Rozhovor o digitalizaci energetického trhu

Podíl energie z obnovitelných zdrojů na spotřebované elektrické energii by u nás měl vzrůst ze současných asi 30 procent na stoprocentní úroveň. Kapacita sítí ale už dnes naráží na limity. Je energetická transformace za těchto podmínek vůbec proveditelná?

Tobias Kurth: Na infrastrukturu, sítě, řídicí systémy a flexibilitu, kterou doposud zajišťovaly řiditelné elektrárny, jsou kladeny obrovské nároky. Biomasa jako jediný obnovitelný zdroj energie, který lze řídit, se prosadila jen v omezeném rozsahu, dominují solární a větrné elektrárny. Problém spočívá v tom, že výroba elektřiny v decentralizovaných systémech kolísá s počasím. Proto jsou kromě nových sítí zapotřebí i flexibilizační technologie, jako jsou systémy pro skladování energie, do kterých je možné ukládat přebytky elektrické energie a v případě potřeby ji z nich znovu odebírat. Flexibilitu je nutné zvýšit i na straně poptávky. Nabídka dnes sleduje poptávku. S rostoucím podílem kolísavých zdrojů energie z toho ale bude vyplývat řada problémů.

Co budou hlavní vlastnosti budoucího energetického trhu?

Kurth: Bude muset být decentralizovanější, komplexnější a digitálně řiditelný. Stojíme před zásadními změnami: Rozšiřování obnovitelných zdrojů energie má za následek klesající mezní náklady na výrobu elektrické energie, a tím pádem i nižší ceny elektřiny. Elektrická energie proto nahradí další primární zdroje energie pro vytápění a mobilitu. Nové otázky ale vyplývají i z urbanizace: Ve městech bydlí stále víc lidí – jak skloubit rostoucí spotřebu energie v centrech aglomerací s decentralizovanou výrobou elektřiny? Přesuneme výrobu do metropolí, nebo zůstane mimo ně? Pokud zvolíme druhý přístup, bude nezbytně nutné vybudovat nová elektrická vedení. V každém případě budou zapotřebí inteligentní systémy, které dokážou řídit stále složitější toky energie. Nezbytností budou také nové obchodní modely, které zapadnou do nového decentralizovaného a digitalizovaného světa.

Heiko Tautor: Další komplikace, která vyplývá z přeměny energetického systému, jsou velké rozdíly v požadavcích mezi jednotlivými regiony. Na severu má prioritu rozšiřování sítě tak, aby dokázala větrnou energii z pobřežních oblastí přenášet do center spotřeby. Města se naopak přiklánějí k fotovoltaice a stále častěji se v nich jako generátory tepla prosazují interní tepelné elektrárny. V chladné a jasné dny vyrábějí interní tepelné elektrárny nejen potřebné teplo, ale ve spojení s fotovoltaikou zároveň elektrickou energii. Kam ale všechnu tuhle energii uložit? Řešením jsou systémy pro skladování energie.

V každém případě budou zapotřebí inteligentní systémy, které dokážou řídit stále složitější toky energie. Nezbytností budou také nové obchodní modely, které zapadnou do nového decentralizovaného a digitalizovaného světa.

Tobias Kurth, Energy Brainpool

Vidíte kromě systémů pro ukládání energie i další způsoby, které umožní zvýšit flexibilitu energetického trhu?

Tautor: Na významu získávají systémy power-to-heat, power-to-gas a power-to-mobility. Jejich účelem je přeměňovat přebytečnou elektrickou energii na teplo, plyn nebo syntetická paliva. Toto propojení sektorů má kromě nižšího vytížení sítě i další přednost, která spočívá v tom, že do energetické transformace zahrnuje dvě další oblasti (tedy teplo a dopravu), které doposud v ochraně klimatu hrály podružnou roli.

Kurth: Důležité bude také zvýšit flexibilitu na straně poptávky, zejména v průmyslové a výrobní oblasti. Řada procesů se už dnes automatizuje a řídí na základě naměřených hodnot. Není proto problém, abychom jako další řídicí proměnnou začali zohledňovat náklady na elektrickou energii. Pokud bude právě k dispozici velké množství energie z obnovitelných zdrojů a elektřina bude tudíž nabízena za nízkou cenu, mohou podniky vyrábět; ve chvílích, kdy bude elektrická energie drahá, výrobní procesy se pozastaví. Nezbytným předpokladem tohoto přístupu je správná řídicí a měřicí technika. Dalším předpokladem jsou dodavatelé energie, kteří pro zákazníka na pozadí zařizují veškeré související procesy.

Ke krátkodobému vyrovnávání špiček ale mohou výrobní podniky stejně dobře nabízet negativní rezervní výkon.

Kurth: Na tom se nebudou chtít podílet všechny podniky. V rámci poskytování regulační energie by totiž musely kontrolu nad většinou svých procesů předat velkým provozovatelům sítí, kteří by do nich mohli zasahovat vždy, když by potřebovali energii. Pokud ale budou podniky výrobu řídit na základě cen elektrické energie, zachovají si kontrolu nad vlastními procesy. Tento obchodní model by mohl být pro průmysl velmi lukrativní.

Pokročila digitalizace energetiky už natolik, aby podobné modely bylo vůbec možné uskutečnit?

Tautor: Digitalizace se ve skutečnosti nachází na úplném začátku. Zejména průmysl a výroba skrývají obrovský potenciál pro zvyšování efektivity. Problém ale spočívá v tom, že tito spotřebitelé téměř nekomunikují s provozovateli sítí. Co chybí, jsou rozhraní, která by umožnila výměnu relevantních naměřených hodnot mezi jednotlivými aktéry: Kolik energie se vyrábí? Kolik se jí spotřebovává? Kdy se vyplatí odpojovat spotřebiče?

Kurth: Co se týká komunikační techniky, nachází se energetický trh stále ještě v době kamenné. Měření a výpočty se v energetice provádějí v 15minutových intervalech – o zpracování v reálném si můžeme nechat zdát. Soukromý sektor je na tom ale s komunikací ještě hůř. Mechanické elektroměry, které zaznamenávají spotřebu energie v domácnostech, se obvykle odečítají jednou ročně. Do budoucna bude nutné, aby jednotlivé sestavy byly navzájem mnohem těsněji propojené. Jen tak budou moct automatizovaně reagovat.

Zejména průmysl a výroba skrývají obrovský potenciál pro zvyšování efektivity. Problém ale spočívá v tom, že tito spotřebitelé téměř nekomunikují s provozovateli sítí.

Heiko Tautor, WAGO

Jakou konkrétní techniku potřebujeme?

Kurth: Budeme potřebovat techniku, která dokáže zajistit přesné měření, řízení a monitorování a zároveň zohledňovat prognózy výroby energie. To vše navíc musí probíhat v reálném čase. Tento přístup generuje enormní množství dat. Dříve existoval pro každého spotřebitele a každou elektrárnu jeden datový bod. S celkem asi čtyřmi stovkami centralizovaných a řiditelných elektráren, které jsou v Německu v provozu, nebylo zpracování příslušných dat nijak zvlášť komplikované. S nástupem výroby z obnovitelných zdrojů se ale situace mění. V současnosti je k síti připojeno kolem 10 tisíc systémů a energetická transformace se teprve rozbíhá.

Tautor: Už dnes existuje technika, která dokáže s určitými omezeními měřit, řídit a monitorovat spotřebu a výrobu energie. Pro závěrečnou fázi implementace, která začne v roce 2030, budeme ale potřebovat inteligentní a extrémně výkonné systémy. Příklad: Chytré elektroměry jsou inteligentní přístroje, které nedělají nic jiného, než že zaznamenávají data a předávají je dál. Nemají ani řídicí, ani monitorovací funkci. K regulaci a monitorování generátorů a spotřebičů je zapotřebí doplňkový modul. Dnešní řídicí jednotky jsou příliš malé a nedostatečně výkonné. Pro budoucí aplikace budeme nezbytně potřebovat technické inovace.

Co energetická transformace znamená pro dodavatele elektrické energie?

Kurth: Musejí rychle začít měnit své obchodní modely, protože pouhým dodáváním energie nevydělají dost peněz. Zákazníci už nechtějí nakupovat kilowatthodiny – potřebují energetické služby. Zákazníci se budou dělit do dvou kategorií označovaných termíny „flat rate“ a „pay-per-use“. Formou paušálních poplatků (flat rate) už dnes nakupujeme služby v oblasti telekomunikací a zábavy. Proč k nim nepřidat smlouvu o dodávce elektrické energie? V Číně se už chytré měřiče používají pro všechno možné: elektrickou energii, vodu i telefony. Tento trend brzy dorazí i do Německa. Příležitost pro dodavatele energie vyplývá z toho, jak dobře dokážou „na pozadí“ řídit související služby. A také z toho, jak se jim podaří využívat doplňkové zdroje příjmu. Podle křivky zatížení dokážou například určit stáří chladničky. Na základě tohoto údaje pak můžou zákazníkovi nabídnout nový přístroj na splátky. Zákazník tedy z části platí tím, že o sobě poskytuje různé informace. Ten, komu je to proti srsti, pravděpodobně vsadí na méně transparentní model. U principu pay-per-use platí zákazníci pouze za elektrickou energii, kterou skutečně spotřebují. Každá kilowatthodina bude v tomto případě nejspíše o něco dražší, ale zákazník o sobě poskytuje méně dat, protože tento model jich ke svému fungování nevyžaduje tolik. Průmyslové podniky by se do budoucna mohly takřka zneviditelnit před okolním světem, a to tak, že budou využívat vlastní systémy pro výrobu a skladování energie, kterou by dodávaly pouze samy sobě a zamezovaly tak přístupu k vlastním energetickým datům. Takové systémy by mohli prodávat nebo pronajímat poskytovatelé energetických služeb, kteří by tím průmyslovým zákazníkům nabídli skutečnou přidanou hodnotu. Pro dodavatele energie, kteří jsou ochotní změnit svůj přístup, tudíž z digitalizace vyplývá řada opravdových příležitostí.

Rozhovor: Sascha Rentzing, WAGO

Fotografie: Manfred H. Vogel | vor-ort-foto.de

Osobní údaje:

Tobias Kurth vystudoval na odborné vysoké škole v Kolíně nad Rýnem hospodářské inženýrství se zaměřením na ekologickou techniku. Ve společnosti Energy Brainpool GmbH & Co. KG pracuje od roku 2013, ve funkci výkonného ředitele pak od dubna 2015. Zaměřuje se na transformaci trhu s obnovitelnými energiemi a na prognózy cen elektrické energie, které slouží jako základ pro rozhodování o investicích a financování.

Heiko Tautor působí ve společnosti WAGO ve funkci Head of Market Management Energy a specializuje se na obnovitelné zdroje, chytré sítě a technologie pro skladování energie. 45letý odborník na energetickou techniku pracuje ve společnosti WAGO už 13 let. Kromě obnovitelných zdrojů energie se zaměřuje také na automatizaci rozvodných sítí.

Témata

Obchodování s energií pomocí blockchainu

Blockchain umožňuje přímé transakce mezi výrobci energie a spotřebiteli. WAGO vysvětluje, jak přesně funguje a co vlastně může znamenat pro budoucnost.

Vaše kontaktní osoba ve společnosti WAGO

Kancelář Praha - Centrála

Vertrieb_kontaktmodul_kundenservice_vertrieb_mann_gettyimages_482100240_400x346

Nabídka doplňkových služeb:

Doporučujeme přečíst

Další aplikace v oblasti energetiky

Ať jde o výrobu energie z obnovitelných zdrojů, její digitalizaci nebo o integraci decentralizovaných dodavatelů, WAGO nabízí řešení pro každou výzvu moderního energetického managementu.

Výroba energie z obnovitelných zdrojů

Neustále kvalitní spojení

Cíl je jasný: spolehlivá a bezpečná dodávka energie. S produkty a řešeními společnosti WAGO si zajistíte úspěšnou a trvale udržitelnou energetickou transformaci, která přesně odpovídá vašim potřebám.

Rozvodné sítě

Inteligentní rozvodné sítě

Z automatizace rozvodných sítí vyplývá řada výhod. Jednou z nich je možnost dálkové údržby. WAGO má v sortimentu ta správná řešení.

Systémy pro skladování energie

Non-stop přísun elektrické energie

Systémy pro skladování energie snižují vytížení rozvodné sítě a zvyšují flexibilitu dodávky elektřiny. Kontrolu nad akumulačními systémy zajišťují technologie WAGO.

Řízení dodávky do sítě

Stabilní dodávka energie ze slunce a větru

Inteligentní síťové propojení a řízení dodávky energie z obnovitelných zdrojů představuje pro provozovatele rozvodných sítí zásadní výzvu. WAGO vám pomůže svými zkušenostmi, produkty a řešeními.

Mohlo by vás také zajímat

Témata a řešení pro dnešek i zítřek

Naše propojovací technika a automatizační technologie jsou žádané nejen v energetickém sektoru. Mezi nejdůležitější oblasti patří energetický management a digitalizace.

Digitalizace

Pro průmysl zítřka

Nerušená komunikace mezi jednotlivými závody prostřednictvím cloudu nebo inteligentní automatizace: Digitalizace v průmyslu má mnoho tváří a nabízí řadu příležitostí. Zásadní výzvu ale představuje její zabezpečení proti kybernetickým útokům.

Energetický management

Identifikace a využití plného potenciálu

Snižovat spotřebu energie je dobré pro životní prostředí i pro byznys. Řádná analýza a uskutečnění těch správných kroků může přispět k trvale udržitelnému zisku. Společnost WAGO je spolehlivý partner pro efektivní energetický management.

Rozhovor 1. září 2020 „Energetický trh je stále ještě v době kamenné“