Rozvoj batériového skladovania na Slovensku

ABSTRACT: Battery storage facilities in Slovakia are gradually approaching the delivery of ancillary services for TSO and first such projects are being born.

MOŽNOSTI VYUŽITIA BESS V SLOVENSKÝCH POMEROCH

Vzhľadom na chýbajúcu definíciu batériových úložísk (BESS), a akumulácie ako takej, boli BESS ich prevádzkovateľmi „v tichosti“ inštalované za meracím bodom v rámci priemyselných objektov, prípadne v miestnych distribučných sústavách (MDS). Tento stav vznikol hlavne tým, že nebolo jasné, aké poplatky sa na BESS vzťahujú, pretože v prípade aplikácie poplatkov viazaných na spotrebu a súčasne na výrobu elektriny by sa prevádzka BESS stala ekonomicky nezmyselnou.

Využitie BESS v rámci vyššie uvedených inštalácií spočívalo najmä v optimalizácii odberu zo sústavy v prípade nerovnomerného odberu, kde pri vhodnom doplnení BESS bolo možné eliminovať špičky a tým umožniť výrazné zníženie poplatkov za rezervovanú kapacitu, prípadne zmluvných pokút za jej prekročenie.

Ďalším spôsobom využitia potenciálu akumulácie BESS bola arbitráž, teda nákup elektriny na nabíjanie v obchodných periódach, kedy bola jej cena nízka, a naopak predaj v obchodných periódach, kedy bola jej cena vyššia. Tu si ale treba uvedomiť, že zadávanie dopytov na nákup/predaj elektriny na dennom trhu, aj napriek tomu, že umožňuje podmienečné objednávky, neumožňuje jednoducho naplánovať nákup/predaj tak, aby bolo možné BESS postupne v čase nabíjať a vybíjať a zároveň zabezpečiť, že cena, za ktorú je elektrina nakupovaná, je nižšia ako cena, za ktorú bude následne predávaná, prípadne sa vyhnúť si­-tuácii, že elektrina nebude nakúpená, avšak bude predaná, alebo naopak.

Posledným spôsobom využitia BESS pred tým, ako bol prevádzkovateľom prenosovej sústavy zavedený pojem LER (bude vysvetlený nižšie), bola špekulácia na odchýlku. Po tom, čo sa výpočet ceny za odchýlku upravil, aby sa zamedzilo špekulatívnym vývozom elektriny, ktoré boli v dôsledku zastropovaných cien za regulačnú elektrinu dodanú pri aktivácii podporných služieb a zvýšil sa rozdiel medzi cenou kladných a záporných odchýlok, sa pre prevádzkovateľov BESS vybavených prediktorom systémovej odchýlky otvorila zaujímavá príležitosť ako využiť akumulačnú schopnosť BESS. Treba ale poznamenať, že tento spôsob prevádzky výrazne znižuje životnosť zariadenia, nakoľko sa plne v štvrťhodinách využíva maximálny povolený nabíjací/vybíjací výkon a vzhľadom na limitovaný počet cyklov v rámci životnosti BESS sa radikálne skracuje životnosť batérie.

Štvrtou možnosťou využitia systémov BESS je poskytovanie podporných služieb. Prevádzkovateľ prenosovej sústavy zaviedol v dokumente „Technické podmienky prístupu a pripojenia, pravidlá prevádzkovateľa prenosovej sústavy“ (TP), konkrétne v Dokumente B, pojem „LER“ – zariadenie s obmedzenou zásobou elektrickej energie, medzi ktoré sú zaradené aj „zariadenia na uskladňovanie elektriny“, ale hlavne v rámci nových pravidiel trhu s elektrinou umožnil poskytovanie agregácie a podporných služieb (ďalej len „PpS“) na zariadeniach typu LER.

Dokument B TP tiež definuje kombinácie BESS (LER) a zariadení na výrobu a spotrebu elektriny, ktoré môžu byť využité na poskytovanie PpS.

Pre kombináciu zariadení pripojených v jednom mieste pripojenia – formou agregácie flexibility, pre ktorú sa používal starší názov fiktívny blok, resp. fiktívne zariadenie, sú podľa Tabuľky 1.2. Dokumentu B TP možné kombinácie uvedené v tabuľke 1.

V rámci komplexného prehľadu možností použitia systémov BESS je treba uviesť aj ich použitie prevádzkovateľmi sústav – toto použitie je ale odlišné v tom, že v tomto prípade sa nejedná o klasickú akumuláciu v zmysle zákona č. 251/2012 Z. z. o energetike a o zmene a doplnení niektorých zákonov, definovanú v §2, ods. b) 45. nasledovne: „uskladňovaním elektriny odloženie spotreby elektriny na neskorší čas, ako bola vyrobená, alebo premena elektriny na takú formu energie, ktorú možno uskladňovať, uskladňovanie takej energie a následná spätná premena takejto energie na elektrinu v rámci jedného odberného miesta alebo odovzdávacieho miesta“. V prípade, keď je BESS využité prevádzkovateľmi sústav, je naň potrebné nahliadať ako na štandardný systémový prvok. Na Slovensku je príkladom takéhoto uplatnenia inštalácia BESS spoločnosťou Východoslovenská distribučná, a.s., v Bachledovej Doline. Prevádzkovateľ inštaláciou BESS vyriešil problém so zásobovaním lokality napojenej kapacitne nedostačujúcim vedením, pričom toto riešenie bolo technicky aj ekonomicky vyhodnotené ako najlepšie a naviac minimalizovalo ekologické dopady v danom regióne.

POSTUPNÝ ROZVOJ INŠTALÁCIÍ BESS NA SLOVENSKU

Stav v inštalácii komerčných BESS na Slovensku nie je možné presne zistiť, nakoľko neexistujú verejne dostupné údaje. Niektoré informácie má k dispozícii Slovenská batériová aliancia – cca 21,9 MWh už inštalovaných BESS a cca 36,4 MWh zariadení vo výstavbe. Z uvedeného dôvodu sú nasledujúce informácie iba príkladmi inštalácií BESS a ich zoznam nie je kompletný.

Spoločnosť MTS, spol. s r.o., slovenský výrobca riešení pre BESS, v rámci Slovenska dodala zariadenia s kapacitou cca 5 MW/MWh a ďalšie 3 MW/MWh sú vo výstavbe. Spoločnosti FUERGY Industries j.s.a. uvádza, že ich inštalácie BESS brAIn by FUERGY sú v objeme cca 12,4 MWh, do konca 2023 roka očakávajú spustenie ďalších cca 3,5 MWh a pre rok 2024 majú zazmluvnených ďalších 24 MWh, spoločnosť TESLA Blue Planet s. r. o. na Slovensku zrealizovala BESS o kapacite asi 9,2 MWh a spoločnosť TESLA Energy Holding cca 11,6 MWh.

V CHEMOSVITE FUNGUJE BESS S KAPACITOU 5,217 MWH

Spoločnosť EIF, a.s., začala zvažovať výstavbu BESS na jeseň v roku 2021. Pre realizáciu BESS bola založená nová spoločnosť určená pre konkrétny projekt výstavby BESS, (teda SPV, „Special Purpose Vehicle“). Následne boli zvážené najvhodnejšie lokality pre umiestnenie BESS najmä z pohľadu dostatočnej kapacity pripojenia, ale aj existujúcej infraštruktúry a možnosti využitia know-how v energetike. Ako najvhodnejšia lokalita bol vytypovaný areál spoločnosti CHEMOSVIT ENERGOCHEM, a.s., ktorého zástupcovia sa po predložení investičného zámeru rozhodli nielen umožniť výstavbu BESS v areáli spoločnosti, ale aj vstúpiť ako spoluinvestor do SPV – spoločnosti ETF, s.r.o. (ďalej len „ETF“).

Zámerom spoločnosti ETF bola realizácia výstavby BESS, ktorého kapacita bude po 10 rokoch prevádzky pri poskytovaní FCR (služba bola skôr označovaná ako primárna regulácia) minimálne na úrovni 3 MW certifikovanej služby. Tu je dôležité zdôrazniť, že podmienky prevádzkovateľa PS predpisujú pri poskytovaní služby typu FCR na LER niektoré požiadavky odlišne oproti požiadavkám na generátory poskytujúce FCR.

Niektoré z týchto požadaviek navyšujú potrebu na reálnu kapacitu BESS voči uznanej certifikovanej hodnote a tiež vyžadujú vyššiu hodnotu nominálneho výkonu invertora. Splnenie požadovaných technických parametrov a výhodná cena boli dôvodmi, že po oslovení viacerých potenciálnych dodávateľov bola zmluva o dielo na výstavbu BESS podpísaná spoločnosťou TESLA Blue Planet s. r. o.

Pôvodne nakontrahované parametre pre obstaraný BESS boli nasledovné:
 

Riadiaci systém BESS – AMOS je produktom dodávateľa systému, pričom systém je určený primárne pre poskytovanie FCR, avšak je hardvérovo pripravený pre využitie aj na funkcie eliminovanie špičiek, optimalizácie odberu, poskytnutie regulačnej energie a štart z tmy. Terminál ASDR (automatizovaný systém dispečerského riadenia), ktorý komunikuje so systémom AMOS, dodala spoločnosť IPESOFT spol. s r.o.

Systém bol navrhnutý vo forme dvoch paralelných batériových stringov pozostávajúcich zo šiestich batériových rackov, invertora a transformátora na napäťovú úroveň 22 kV. Stringy dokážu pracovať nezávisle a zdieľaný je jedine technologický kontajner, v ktorom sú dve sady identických DC rozvádzačov, rozvádzačov vlastnej spotreby, ochrán, systémov BMS (Battery Management System) a terminálov pre komunikáciu so SEPS pre každý string. Takéto riešenie umožní vyššiu flexibilitu pri účasti vo výberových konaniach na PpS, nakoľko bude možné deliť ponuku na dve a v prípade, že by nebola akceptovaná jedna z ponúk, bude možné použiť kapacitu druhého stringu na poskytovanie iných služieb. Ponúknuté boli batériové racky chemického zloženia LiFePO a výrobok spoločnosti Contemporary Amperex Technology Co. Limited (CATL), modelový rad EnerOne 1H, vonkajší s kvapalinovým chladením, ktorý je v súčasnosti nepísaným štandardom v oblasti akumulácie elektriny.

Pôvodne mal byť systém vybavený invertormi od spoločnosti Power Electronics, typ Freemaq PCSK600V s nominálnym výkonom 2200 kVA, avšak vzhľadom na čipovú krízu a ďalšie okolnosti ich výrobca nebol schopný dodať včas, preto bolo potrebné v priebehu realizácie projektu operatívne zmeniť typ invertorov. Ako náhrada bol vybraný invertor od spoločnosti SMA, typ SUNNY CENTRAL STORAGE UP-XT SCS 2630 UP-XT.

Zariadenie je pripojené do 22 kV rozvodne MDS spoločnosti CHEMOSVIT ENERGOCHEM, a.s., pričom prahom pre každý zo stringov je pripojenie do MDS.

Vzhľadom na zmenu invertorov z dôvodov uvedených vyššie bolo počas výstavby BESS rozhodnuté o doplnení každého stringu o jeden batériový rack identický so šiestimi, resp. dvanástimi už dodanými rackmi. Nakoľko dodávka dodatočne doplnených rackov bola v neskoršom termíne, BESS bol dňa 20. 3. 2023 certifikovaný na poskytovanie FCR s výkonom 2 × 1,7 MW.

Po dodaní a doplnení dvoch rackov a nevyhnutných úpravách najmä na DC časti existujúcich zariadení začali prípravy na predcertifikáciu a následnú certifikáciu BESS na vyššiu kapacitu. Treba otvorene priznať, že tento proces bol oveľa náročnejší než predpokladal investor aj dodávateľ. Doplnenie siedmeho racku k už paralelne spolupracujúcim šiestim, ich synchronizácia a úprava BMS si vyžiadali podstatne viac práce a času, než sa očakávalo. Do konfigurácie musel aktívne vstúpiť aj výrobca rackov a na diaľku upravovať firm-ware rackov. Nakoniec sa ale podarilo nastaviť systém tak, aby spĺňal požiadavky spoločnosti SEPS a dňa 15. 6. 2023 prebehla úspešná predcertifikácia BESS na poskytovanie FCR 2 × 2 MW.

O AUTOROVI

Ing. Jaroslav Kubinec vyštudoval Fakultu energetiky Technickej univerzity v Košiciach. V rámci spoločnosti SEPS, sa špecializoval na oblasť trhu s elektrinou so zameraním na obchodné činnosti prevádzkovateľa prenosovej sústavy na liberalizovanom trhu s elektrinou. Vďaka svojim dlhoročným manažérskym skúsenostiam sa podieľal na aktivitách formujúcich procesy súvisiace s trhom na regionálnej, národnej a európskej úrovni. V súčasnosti svoje znalosti uplatňuje v rámci spoločnosti EIF, kde sa zameriava predovšetkým na nové energetické projekty - akumuláciu, prípravu agregačného bloku a hľadanie potenciálu využitia nových a existujúcich elektroenergetických zariadení na zabezpečenie flexibility.

Kontakt: jaroslav.kubinec@eif.sk