Udział OZE w zużyciu energii powinien u nas wzrosnąć z 30 do 100 procent. Jednak pojemność sieci sięgnęła granic. Czy transformacja energetyczna może w ogóle się udać?
Tobias Kurth: Przed elektrowniami, które do tej pory sterowały wytwarzaniem energii, stają teraz duże wyzwania dotyczące infrastruktury, sieci, sterowania i elastyczności. Biomasa jako jedyna możliwa do regulowania energia jest limitowana, a rynek zdominowała energia słoneczna i wiatrowa. Biomasa jako jedyna możliwa do regulowania energia jest limitowana, a rynek zdominowała energia słoneczna i wiatrowa. To stwarza problem: produkcja prądu jest zależna od pogody. Dlatego oprócz nowych sieci konieczne jest wykorzystanie technologii pozwalających na większą elastyczność, na przykład zasobników magazynujących nadwyżki energii i pozwalających sięgnąć po nie w razie potrzeby. Poza tym popyt na prąd powinien być bardziej elastyczny. Do tej pory zapotrzebowanie odpowiadało popytowi. Przy coraz bardziej wahliwym zasilaniu jest to trudniejsze.
Jakie będą zatem główne cechy rynku energii?
Kurth: Będzie musiał być jeszcze bardziej rozproszony, sterowany kompleksowo i zdygitalizowany. Nastał czas dużych zmian: rozwój OZE prowadzi do spadku kosztów wytwarzania energii, a tym samym do spadku cen. Prąd wyprze inne nośniki energii w branży ciepłowniczej i motoryzacyjnej. Problem ten dotyczy także urbanizacji: coraz więcej ludzi żyje w miastach. Jak pogodzić rosnące zapotrzebowanie na energię w aglomeracjach i rozproszone źródła jej wytwarzania? Przeniesiemy je do metropolii czy pozostawimy na obrzeżach? Jeśli tak, to natychmiast potrzebne są nam nowe sieci prądowe. W każdym razie konieczne będzie stworzenie inteligentnych systemów do sterowania coraz bardziej złożonym przepływem energii. Ważne są modele biznesowe przystosowane do nowych warunków związanych z rozproszeniem i cyfryzacją.
Heiko Tautor: Przebudowę systemu energetycznego utrudnia dodatkowo fakt, że każdy region ma różne wymagania. Na północy priorytetem jest rozbudowa sieci, która umożliwi przesył energii wiatrowej znad wybrzeża do centrum. W miastach popularniejsza jest fotowoltaika, a elektrownie blokowe odgrywają coraz ważniejszą rolę jako dostawcy ciepła. Przecież w miesiącach zimowych produkują nie tylko ciepło, lecz wraz z elektrowniami solarnymi dostarczają także prąd. Co zrobić z całą tą energią? Rozwiązaniem byłyby zasobniki.
Tobias Kurth, Energy Brainpool
Jakie rozwiązania, poza zasobnikami energii, mogą jeszcze zapewnić większą elastyczność?
Tautor: Na znaczeniu zyskują również technologie Power-to-Heat, Power-to-Gas i Power-to-Mobility. Ich istota polega na tym, że nadwyżki prądu są przetwarzsane w ciepło, gaz lub paliwo. Łączenie różnych sektorów ma, poza odciążeniem sieci energetycznej, także tę zaletę, że wraz z ciepłownictwem i transportem angażuje w proces transformacji te obszary, które do tej pory miały marginalne znaczenie dla ochrony klimatu.
Kurth: Kolejną ważną opcją będzie zwiększenie elastyczności zapotrzebowania, przede wszystkim w przemyśle i wytwórstwie. Wiele procesów zostało już zautomatyzowanych i są sterowane przy użyciu technologii pomiarowych, dlatego uwzględnienie ceny prądu jako dodatkowego parametru w procesie sterowania nie byłoby problemem. Jeśli w sieci jest duży udział prądu wytwarzanego z odnawialnych źródeł energii i cena energii jest atrakcyjna, przedsiębiorstwa produkujące drogi prąd, wstrzymują procesy. Aby taka praktyka była możliwa, potrzebne są systemy sterowania i pomiaru. Potrzebny jest jeden operator, który będzie realizował wszystkie te procesy na rzecz klienta.
Ale przedsiębiorstwa produkcyjne również posiadają bierne moce rezerwowe, które wykorzystują krótkotrwale do wyrównywania szczytowych obciążeń.
Kurth: Nie wszystkie przedsiębiorstwa chcą w tym uczestniczyć. Ponieważ udostępniając gorącą rezerwę, oddają władzę nad swoimi procesami wielkim operatorom. Ci czerpią z tego źródła bez pytania, kiedy tylko potrzebują. Jeśli jednak przedsiębiorstwa same sterują produkcją według ceny prądu, pozostają panami własnej produkcji. Ten model biznesowy może być dla przemysłu bardzo dochodowy.
Czy cyfryzacja w branży energetycznej jest już tak zaawansowana, że umożliwia realizację takich modeli?
Tautor: Rzeczywiście cyfryzacja dopiero się rozpoczyna. Potencjał efektywności w branży przemysłowej i wytwórczej jest ogromny. Problemem jest to, że ci odbiorcy energii do tej pory w niewielkim stopniu komunikowali się z operatorami sieci. Brakuje odpowiednich interfejsów, które umożliwiałyby wymianę istotnych danych pomiarowych między poszczególnymi uczestnikami procesów i dały odpowiedź na pytania: ile energii jest produkowane, ile zużywane, kiedy opłaca się odłączyć użytkownika?
Kurth: Na rynku energii wciąż mamy epokę kamienia łupanego. Pomiary i obliczenia są dokonywane co 15 minut – nie ma mowy o czasie rzeczywistym. W sektorze prywatnym komunikacja jest jeszcze bardziej sporadyczna. Mechaniczne liczniki, używane chociażby przez prywatnych odbiorców energii, odczytywane są tylko raz w roku. W przyszłości należy zadbać o lepszą koordynację, żeby możliwa była automatyzacja.
Heiko Tautor, WAGO
Jakich konkretnie rozwiązań technicznych potrzebujemy?
Kurth: Potrzebne nam technologie, które będą potrafiły dostarczać dokładne pomiary, sterować i regulować wytwarzaniem energii, a równocześnie uwzględniać prognozy. Koniecznie w czasie rzeczywistym. Mówimy o potężnych ilościach danych: kiedyś jeden odbiorca był jednym punktem danych, podobnie jedna elektrownia. Przy około 400 centralnych elektrowniach działających na terenie Niemiec dane były w miarę przejrzyste. Wraz z nastaniem OZE wszystko się zmieniło. Dziś w sieci jest 10000 instalacji, a przecież transformacja energetyczna dopiero się zaczyna.
Tautor: Istnieją już technologie umożliwające pomiar, sterowanie i regulację. W ostatniej fazie transformacji, czyli od 2030 roku, musimy mieć jednak systemy, które będą w pełni inteligentne i maksymalnie wydajne. Przykład: smart metering czyli inteligentne systemy elektroniczne do pomiaru energii nie robią nic innego oprócz zbierania danych i przekazywania ich dalej. Nie mają funkcji sterowania i regulacji. Do tego potrzebna byłaby dodatkowa skrzynka wyposażona w urządzenia do sterowania i regulacji procesów zachodzących między magazynami a odbiorcami energii. Obecne sterowniki są zbyt małe i niezbyt wydajne. Do aplikacji przyszłości pilnie potrzebujemy technicznych innowacji.
Co oznacza ta zmiana dla wytwórców energii?
Kurth: Muszą jak naszybciej przestawić się na inne modele biznesowe, bo na samej dystrybucji energii już nie zarobią dostatecznie dużo. Klienci nie chcą już kupować kilowatogodzin, ale korzystać z usług. Podzielą się na dwie kategorie: pierwsza będzie płacić stawki ryczałtowe, druga wpisze się w model „pay per use”, a więc będzie płacić zgodnie ze zużyciem. Już dzisiaj w ramach abonamentu ten sam operator oferuje komunikację i rozrywkę. Dlaczego nie dołaczyć do tego dodatkowej umowy na dostawę prądu? W Chinach już dziś stosuje się liczniki smart do wszystkich mediów: prądu, wody i telefonu. Ten trend przyjdzie także do nas. Zysk dostawcy energii będzie w tym przypadku zależeć od tego, jakimi usługami dysponuje. I jak skutecznie pozyska dodatkowe dochody. Może na przykład na podstawie charakterystyki obciążenia odbiorcy wywnioskować, ile lat ma jego lodówka. A potem zaproponować mu umowę leasingu nowego urządzenia. Klient płaci więc po części danymi, które dostarcza. Kto tego nie chce, wybierze prawdopodobnie mniej transparentny model. Zgodnie z zasadą pay per use płaci tylko za energię, którą rzeczywiście zużyje. Kilowatogodzina będzie w tym przypadku prawdopodobnie droższa, ale klient zachowa większą anonimowość, ponieważ ten model wykorzystuje zdecydowanie mniej danych. Także klienci z sektora przemysłowego mogą stać się w przyszłości niejako mniej widoczni: jeśli będą w całości czerpać zasilanie z własnych źródeł energii i zasobników i w ten sposób „ukryją” swoje dane o zużyciu energii. Dostawcy energii mogliby sprzedać lub wydzierżawić swoje instalacje i w ten sposób zaoferować firmom przemysłowym wartość dodaną. Cyfryzacja otwiera więc także przed wytwórcami energii nowe możliwości.
Rozmawiał: Sascha Rentzing, WAGO
Zdjęcie: Manfred H. Vogel | vor-ort-foto.de
Rozmówcy:
Tobias Kurth studiował inżynierię środowiskową w Fachhochschule Köln. W 2013 roku został zatrudniony w Energy Brainpool GmbH & Co. KG, a od kwietnia 2015 roku jest dyrektorem zarządzającym. Specjalizuje się w zagadnieniach związanych z transformacją rynku odnawialnych źródeł energii oraz prognozowaniu cen energii jako podstawowego czynnika w procesie podejmowania decyzji finansowych i inwestycyjnych.
Heiko Tautor jest szefem działu Market Management Energy w WAGO oraz specjalistą w zakresie OZE, Smart Grid i technologii magazynowania energii. Ma 45 lat i od 13 lat pracuje w WAGO. Oprócz odnawialnych źródeł energii znajmuje się automatyką sieci dystrybucyjnych.
WAGO w praktyce
Referencje i opinie ekspertów z branży energetyki
WAGO realizuje wiele interesujących projektów jako partner i lider innowacji. Poznaj nasze kreatywne i efektywne rozwiązania w przemyśle energetycznym.
Zdaniem Tobiasa Kurtha z firmy Energy Brainpool, cyfryzacja jest w dobie transformacji energetycznej kluczem do rozproszonego rynku energii. Rozwiązania WAGO wpisują się w ten trend.
Blockchain to cyfrowa platforma umożliwiająca bezpośrednie transakcje między wytwórcami i odbiorcami energii. W WAGO dowiesz się jak to działa i jakie ma to znaczenie dla przyszłości.
Więcej informacji na temat energetyki
Więcej informacji
Cyfryzacja, odnawialne źródła energii, integracja rozproszonych wytwórców energii – WAGO potrafi stawić czoła wszystkim wyzwaniom współczesnego rynku energetycznego.
Niezawodne i bezpieczne dostawy energii to cel, do którego zmierzamy. Produkty i rozwiązania WAGO pozwalają skutecznie wprowadzić w życie założenia transformacji energetycznej.
Automatyzacja sieci energetycznych ma wiele zalet. Jedną z nich jest możliwość zdalnego sterowania. W tym zakresie WAGO oferuje odpowiednie rozwiązania.
Magazyny energii odciążają sieć i zwiększają elastyczność systemów energetycznych. Technika WAGO umożliwia sterowanie tymi systemami.
Integracja i regulacja energii pochodzącej z odnawialnych źródeł jest dużym wyzwaniem dla operatorów sieci. WAGO towarzyszy swoim klientom w tym obszarze i wspiera ich w zakresie know-how, produktów i rozwiązań.
