Введение

Тип расчетов за электроэнергию, вырабатываемую из возобновляемых источников.

Чистый учет (или учет нетто-энергии, NEM) – это механизм расчетов за электроэнергию, позволяющий потребителям, производящим часть или всю свою электроэнергию, использовать ее в любое время, а не только в момент генерации. Это особенно важно для возобновляемых источников энергии, таких как ветер и солнце, которые не регулируемы (если не используются системы накопления энергии). Ежемесячный чистый учет позволяет потребителям использовать солнечную энергию, выработанную днем, ночью, или энергию ветра, выработанную в ветреный день, позднее в течение месяца. Ежегодный чистый учет переносит неиспользованный кредит в киловатт-часах (кВт⋅ч) на следующий месяц, позволяя использовать солнечную энергию, выработанную в июле, в декабре, или энергию ветра, выработанную в марте, в августе. Правила учета нетто-энергии могут существенно различаться в зависимости от страны, штата или провинции: доступен ли чистый учет, как долго и возможно ли сохранять накопленные кредиты, и какова их стоимость (розничная/оптовая). Большинство законов о чистом учете предусматривают ежемесячный перенос кредитов в кВт⋅ч, небольшую ежемесячную плату за подключение. Даже если не потребляется ни одного киловатт-часа, ежемесячная плата за подключение все равно взимается. Если показания счетчика за месяц отрицательные, эта отрицательная величина переносится на следующий месяц. Также требуется ежемесячная оплата дефицита (то есть обычного счета за электроэнергию) и ежегодный расчет остатка кредита. Чистый учет использует один двунаправленный счетчик, способный измерять ток в обоих направлениях. Чистый учет может быть реализован исключительно как учетная процедура и не требует специального оборудования для учета, предварительных договоренностей или уведомлений. Чистый учет – это стимулирующая политика, направленная на привлечение частных инвестиций в возобновляемую энергетику.

История

Система сетевого учета (net metering) возникла в Соединенных Штатах, где небольшие ветряные турбины и солнечные панели были подключены к электрической сети, и потребители хотели иметь возможность использовать электроэнергию, произведенную в другое время или дату, чем когда она была выработана. Первыми двумя проектами, использовавшими систему сетевого учета, стали жилой комплекс и солнечный испытательный дом в штате Массачусетс в 1979 году. Штат Миннесота обычно упоминается как принявший первый закон о сетевом учете в 1983 году, который разрешал любому, вырабатывающему менее 40 кВт, переносить неиспользованный кредит на следующий месяц или получать оплату за излишки. В 2000 году этот закон был изменен, и компенсация стала производиться "по средней розничной тарифной ставке на электроэнергию". Это наиболее простая и общая интерпретация сетевого учета, которая также позволяет небольшим производителям продавать электроэнергию по розничной ставке. Коммунальные предприятия в штате Айдахо внедрили систему сетевого учета в 1980 году, а в штате Аризона – в 1981 году. Штат Массачусетс принял систему сетевого учета в 1982 году. К 1998 году 22 штата или коммунальные предприятия в них внедрили систему сетевого учета. Два коммунальных предприятия в Калифорнии первоначально ввели ежемесячный сбор за "сетевой учет", который включал "плату за резервирование", пока Комиссия по коммунальным услугам (PUC) не запретила такие сборы. В 2005 году Закон об энергетической политике 2005 года обязал все коммунальные предприятия США рассмотреть возможность принятия правил, предлагающих систему сетевого учета "по запросу". Вопрос избыточной генерации не рассматривался. По состоянию на 2013 год систему сетевого учета внедрили 43 штата США, а также коммунальные предприятия в 3 из оставшихся штатов, оставив только 4 штата без установленных процедур для ее внедрения. Однако исследование 2017 года показало, что только 3% коммунальных предприятий США предлагают полную компенсацию по розничной ставке за сетевой учет, в то время как остальные предлагают тарифы ниже розничных, с истечением срока действия кредита ежегодно или с возможностью неопределенного переноса кредита. В Европе, особенно в Соединенном Королевстве, внедрение системы сетевого учета шло медленно из-за неясности в отношении того, как учитывать налог на добавленную стоимость (НДС). Только одна коммунальная компания в Великобритании предлагает систему сетевого учета. Правительство Соединенного Королевства не решается внедрять принцип сетевого учета из-за сложностей с оплатой и возвратом НДС, подлежащего уплате за электроэнергию, но в некоторых районах реализуются пилотные проекты. В Канаде некоторые провинции имеют программы сетевого учета. На Филиппинах схема сетевого учета регулируется Республиканским актом 9513 (Закон о возобновляемой энергии 2008 года) и его правилами и положениями (IRR). Исполнительным органом является Комиссия по регулированию энергетики (ERC) в консультации с Национальным советом по возобновляемой энергии (NREB). К сожалению, эта схема не является настоящей системой сетевого учета, а фактически – системой чистого выставления счетов. Как указано в руководстве Департамента энергетики по сетевому учету, система сетевого учета позволяет клиентам распределительных компаний (DU) устанавливать на своей территории объект возобновляемой энергии (RE) мощностью не более 100 киловатт (кВт) для выработки электроэнергии для собственного использования. Любая выработанная электроэнергия, которая не потребляется клиентом, автоматически экспортируется в распределительную сеть DU. Затем DU предоставляет кредиты в песо за полученный избыток электроэнергии, эквивалентные смешанной стоимости генерации DU, исключая другие корректировки генерации, и вычитает заработанные кредиты из счета клиента за электроэнергию. Таким образом, филиппинским потребителям, которые производят собственную электроэнергию и продают излишки коммунальным предприятиям, выплачивается так называемая "стоимость генерации", которая часто составляет менее 50% от розничной цены на электроэнергию.

Противоречия

Сетевой учет вызывает споры, поскольку затрагивает различные интересы в энергосистеме. В отчете, подготовленном Питером Киндом из Energy Infrastructure Advocates для торговой ассоциации Edison Electric Institute, говорится, что распределенная генерация, такая как солнечные панели на крышах, создает уникальные проблемы для будущего электроэнергетических компаний. Электроэнергетические компании в Соединенных Штатах вели в основном безуспешную кампанию по отмене сетевого учета.

Преимущества

Сторонники возобновляемых источников энергии отмечают, что, хотя распределенная солнечная энергия и другие меры по энергоэффективности действительно создают вызов для существующей бизнес-модели электроэнергетических компаний, преимущества распределенной генерации перевешивают затраты, и эти преимущества разделяют все потребители. Преимущества частных инвестиций в распределенную солнечную энергию для энергосистемы включают снижение потребности в строительстве крупных электростанций и уменьшение нагрузки на сеть. Они также указывают на то, что в качестве ключевой политики, способствующей развитию солнечной энергетики на крышах, система сетевого учета создает множество общественных выгод для всех потребителей, которые обычно не учитываются в анализе энергокомпаний, включая: пользу для здоровья населения, создание рабочих мест и сопутствующие экономические эффекты, влияние на рыночные цены, повышение безопасности энергосистемы и экономию воды. Независимый отчет, проведенный консалтинговой фирмой Crossborder Energy, показал, что выгоды от программы сетевого учета в Калифорнии перевешивают затраты для потребителей. Эти чистые выгоды составят более 92 миллионов долларов США в год после завершения текущей программы сетевого учета. Отчет 2012 года об издержках сетевого учета в штате Калифорния, заказанный Калифорнийской комиссией по коммунальным услугам (CPUC), показал, что потребители, не имеющие распределенных систем генерации, будут платить 287 долларов США в качестве дополнительных расходов на использование и обслуживание сети каждый год к 2020 году. В отчете также указано, что чистые затраты составят 1,1 миллиарда долларов США к 2020 году. Примечательно, что в том же отчете было установлено, что потребители, использующие солнечную энергию, платят за свои счета за электроэнергию больше, чем стоимость их обслуживания энергокомпанией (Таблица 5, страница 10: в среднем 103% от стоимости обслуживания в трех крупных энергокомпаниях в 2011 году). Большинство владельцев солнечных панелей на крышах или других типов распределенных систем генерации по-прежнему полагаются на сеть для получения электроэнергии от энергокомпаний ночью или когда их системы не могут вырабатывать достаточное количество энергии. Отчет 2014 года, финансируемый Институтом электрических инноваций, утверждает, что система сетевого учета в Калифорнии создает чрезмерно большие субсидии для типичных жилых фотоэлектрических (PV) установок на крышах. Эти субсидии должны оплачиваться другими потребителями, большинство из которых менее обеспечены, чем владельцы солнечных панелей на крышах. Кроме того, в отчете отмечается, что большая часть этих крупных субсидий поступает в компании, занимающиеся арендой солнечных панелей, на долю которых приходилось около 75 процентов фотоэлектрических установок, установленных в 2013 году. В отчете делается вывод о необходимости изменений в Калифорнии, начиная от внедрения розничных тарифов, более точно отражающих затраты, до замены системы сетевого учета отдельной схемой "покупка всей энергии – продажа всей энергии", которая потребует от всех владельцев солнечных фотоэлектрических установок на крышах покупать всю потребляемую энергию по существующим розничным тарифам и отдельно продавать всю выработанную на месте энергию своим распределительным компаниям по цене, соответствующей избежаемым затратам.

Тарифы, следующие за тарифом на дозировку после вычета

На общенациональном уровне энергетические чиновники уже несколько лет обсуждают программы замены системы сетевого учета. По состоянию на 2018 год появилось несколько "воспроизводимых моделей". Энергокомпании всегда утверждали, что клиенты с солнечными установками получают слишком большое снижение счетов по системе сетевого учета, и в результате расходы на поддержание сетевой инфраструктуры перекладываются на остальных потребителей, не использующих солнечную энергию. "Эта политика привела к острым дебатам на уровне штатов с 2003 года о том, стоит ли и как создать преемника этой политики", – сообщает Utility Dive. Ключевая задача при разработке схем ценообразования и предоставления скидок в условиях отказа от системы сетевого учета заключается в справедливой компенсации владельцам солнечных установок на крышах, не перекладывая при этом затраты на потребителей, не использующих солнечную энергию. Эксперты считают, что хороший "преемственный тариф", как называют политику, пришедшую на смену системе сетевого учета, – это тариф, который поддерживает развитие распределенной генерации энергии таким образом, чтобы и потребители, и энергосистема получали от этого выгоду. Тринадцать штатов в 2017 году заменили программы сетевого учета по розничным тарифам на преемственные тарифы. В 2018 году аналогичные изменения внесли еще три штата. Например, в Неваде размер компенсации будет постепенно снижаться, но на сегодняшний день он соответствует розничному тарифу (то есть, потребители с солнечными установками, поставляющие энергию в сеть, получают компенсацию по той же ставке, по которой они платят за электроэнергию). В Аризоне новый тариф на солнечную энергию на 10% ниже розничного. Сетевой учет с учетом пиковых и внепиковых тарифов (TOU) влияет на видимые затраты энергокомпании на систему сетевого учета.

Рыночная ставка

В системах сетевого учета по рыночной ставке потребление энергии пользователя рассчитывается динамически в зависимости от функции оптовых цен на электроэнергию. Счетчики пользователей программируются и снимаются показания удаленно для вычисления стоимости. Сетевой учет применяет такое переменное ценообразование к избыточной мощности, произведенной квалифицированной установкой. Системы учета по рыночной ставке были внедрены в Калифорнии с 2006 года и, согласно правилам сетевого учета Калифорнии, будут применяться к квалифицированным фотоэлектрическим и ветровым установкам. В соответствии с законодательством Калифорнии, компенсация за избыточную электроэнергию, поставляемую в сеть, должна быть равна (в данном случае переменной) цене, действующей в момент поставки. Сетевой учет позволяет небольшим установкам достичь нулевой годовой чистой стоимости для потребителя, при условии, что потребитель может перенести потребление нагрузки на период с более низкой ценой, например, охлаждать воду в периоды низкой стоимости для последующего использования в системах кондиционирования, или заряжать электромобиль в непиковые часы, в то время как электроэнергия, генерируемая в пиковые часы, может направляться в сеть, а не использоваться локально (см. Vehicle-to-grid). Годовой избыток производства не учитывается.

Избыточная генерация

Избыточная генерация – это отдельный вопрос от системы сетевого учета, но обычно он регулируется теми же правилами, поскольку такая ситуация может возникнуть. Если местная генерация покрывает часть потребления, система сетевого учета не используется. Если местная генерация превышает потребление в течение определенного времени, например, днем, применяется система сетевого учета. Если местная генерация превышает потребление в течение расчетного периода, лучшей практикой считается непрерывный перенос кредитов за киловатт-часы, хотя в некоторых регионах рассматривается возможность истечения срока действия таких кредитов через 36 месяцев. Обычно избыточную генерацию оценивают ежегодно, хотя этот термин применим и к ежемесячным показателям. Подходы к годовой (и ежемесячной) избыточной генерации варьируются от аннулирования кредитов до компенсации по цене избежанных затрат и компенсации по розничной цене. С точки зрения потребителя, кредиты за киловатт-часы, оставшиеся после прекращения обслуживания, в идеале должны быть выплачены по розничной цене, а с точки зрения энергоснабжающей организации – аннулированы, при этом цена избежанных затрат может служить минимальным компромиссом. В некоторых регионах разрешена добровольная оплата за избыточную годовую генерацию, что позволяет потребителю выбирать между непрерывным переносом кредитов или их оплатой. Как ветровая, так и солнечная энергия по своей природе сезонны, и излишки, скорее всего, будут использованы в будущем, если не установить больше солнечных панелей или ветрогенератор большей мощности, чем необходимо.

Хранение энергии

Системы сетевого учета могут быть оснащены системами накопления энергии, чтобы сохранять часть выработанной энергии локально (то есть от возобновляемого источника энергии, подключенного к системе), а не продавать ее всю обратно в общую электросеть. Чаще всего используются промышленные тяговые аккумуляторы глубокого разряда, поскольку срок их службы составляет от 10 до 20 лет. Свинцово-кислотные аккумуляторы также часто применяются, но служат значительно меньше (около 5 лет). Литий-ионные аккумуляторы иногда также используются, однако имеют относительно небольшой срок службы. Наконец, никель-железные аккумуляторы служат дольше всего – до 40 лет. Исследование 2017 года, посвященное солнечным панелям с системами накопления энергии, показало дополнительное потребление электроэнергии на 8–14% из-за процессов зарядки и разрядки аккумуляторов.

Австралия

В некоторых штатах Австралии так называемый "тариф на покупку избыточной электроэнергии" фактически является системой сетевого учета, за исключением того, что он предполагает ежемесячную оплату за излишки произведенной электроэнергии по ставке выше розничной. Директор кампаний организации Environment Victoria Марк Уэйкхэм назвал это "фиктивным тарифом на покупку избыточной электроэнергии". Для тарифа на покупку избыточной электроэнергии требуется отдельный счетчик и оплата за всю локально произведенную электроэнергию по льготной ставке, в то время как для системы сетевого учета достаточно одного счетчика. Финансовые различия весьма значительны. В Виктории, начиная с 2009 года, домовладельцам выплачивали 60 центов за каждый избыточный киловатт-час электроэнергии, возвращаемой в государственную электросеть. Это было примерно в три раза выше розничной цены на электроэнергию в то время. Однако последующие правительства штата несколько раз снижали размер выплат, и к 2016 году тариф составил всего 5 центов за киловатт-час. В Квинсленде, начиная с 2008 года, программа "Солнечный бонус" выплачивает 44 цента за каждый избыточный киловатт-час электроэнергии, возвращаемой в государственную электросеть. Это примерно в три раза превышает текущую розничную цену на электроэнергию. Однако с 2012 года тариф по программе "Солнечный бонус" в Квинсленде был снижен до 6-10 центов за киловатт-час в зависимости от выбранного поставщика электроэнергии. Австралийский специалист по интеллектуальным электросетям Стив Хой предложил концепцию "Истинный ноль" в противовес "Чистому нулю", чтобы отразить развивающуюся возможность отслеживать электроэнергию с помощью системы сетевого учета. Счетчик позволяет потребителям отслеживать происхождение своей электроэнергии, делая чистую энергию более доступной для всех.

Канада

В Онтарио разрешено использование системы сетевого учета для установок мощностью до 500 кВт, однако кредиты могут быть использованы только в течение 12 последовательных месяцев. Если потребитель накапливает кредиты, генерируя больше электроэнергии, чем потребляет, в течение 8 месяцев, и использует эти кредиты к 10-му месяцу, то 12-месячный период начинается заново с даты появления следующего кредита в счете. Любые неиспользованные кредиты, оставшиеся по истечении 12 последовательных месяцев, в течение которых потребитель имеет кредитный баланс, аннулируются в конце расчетного периода. В районах Британской Колумбии, обслуживаемых BC Hydro, разрешено использование системы сетевого учета для установок мощностью до 100 кВт. Каждый год 1 марта, в день годовщины, клиенту выплачивается рыночная цена, рассчитанная как средняя дневная цена на электроэнергию в районе Средней Колумбии за предыдущий год. FortisBC, обслуживающий район в Южно-Центральной Британской Колумбии, также разрешает использование системы сетевого учета для установок мощностью до 50 кВт. Клиентам выплачивается их текущий розничный тариф за любую избыточную электроэнергию, которую они производят. Город Нью-Вестминстер, имеющий собственную электросеть, также разрешает сетевой учет. В Нью-Брансуике разрешено использование системы сетевого учета для установок мощностью до 100 кВт. Кредиты за избыточную выработанную электроэнергию могут быть перенесены до марта, после чего любые избыточные кредиты аннулируются. SaskPower разрешает использование системы сетевого учета для установок мощностью до 100 кВт. Кредиты за избыточную выработанную электроэнергию могут быть перенесены до даты годовщины клиента, после чего любые избыточные кредиты аннулируются. В Новой Шотландии в 2015 году 43 дома и предприятия начали использовать солнечные панели для производства электроэнергии. К 2017 году их число увеличилось до 133. Солнечные системы этих клиентов используют систему сетевого учета. Избыточная электроэнергия, произведенная солнечными панелями, выкупается компанией Nova Scotia Power у домовладельцев по той же ставке, по которой коммунальное предприятие продает ее своим клиентам. "Недостатком для Nova Scotia Power является то, что она должна поддерживать производственную мощность даже в пасмурную погоду."

Индия

Почти во всех штатах Индии внедрена система сетевого учета, позволяющая потребителям продавать избыточную энергию, генерируемую их солнечной установкой, в сеть и получать за это компенсацию. Однако политика сетевого учета не является единой для всей страны и различается в зависимости от штата. Для получения возможности сетевого учета потребитель должен подать заявку в местную электрораспределительную компанию, предоставив информацию о планируемом проекте солнечной электростанции на крыше и оплатив необходимый сбор. Электрораспределительная компания рассматривает заявку и оценивает техническую осуществимость проекта, после чего принимает решение об одобрении или отклонении. В случае одобрения, подается еще одна заявка на регистрацию крышной установки. Между потребителем и компанией заключается соглашение, и устанавливается сетевой счетчик. Штаты Карнатака и Андхра-Прадеш начали внедрение системы сетевого учета, а соответствующая политика была объявлена государственными энергетическими комиссиями в 2014 году. После проверки и осмотра энергетической комиссией устанавливается двухсторонний счетчик. Заявки рассматриваются в порядке живой очереди и при условии технической осуществимости, но не более чем на 30% от мощности распределительного трансформатора. С сентября 2015 года в штате Махараштра (MERC) также действует политика сетевого учета, и потребители начали устанавливать системы сетевого учета для солнечных электростанций на крыше. Политика MERC позволяет использовать до 40% мощности трансформатора для солнечного сетевого учета. Ожидается, что различные распределительные компании (DISCOM) в Махараштре, такие как MSEDCL, Tata, Reliance и Torrent Power, будут поддерживать систему сетевого учета. На данный момент MSEDCL не применяет дифференцированные тарифы в зависимости от времени суток (TOD) для бытовых потребителей и системы сетевого учета. Объемы экспортируемой и импортируемой энергии учитываются одинаково при расчете чистого объема и суммы счета.

Чистые покупки и продажи

Чистая покупка и продажа – это иной способ подачи электроэнергии в сеть, который не обеспечивает ценовой симметрии, как при net metering, что делает эту систему значительно менее выгодной для домашних пользователей небольших установок возобновляемой электроэнергии. В этом случае устанавливаются два однонаправленных счетчика: один регистрирует электроэнергию, потребляемую из сети, а другой – избыточную электроэнергию, произведенную и возвращенную в сеть. Пользователь оплачивает электроэнергию по розничному тарифу, а поставщик электроэнергии выкупает излишки генерации по цене, избежанной им (оптовой цене). Разница между розничным тарифом для потребителя и оптовой ценой для поставщика может быть существенной. В Германии, Испании, провинции Онтарио (Канада), некоторых штатах США и других странах, напротив, используется тарифный график или "зеленый тариф" (Feed-in Tariff, FIT), по которому клиентам выплачиваются средства за всю электроэнергию, произведенную из возобновляемых источников на их территории. Фактически произведенное количество электроэнергии учитывается отдельным счетчиком, а не только излишки, возвращаемые в сеть. В Германии действует "зеленый тариф" на солнечную энергию, направленный на стимулирование развития солнечной энергетики (данные за 2009 год). Ранее Германия выплачивала за солнечную энергию в несколько раз больше розничного тарифа, но успешно снизила эти ставки, при этом объемы установки солнечных панелей росли экспоненциально благодаря снижению стоимости оборудования. Ветроэнергетика, в отличие от солнечной, получает лишь около половины розничного тарифа для конечных потребителей, поскольку немецкая система оплачивает каждый источник энергии по его фактической стоимости (включая разумную прибыль).

Виртуальный чистый счетчик

Другой способ подачи электроэнергии в сеть – это виртуальный сетевой учет (также называемый одноранговой (P2P) торговлей электроэнергией, транспортировкой и иногда локальной торговлей электроэнергией). Одноранговая торговля электроэнергией – это новая концепция функционирования энергосистемы, при которой производители могут генерировать собственную электроэнергию в жилых домах, офисах и на предприятиях и обмениваться ею друг с другом на местном уровне. Некоторые компании, предлагающие виртуальный сетевой учет, используют технологию блокчейн.

Связанные технологии

Источники, вырабатывающие постоянный ток, такие как солнечные панели, должны быть подключены к электрическому инвертору для преобразования выходной мощности в переменный ток, чтобы использовать ее с обычными приборами. Фаза выдаваемой мощности должна быть синхронизирована с сетью, и необходимо предусмотреть механизм отключения подачи питания в случае отказа сети. Это необходимо для обеспечения безопасности: например, работники, ремонтирующие оборванные линии электропередач, должны быть защищены от источников питания, расположенных "ниже по линии", в дополнение к отключению от основной распределительной сети "выше по линии". Хотя небольшого генератора недостаточно мощности, чтобы включить нагруженную линию, это может произойти, если линия изолирована от других потребителей. Солнечные инверторы разрабатываются с учетом требований безопасности; в то время как один инвертор не способен включить линию, тысяча инверторов могут это сделать. Кроме того, электрики обучены обращаться с любой линией так, как будто она находится под напряжением, даже если они знают, что она должна быть обесточена.

Солнечный партизан

Солнечный партизан (или движение солнечных партизан) — термин, впервые использованный журналом Home Power Magazine и применяемый к человеку, который подключает солнечные панели без разрешения или уведомления и использует ежемесячный учёт сетевого потребления, игнорируя требования законодательства.