Въздействието от либерализацията на пазара на електроенергия за битовите потребители

Представяме ви статията на инж. Румен Христов - технически и икономически анализ на идеята домакинствата в България да преминат към почасово ценообразуване на електроенергията и автоматизирано управление на потреблението. 

Основната теза е, че самото преминаване към свободен пазар и почасови цени няма автоматично да намали сметките за ток. За да има реална полза, домакинството трябва да може да премества част от потреблението си от скъпите към евтините часове.

Авторът Румен Христов е бил главен технолог на АЕЦ "Козлодуй с 30-годишен трудов стаж.

АНАЛИЗ НА ПРЕМИНАВАНЕТО НА БИТОВИТЕ ПОТРЕБИТЕЛИ КЪМ ПОЧАСОВО ЦЕНООБРАЗУВАНЕ И АКТИВНО ЕНЕРГИЙНО УПРАВЛЕНИЕ

Съдържание

• Анализ на либерализацията
• Количествен анализ
• Технически и икономически анализ
• Системен ефект
• Национален ефект
• Технически изисквания
• Инженерно моделиране
• Финансова оценка

ГЛАВА 1
АНАЛИЗ НА ВЪЗДЕЙСТВИЕТО ОТ ЛИБЕРАЛИЗАЦИЯТА НА ПАЗАРА НА ЕЛЕКТРОЕНЕРГИЯ ЗА БИТОВИТЕ ПОТРЕБИТЕЛИ

1.1 Предмет на анализа

Настоящият анализ оценява техническите и икономическите последствия от преминаването на битовите потребители в Република България към свободен пазар на електроенергия с почасово ценообразуване.

Изследването е извършено чрез сравнение на два модела на потребление: Модел А – домакинство без автоматизирано управление на електрическите товари, и Модел Б – домакинство със смарт електромер, HEMS, комбиниран бойлер 300 l и вакуумни слънчеви колектори. Оценката е проведена при еднакви климатични условия, еднакво ниво на комфорт и еднакво годишно енергийно потребление, като единствената променлива величина е начинът на управление на електрическите товари.

1.2 Анализ на съществуващия модел на потребление

Изследването показва, че потреблението на битовите потребители е концентрирано основно във вечерните часове, когато цените на електроенергията са най-високи. Максималното производство от фотоволтаичните електроцентрали е в интервала 11:00–16:00 часа, когато битовото потребление е сравнително ниско. Получава се устойчиво разминаване между производство и потребление, което води до ценови амплитуди, включително отрицателни борсови цени през отделни периоди и високи цени във вечерния максимум.

1.3 Влияние на свободния пазар

Резултатите показват, че при свободен пазар крайната цена зависи не само от количеството електроенергия, но и от часа на нейното потребление. При традиционния модел на домакинство основната част от електроенергията се използва именно през часовете с най-високи цени, поради което без автоматизация икономическият потенциал на почасовото ценообразуване не може да бъде използван ефективно.

1.4 Основен извод

Извършеният анализ показва, че либерализацията сама по себе си не гарантира намаляване на разходите. Реален икономически ефект се постига чрез автоматизирано управление на потреблението, използване на топлинно акумулиране и преместване на електрическите товари към часовете с ниски пазарни цени. Тези мерки позволяват намаляване на покупката на електроенергия в пиковите часове, без компромис с комфорта на потребителите.

1.5 Количествен анализ на почасовото преразпределение на електрическите товари

Извършеното моделиране показва, че при типично четиричленно домакинство между 55 и 70 % от общото годишно електропотребление може да бъде преместено към часовете с най-ниски борсови цени без промяна в ежедневния комфорт. Най-голям потенциал за управление имат подготовката на битова гореща вода, климатизацията и отложимите домакински товари.

Получените резултати показват, че приблизително 6 000–7 000 kWh от годишното потребление могат да бъдат автоматично измествани към часовете с най-ниска цена, което представлява над 60 % от общото потребление на разглеждания модел.

1.6 Анализ на топлинното акумулиране

Комбинираният бойлер с вместимост 300 l изпълнява функцията на топлинен акумулатор. При работен температурен диапазон 45–75 °C той съхранява приблизително 10,5 kWh топлинна енергия. Това количество е достатъчно да обезпечи среднодневните нужди от битова гореща вода на четиричленно домакинство, като електрическият нагревател работи основно в часовете с ниски или отрицателни борсови цени, а през останалото време водата се подгрява приоритетно от вакуумните слънчеви колектори.

1.7 Използване на сградата като топлинен акумулатор

Анализът показва, че масивните конструктивни елементи на жилището могат да се използват като акумулатор на топлинна енергия. Предварително повишаване на вътрешната температура с около 1 °C през зимата или понижаването ѝ с около 1 °C през лятото позволява акумулиране на приблизително 25–40 kWh топлинна енергия в зависимост от конструкцията на сградата. Това дава възможност климатичната система да работи преимуществено в часовете с ниски цени, като вечерните пикови товари се ограничават без влошаване на комфорта.

1.8 Междинен извод

Количественият анализ показва, че комбинацията от интелигентно управление, топлинно акумулиране и използване на почасовите борсови цени създава реална възможност за значително намаляване на разходите за електроенергия, ограничаване на вечерния максимум на натоварване и по-добро усвояване на производството от възобновяеми енергийни източници.

ГЛАВА 2
ТЕХНИЧЕСКИ И ИКОНОМИЧЕСКИ АНАЛИЗ НА АКТИВНОТО ДОМАКИНСТВО

2.1 Енергиен баланс

За оценка на ефекта е моделирано четиричленно домакинство с годишно електропотребление 10 200 kWh. От тях приблизително 6 200 kWh представляват управляем товар, който може да бъде преместван във времето чрез HEMS без промяна в потребителския комфорт.

2.2 Анализ на битовата гореща вода

Комбинираният бойлер с обем 300 l и вакуумни слънчеви колектори осигурява приоритетно използване на слънчева енергия. Електрическият нагревател се включва само при недостатъчна слънчева енергия, санитарен цикъл или ниски/отрицателни борсови цени.

2.3 Влияние върху електроенергийната система

При масово внедряване на активния модел се очаква намаляване на вечерния максимум, увеличаване на потреблението в часовете с високо производство от фотоволтаици и по-добро използване на ВЕИ.

2.4 Междинни изводи

Активното домакинство не намалява общото енергийно потребление, а оптимизира момента на неговото използване. Това намалява разходите на потребителя и подпомага балансирането на електроенергийната система.

Кредит: Quelle: Windwärts Energie GmbH, Fotograf: Mark Mühlhaus

ГЛАВА 3
СИСТЕМЕН ЕФЕКТ ПРИ МАСОВО ВНЕДРЯВАНЕ НА АКТИВНИТЕ ДОМАКИНСТВА

3.1 Влияние върху вечерния максимум

Изчисленията показват, че битовият сектор формира значителна част от вечерния максимум на натоварване. При автоматично изместване на бойлерите, климатичните системи и отложимите товари към часовете с ниски борсови цени се очаква чувствително намаляване на натоварването между 18:00 и 22:00 часа. Намаляването на пиковата мощност води до по-ниско натоварване на преносната и разпределителната мрежа и намалява необходимостта от включване на скъпоструващи балансиращи мощности.

3.2 Усвояване на производството от ВЕИ

Почасовото управление на потреблението позволява по-голяма част от произведената слънчева енергия да бъде консумирана в момента на нейното производство. Това ограничава случаите на отрицателни борсови цени и намалява необходимостта от ограничаване на производството на фотоволтаичните електроцентрали.

3.3 Ползи за електроенергийната система

Комбинираният ефект от хиляди активни домакинства представлява разпределен енергиен ресурс. Вместо изграждане на нови мощности за покриване на вечерния максимум, част от товара се прехвърля към часовете с излишък на производство. Това повишава ефективността на съществуващата инфраструктура и подобрява баланса между производство и потребление.

3.4 Заключение

Анализът показва, че активното домакинство следва да се разглежда не само като средство за намаляване на индивидуалните разходи, а като елемент от националната стратегия за повишаване на гъвкавостта на електроенергийната система. Масовото внедряване на интелигентно управление създава възможност за по-добро използване на възобновяемите енергийни източници, намаляване на вечерния максимум и ограничаване на разходите за системно балансиране.

ГЛАВА 4
ИКОНОМИЧЕСКА ОЦЕНКА И НАЦИОНАЛЕН ЕФЕКТ

4.1 Икономически ефект за едно домакинство

Извършеното моделиране показва, че най-голям икономически ефект се постига не чрез намаляване на общото потребление, а чрез изместване на управляемите товари към часовете с по-ниска борсова цена. Основен принос имат подготовката на битова гореща вода, отоплението, охлаждането и отложимите товари.

4.2 Национален сценарий

Анализът показва, че ефектът на едно активно домакинство е ограничен, но при масово внедряване се формира значителен системен ресурс. Дори частично участие на битовите потребители позволява намаляване на вечерните върхови натоварвания и повишаване на потреблението в часовете с високо производство от възобновяеми енергийни източници.

4.3 Заключение

Получените резултати потвърждават, че почасовото ценообразуване създава икономически стимули за промяна на поведението на потребителите. При наличие на интелигентно управление, топлинно акумулиране и използване на възобновяеми източници либерализацията може да доведе едновременно до по-ниски разходи за домакинствата и по-ефективна работа на електроенергийната система.

ГЛАВА 5
ТЕХНИЧЕСКИ ИЗИСКВАНИЯ ЗА ВНЕДРЯВАНЕ НА АКТИВНОТО ДОМАКИНСТВО

5.1 Смарт измерване

Извършеният анализ показва, че почасовото ценообразуване е приложимо единствено при наличие на смарт електромер, който отчита потреблението по часови интервали и осигурява обмен на данни с домашната система за управление.

5.2 Домашна система за управление (HEMS)

HEMS изпълнява автоматично управление на електрическите товари на база почасовите борсови цени, прогнозата за производството от слънчевите колектори и предварително зададени критерии за комфорт. Всички алгоритми работят без необходимост от ежедневна намеса на потребителя.

5.3 Комбиниран бойлер и слънчеви колектори

Комбинираният бойлер с вместимост 300 l изпълнява ролята на топлинен акумулатор. Приоритетно се използва енергията от вакуумните слънчеви колектори, а електрическият нагревател се включва само при недостатъчна слънчева енергия, санитарен режим или ниска борсова цена.

5.4 Управление на климатизацията

Отоплението и охлаждането се управляват така, че част от необходимата топлинна енергия да бъде акумулирана в конструкцията на сградата през часовете с ниски цени. По този начин се намалява консумацията във вечерния максимум без влошаване на микроклимата.

5.5 Минимален технически комплект

5.6 Извод

Анализът показва, че максимален ефект се постига само когато всички основни компоненти работят като единна система. Самостоятелното внедряване на отделни елементи води до ограничен икономически ефект, докато интегрираното управление позволява едновременно намаляване на разходите на домакинството и подобряване на режима на работа на електроенергийната система.

ПРИЛОЖЕНИЕ
ИНЖЕНЕРНО МОДЕЛИРАНЕ НА РАБОТАТА НА АКТИВНО ДОМАКИНСТВО

1. Моделиране на зимен работен ден

Моделът приема, че HEMS разполага с почасова ценова прогноза и управлява бойлера, климатичната система и отложимите товари така, че максимално да използва часовете с ниска цена.

2. Моделиране на летен работен ден

През летния сезон приоритетно се използва слънчевата топлина за подготовка на битова гореща вода. Климатичната система предварително охлажда сградата в часовете с ниски цени, след което вечерната консумация се ограничава.

3. Годишен енергиен баланс

Изчисленията показват, че основният ефект не е намаляване на общото потребление, а неговото преразпределяне към часовете с ниски пазарни цени и увеличаване на използването на слънчева енергия.

Заключение

Моделирането потвърждава, че комбинирането на смарт измерване, HEMS, комбиниран бойлер и вакуумни слънчеви колектори позволява значителна част от електрическите товари да бъдат изместени към часовете с ниски борсови цени. Така се намаляват разходите на домакинството, ограничава се вечерният максимум на натоварване и се повишава ефективността на използване на възобновяемите енергийни източници.

ГЛАВА 6
ФИНАНСОВА ОЦЕНКА НА ИНВЕСТИЦИЯТА И СРОК НА ВЪЗВРЪЩАЕМОСТ

6.1 Необходими инвестиции

Финансовият анализ е изготвен на база ориентировъчни пазарни стойности към 2026 г. за изграждане на активно домакинство с интелигентно управление на електрическите товари.

6.2 Очаквани годишни икономии

6.3 Срок на възвръщаемост

6.4 Допълнителни ползи

Освен преките финансови икономии, инвестицията води до намаляване на зависимостта от ценовите колебания на свободния пазар, по-високо използване на възобновяеми енергийни източници, по-ниско натоварване на електроенергийната система и възможност за бъдещо участие в пазара на гъвкавост.

6.5 Заключение

При обща инвестиция между 7 900 и 12 600 лв. и очаквани годишни икономии между 1 000 и 1 900 лв., срокът на възвръщаемост е приблизително между 4 и 8 години при благоприятни условия и до около 12 години при консервативен сценарий. След изплащане на инвестицията системата продължава да генерира икономии през останалия експлоатационен живот на оборудването, оценяван на 15–25 години.

Още по темата

05/10/2026

Технологии

Реалната енергийна бедност в България

02/10/2026

Технологии

Енергийната бедност в България. Анализ на проблема и основи за институционална политика

25/10/2021

Земята

Капка зелен катран в кацата мед на енергетиката

09/08/2021

Земята

Икономика без емисии до 2050 година? Има едно нескъпо и ефективно решение