Transformacja energetyczna to także zarządzanie zużyciem

Jeszcze rok temu dyskusji o transformacji energetycznej towarzyszyła duża doza sceptycyzmu. Radykalne odejście od kopalnych źródeł energii oraz modelu ich zużycia, jaki dominował w Europie przez ostatnie kilkadziesiąt lat, budziło nierzadko opór i złośliwe komentarze. Jednak jesienny kryzys w branży energetycznej, kiedy w obliczu nadchodzącej zimy skoczył popyt na gaz – a jednocześnie jego główny dostawca, Gazprom, zaczął ograniczać dostawy – a następnie rosyjska agresja na Ukrainę diametralnie zmieniły sytuację.

Dzisiaj sytuacja wydaje się być klarowna. Alternatywne kierunki dostaw tradycyjnych kopalnych surowców raczej nie zapełnią luki po paliwach sprowadzanych z Rosji – gdzieniegdzie zapewne uda się zapełnić luki, uniknąć drastycznych cięć zużycia, ale też eksporterzy unikają inwestycji jak ognia, obawiając się, że z czasem ceny spadną. Jedynym potencjałem, jaki można zatem rozwijać, są nowe technologie, np. wodorowe, i konsekwentny rozwój odnawialnych źródeł energii.

Ale dla wielu ekspertów z obszaru energetyki OZE mogą co najwyżej być przysłowiowym „kwiatkiem do kożucha”. Technologiom odnawialnym – w najpowszechniejszej formie: fotowoltaicznym i wiatrowym – zarzuca się niestabilność i niemożność kontrolowania. W końcu OZE produkują energię, kiedy świeci słońce lub wieje wiatr. Oczywiście, technologia podsuwa tu rozwiązanie – to magazyny energii, które pozwolą uniknąć marnowania wyprodukowanej energii w czasie rzeczywistym i korzystania z niej w bezwietrzne noce.

Jak jednak przypominają autorzy przygotowanego przez ośrodek Polityka Insight oraz firmę Enel X raportu „Przebudzenie elastycznych mocy. Czyli jak DSR może wzmocnić bezpieczeństwo energetyczne Polski”, jest jeszcze jeden obszar potencjalnych działań w obszarze transformacji energetycznej, który może odegrać rolę stabilizatora systemu, a uruchomienie tego potencjału może nastąpić w błyskawicznym tempie. Mowa o elastycznym popycie.

Ciepłownictwo i elektromobilność

Demand Side Response (DSR) to w klasycznej energetyce zawór bezpieczeństwa systemu. W uproszczeniu: operator systemu przesyłowego zawiera z konsumentami energii, zwykle dużymi przedsiębiorstwami, szereg kontraktów, które – odpłatnie, rzecz jasna – zobowiązują te firmy do redukcji zużycia energii na sygnał od operatora. Innymi słowy, gdy system jest przeciążony lub występuje jakaś nieprzewidziana awaria, partnerzy operatora wyłączają maszyny w swoich zakładach, by nieco „ulżyć” w zużyciu.

Ale wraz z rozwojem nowych technologii zaczyna się też zmieniać rola usług DSR w energetyce. Istotnym sygnałem tego procesu jest fakt, że uczestnicy programów DSR zaczynają być traktowani jak... wytwórcy energii. Innymi słowy, za oszczędzoną MWh są opłacani tak jak elektrownie, które ją produkują.

Ale to dopiero początek długiej drogi, bo DSR zaczyna schodzić „pod strzechy”. „W czerwcu 2020 r. w Los Angeles uruchomiono program umożliwiający obniżanie temperatury w mieszkaniach i domach na żądanie operatora (poprzez regulację termostatów), który zgromadził 16 tys. odbiorców” – czytamy w raporcie Polityka Insight i Enel X. „Podczas fali upałów między 14 a 21 sierpnia udało się obniżyć zapotrzebowanie na energię siedmiokrotnie, średnio o 9 MW. Władze lokalne zamierzają zwiększyć ten potencjał redukcji do 25 MW” – czytamy.

Elastyczność może być też dodatkiem do elektromobilności. „Pomoże w tym rozwój technologii pojazd-sieć (Vehicle to Grid, V2G). W tym podejściu auto na prąd to mobilny magazyn energii, skomunikowany z inteligentną siecią. Dzięki temu lokalny agregator na potrzeby operatora sieci dystrybucyjnej będzie mógł zarządzać cyklem ładowania i rozładowywania wielu pojazdów, gdy będą podłączone do ładowarki” – twierdzą eksperci. Powtórzmy: chodzi nie tylko o przerwanie ładowania aut elektrycznych w razie potrzeby, ale wręcz ich kontrolowane rozładowywanie na potrzeby systemu. „Obecnie stosowanym rozwiązaniem jest Smart Charging (V1G), którego przykładowe zastosowanie wprowadzono w południowej Kalifornii, gdzie Honda, Edison i eMotorWerks (obecnie Enel X) uruchomiły program SmartChange, który identyfikuje okresy wysokiej produkcji energii elektrycznej z OZE po niskiej cenie. Użytkownicy za pomocą aplikacji w telefonie określają, kiedy ich auta elektryczne będą włączone do sieci, a program decyduje, w którym momencie zacząć ładowanie” – piszą autorzy raportu.

Kusząca przyszłość

Z perspektywy części ekspertów programy DSR będą kluczem do przyszłości energetyki – nie bezpiecznikiem systemu, lecz jego stabilizatorem. Innymi słowy, będą pełnić rolę, jaką dziś przypisuje się w Polsce tradycyjnym wytwórcom energii, a w przyszłości ewentualnym elektrowniom atomowym. Przypomnijmy, chodzi o sytuację, w której energia będzie produkowana w środowisku rozproszonych i uzależnionych od kaprysów natury OZE – ale zarazem w chwilach, gdy natura będzie zawodzić, stabilizator będzie odpowiadać za to, by energii nie zabrakło. W tradycyjnym podejściu: wyprodukuje ją. W tym bardziej przyszłościowym: zaoszczędzi.

Żeby to nastąpiło i rynek DSR czekać pewnie będą zmiany. Musi zostać zaadaptowany do rynku zdominowanego przez rozproszone źródła energii. Być może obejmie go uelastycznienie, polegające na wprowadzeniu kontraktów na krótsze okresy, np. sezonowych. Powinien w coraz szerszym stopniu obejmować indywidualnych konsumentów energii – co byłoby odpowiedzią na rosnące ceny, ale też wykorzystaniem olbrzymiego potencjału efektywności i oszczędności, jakie mogą wytworzyć gospodarstwa domowe. Za tym wszystkim powinien iść rozwój technologiczny: w zakresie inteligentnego sterowania systemem energetycznym, magazynowania energii, modernizacji sieci przesyłowych i dystrybucyjnych. Pracy jest ogrom, ale owoce, jakie może ona przynieść, są niebywale kuszące.

Materiał partnera Cyklu "Rzeczpospolitej" - Perspektywy dla Polski

DSR ułatwi lepsze wykorzystanie OZE

Po ograniczeniu dostaw surowców z Rosji w następstwie wybuchu wojny w Ukrainie coraz głośniej mówi się, że polski miks energetyczny powinien zostać oparty na odnawialnych źródłach energii. Mechanizmem, który ułatwi lepsze wykorzystanie OZE oraz ograniczy ryzyko przerw w dostawach energii, może okazać się jeszcze stosunkowo nowa na polskim rynku energii usługa, jaką jest DSR. Udział w programach DSR polega na przesunięciu zapotrzebowania na godziny pozaszczytowe lub wykorzystaniu generatorów rezerwowych. DSR nie zastąpi źródeł wytwórczych, ale może pozwolić na ich lepsze wykorzystanie. Właśnie roli tej technologii w bezpieczeństwie i transformacji energetycznej jest poświęcony raport Enel X i Polityki Insight, który ukazał się pod koniec maja.

Autorzy raportu próbują znaleźć odpowiedź, jak obecny potencjał DSR w kraju wykorzystać, i przedstawiają szereg rekomendacji co do kierunku rozwoju tej usługi. Przede wszystkim przyszłością DSR jest aktywne uczestniczenie w rynku energii elektrycznej, tak aby to bodźce rynkowe – a nie regulacyjne – decydowały o jego uruchomieniu. Żeby to mogło nastąpić, należy:

- Umożliwić niezależny udział odbiorców i agregatorów DSR w rynku energii i rynku bilansującym. Udział aktywnych odbiorców powinien być możliwy niezależnie od stałego dostawcy energii;

- Zlikwidować bariery w dostępie usług DSR. Funkcjonujące obecnie ograniczenia agregacji do niewielkich obszarów uniemożliwiają mniejszym podmiotom wejście do programów DSR, zwiększając koszty wejścia i ryzyko kar za niezbilansowanie;

- Umożliwić łączenie udziału odbiorców w rynkach mocy i energii z innymi programami DSR. Tam, gdzie to jest możliwe, odbiorcy powinni mieć szansę zarabiania na elastyczności w ramach mechanizmów rynkowych;

- Postawić na rozwój lokalnych DSR w ramach „Non-wire alternative”. DSR może być jednym z elementów optymalizacji kosztownych inwestycji w sieciach dystrybucyjnych i przesyłowych. Przy ich planowaniu należy najpierw rozważyć, czy nie jest możliwe uruchomienie lokalnych programów DSR, efektywności energetycznej lub budowa lokalnych źródeł energii, które pozwoliłyby na uniknięcie lub znaczące przesunięcie w czasie kosztownych inwestycji.