. uzdevuma kompetencē.

Avots: Starptautiskā Enerģētikas aģentūra (IEA), Wind Task 25; Holtinnen (2007.g.)

Tīkla infrastruktūras atjaunošana

Sakarā ar to, ka vēja enerģētika ir sadalītais enerģijas ģenerēšanas veids ar mainīgo izstrādi, tai ir nepieciešamas investīcijas jauno tehnoloģiju un tīkla vadības koncepciju ieviešanai; par to tiek stāstīts II.4. sadaļā. Vēja enerģijas plaša mēroga integrācija pieprasa būtisku enerģijas pārvades jaudas palielināšanu un citu atjaunošanas pasākumus kā Eiropas dalībvalstu nacionālajās teritorijās, tā arī viņu savstarpējās struktūrās. Nozīmīgi uzlabojami ir sasniedzami ar tīklu optimizāciju un citiem, uz datoru programmatūras bāzētiem pasākumiem. Būs nepieciešama arī jaunu līniju izbūve. Tajā pašā laikā ir jāizstrādā atbilstošas un godīgas procedūras, kas nodrošinātu piekļuvi vēja enerģijai arī gadījumos, kad energotīkla jauda ir ierobežota. Transnacionālais jūras zonas tīkls nodrošinās piekļuvi milzīgiem šīs zonas resursiem, vienlaikus uzlabojot starptautisko apmaiņu ar enerģijas resursiem un noņemot pārslogojumu no esošajām starpvalstu elektropārvades līnijām. Eiropas tīklu uzlabošanai ir nepieciešama ciešāka tīklu plānošanas pasākumu koordinēšana visas Eiropas līmenī un visu iesaistīto pušu ciešāka sadarbība, īpaši tas attiecas uz pārvades līniju operatoriem (TSO). Enerģijas sadales līmenī ir vajadzīga aktīvāka tīklu vadība. Uzlabotais energotīkls būs labāk piemērots intensīvākai elektriskās enerģijas transnacionālai un vietējai transportēšanai, kas saskan gan ar vēja industrijas, gan nacionālo elektrības tirgu interesēm.

S.7.–S.9. zīmējumi parāda trīs jūras zonas energotīklu konfigurācijas Ziemeļjūrā:

S.7. zīmējums.Redzējums: augstsprieguma supertīkls pārvada vēja enerģiju visā Eiropā

Avots: Dowling and Hurley (2004.g.)

S.8. zīmējums. Organizācijas Statnett piedāvātais jūras zonas tīkla risinājums

Avots: Statnett (2008.g.)

S.9. zīmējums. Greenpeace organizētajā pētījumā izvērtētais jūras zonas tīkls Avots: Woyte (2008.g.)

Prasības tīkla savienojumiem

Palielinoties iekļūšanas procentam un vēja enerģētikai uzņemoties papildu spēkstacijas funkcijas, piemēram, energotīkla atbalsta pakalpojumu aktīvā kontrole un nodrošināšana, mainās arī Enerģijas kodeksā definētās prasības attiecībā uz pielaidēm, aktīvās un reaktīvās enerģijas kontroli, aizsargierīcēm un enerģijas kvalitāti (II.5. sadale). Pastāv arī iespēja, ka kontroles pakalpojumi tiks atdoti tirgus mehānismam, nevis paliks kā obligātās prasības. Principā, no ekonomiskā viedokļa tas būtu izdevīgāk, jo tādā veidā līgumi tiks parakstīti ar to enerģijas ražotāju, kas spēj nodrošināt vislabākos pakalpojumus.

Jo izplatītāka vēja enerģētika kļūst, jo nepieciešamāka kļūst arī vajadzība pēc harmonizētu Enerģētiskā kodeksa prasību paketes, kas noteiktu vēja industrijas un sistēmu operatoru centralizēti saskaņotas darbības nosacījumus.

Vēja enerģijas ieguldījums sistēmas pietiekamībā

Kad vēja enerģijas iekļūšanas līmenis ir zems, tad vēja enerģijas relatīvās jaudas kredīts (tas ir, “nostabilizētās” jaudas daļa no vispārējās instalētās vēja enerģijas jaudas) izskatāmos periodos (parasti tas ir periods, kad ir visaugstākais pieprasījums) tuvinās vidējai izstrādei (noslogojuma koeficientam). Ziemeļeiropas valstīs tas parasti sastāda no 25 līdz 30 procentiem sauszemē un līdz 50 procentiem jūras zonās. Jo vairāk vēja enerģētika iekļaujas jau esošajā sistēmā, jo tās relatīvās jaudas kredīts samazinās. Tas tomēr, kā redzams no parādītā II.6 sadaļā, nenozīmē, ka ne tik tradicionālo jaudu var nomainīt pret kaut ko citu, bet tas nozīmē, ka, pievienojot sistēmai ar augstu vēja enerģijas iekļaušanas līmeni jaunu vējspēka staciju, jūs reāli pievienosiet sistēmai mazāk jaudas, nekā tā bija guvusi no pirmajām līdzīgajām instalācijām.

Tirgus pielāgošana

Lai vēja enerģētikas integrācija būtu rentabla, ir nepieciešamas izmaiņas tirgus noteikumos visā Eiropā - lai tirgi varētu darboties ātrāk un ar īsākiem piedāvājumu iesniegšanas laikiem (normāli, trīs stundas vai pat mazāk līdz darba uzsākšanas). Tādā veidā samazinātos prognozēšanas nenoteiktība un vajadzības pēc pēkšņiem, pēdējā brīdī izdarāmiem līdzsvarošanas pasākumiem. Aizvien nozīmīgāki ekonomiskie labumi sagaidāmi no tirgus un līdzsvarošanas zonu ģeogrāfiskās paplašināšanas, kā arī no attiecīgo tirgus noteikumu ieviešanas starptautiskās enerģijas apmaiņas jomā.

Vēja enerģijas integrācijas ekonomika

Lielo vēja enerģijas apjomu ieviešana jau esošajās enerģētiskajās sistēmās nāk kopā ar veselu virkni ekonomisko efektu – kā pozitīvo, tā arī negatīvo. Vēja enerģijas integrācijas izmaksas nosaka divi galvenie faktori: līdzsvarošanas vajadzības un energotīkla infrastruktūra (II.7/ sadaļa). Papildu līdzsvarošanas izmaksas enerģētiskajās sistēmās izraisa vēja enerģijai piemītošais dabīgais mainīgums, kas nosaka izmaiņas citos ģeneratoros, lai varētu uzveikt šīs neparedzamās svārstības starp piedāvājumu un pieprasījumu. Nacionālajās sistēmās paveiktie pētījumi liecina, ka šīs papildu izmaksas ir tikai maza daļiņa no vēja enerģijas ģenerēšanas un vispārējām enerģētiskās sistēmas līdzsvarošanas izmaksām.

S.10. zīmējums parāda dažos pētījumos iegūtos izmaksu lielumus kā vēja enerģijas iekļūšanas funkciju. Attiecībā pret vēja enerģijas iekļūšanu sistēmā, sistēmas līdzsvarošanas izmaksas aug lineāri, bet absolūtās vērtības ir mērenas un nepārsniedz €4/MWh, kas atbilst 20 procentu iekļūšanas līmenim (lielākoties nepārsniedz €2/MWh).

S.10. zīmējums. Ar vēja enerģiju saistīto līdzsvarošanas un ekspluatācijas izmaksu palielinājuma vērtēšanas rezultāti

Avots: Holttinen (2007.g.)

Tīkla atjaunošanas izmaksas rodas no nepieciešamības pievienot vēja stacijas tīklam un nodrošināt lielāku tīkla jaudu lielākas enerģijas plūsmas pārvadei un sadalei. Tīkliem arī jānodrošina adaptācijas īpašības labākai sprieguma vadībai un papildu starpvalstu līniju jauda optimālākai vēju resursu kontinentālā rakstura labumu saņemšanai. Jebkurš infrastruktūras uzlabojums, kas apmierina šīs prasības, daudzkārtīgi atmaksāsies, nodrošinot noteiktus sistēmas ieguvumus. Līdz ar to šādiem uzlabojumiem patērētie līdzekļi nav jāattiecina tikai uz vēja enerģijas ražošanu.

Sistēmu ar nozīmīgu vēja enerģijas proporciju modernizācijas izmaksas palielinās kopā ar šo proporciju palielināšanos kā kvazilinēarā funkcija. Noteikt šeit “ekonomiski visizdevīgāko” nav viegli, jo izmaksām līdzi nāk arī ieguvumi. Šo ieguvumu skaitā ir nozīmīgi zemāks fosilās degvielas patēriņš un mazākas izmaksas, pateicoties lielākai enerģētikas neatkarībai. Tie ir jau tagad saskatāmi labumi zemāku cenu veidā enerģijas apmaiņas tirgos, kur tiek piedāvāta vēja enerģija. No līdz šim paveiktajiem pētījumiem, kad iegūtie rezultāti tika ekstrapolēti uz augstiem iekļūšanas līmeņiem, ir kļuvis skaidrs, ka pat augstāka, nekā 20 procenti, vēja enerģētikas integrācija ES enerģētiskajā sistēmā būtu ekonomiski izdevīga.

Gan gūtā pieredze, gan paveiktie pētījumi sniedz pozitīvus apliecinājumus tam, ka 2020.‑ 2030.g.g. un vēlāk sagaidāmā vēja enerģijas integrācija Eiropā ir gan ekonomiski iespējama, gan tehniski izpildāma. Problēmas, kas mums ir jārisina šodien un nekavējoties, lielākoties attiecas uz jautājumiem par to kā ekonomiski efektīvāk organizēt enerģētiskās sistēmas struktūru un tās ekspluatāciju, elektrotīklu modernizāciju, savienojumu noteikumus un elektriskās enerģijas tirgu struktūru.

Viens no grūtākajiem uzdevumiem ir piemērotu tirgus noteikumu izstrāde, iekļaujot tajos stimulus, kas virzītu enerģijas ražošanas un pārvades sistēmu attīstību uz to, lai tās spētu pielāgoties gan mainīgajai izstrādei, gan decentralizētajai enerģijas ražošanai un šajā nolūkā kļūtu elastīgākas un nodrošinātu lielākas starpvalstu līniju jaudas. Energotīkla modernizācijai un tirgus organizācijai ir nepieciešami pētījumi visas Eiropas līmenī, lai tiktu izveidoti nepieciešamie tehnoloģiskie un zinātniskie pamati.