GOSPODARKA EKONOMIA NOWE TECHNOLOGIE
Zapamiętaj mnie Zapomniałeś hasło?

Rozwój energetyki rozproszonej wymaga nowego podejścia do handlu energią [ANALIZA]

5 marca 2020, 23:51 / źródło: opracowanie autorskie / zdjęcie: pixabay
Rozwój energetyki rozproszonej wymaga nowego podejścia do handlu energią [ANALIZA]

Obserwowane obecnie trendy w energetyce prowadzą do poważnych zmian strukturalnych i do utworzenia w przyszłości nowego ładu systemowego. Koszty związane z produkcją energii elektrycznej, a wynikające z opodatkowania negatywnego wpływu elektrowni na środowisko naturalne, stają się poważnym wyzwaniem dla gospodarki i odbiorców indywidualnych. Wzrost cen jednostek emisji CO2 w ostatnim okresie spowodował podwojenie rachunków energetycznych dla firm. Bez dostępu do czystej, niezawodnej i przystępnej cenowo energii nie można myśleć o budowie nowoczesnego społeczeństwa.

Równolegle ze wspomnianym wzrostem kosztów związanych z energetyką konwencjonalną obserwujemy burzliwe zmiany technologiczne na rynku urządzeń do produkcji energii w sposób rozproszony oraz wykorzystujących źródła odnawialne. Bezprecedensowy spadek cen paneli fotowoltaicznych zapoczątkował zmianę, pozwalającą na demokratyzację produkcji energii. Chęć uniezależnienia się od instytucjonalnego dostawcy energii spowodowała inwestycje na masową skalę wśród odbiorców indywidualnych. Widoczne jest to w krajach Europy zachodniej oraz coraz bardziej powszechne, także w naszej części Europy.  

Rynek energii oraz cały system energetyczny są oparte o dużych instytucjonalnych uczestników zarówno dostarczających energię jak też odpowiedzialnych za jej przesył od wytwórców do konsumentów. Nadal produkcja energii zdominowana jest przez producentów wykorzystujących w przeważającej większości paliwa kopalne, co powoduje zanieczyszczenie środowiska, problemy zdrowotne oraz w sposób znaczący przyczynia się do zmian klimatu. Z racji różnicy skali mali wytwórcy nie są w stanie w sposób równoprawny forsować swoich racji w konfrontacji z dużym graczem.  

Prosument produkujący energię elektryczną w przydomowej instalacji fotowoltaicznej, który przy okazji wytworzy nadwyżkę energii nie jest w stanie w sposób swobodny nią dysponować sprzedając kilowatogodziny np. sąsiadowi. W transakcji takiej muszą uczestniczyć duże firmy posiadające pozwolenie na handel energią czy operatorzy sieci dystrybucyjnej. Dodają one przy tym szereg opłat, powodując, że transakcja taka staje się nierentowna.  

System energetyczny nie jest obecnie przystosowany do w pełni demokratycznej produkcji i handlu energią. Aby to osiągnąć, niezbędne są zmiany organizacyjne, prawne oraz konieczne jest wprowadzenie szeregu rozwiązań technologicznych, które pozwolą na swobodny handel niewielkimi ilościami energii w sposób bezpośredni w lokalnych społecznościach.

ROLA ENERGETYKI ROZPROSZONEJ W SPOŁECZEŃSTWIE

Korzyści płynące z energetyki rozproszonej są znaczące. Dzięki produkcji energii lokalnie, blisko odbiorców, możliwe jest unikanie konieczności budowania drogiej infrastruktury przesyłowej lub dystrybucyjnej. Czasy zwrotu z inwestycji infrastrukturalnych są bardzo długie. Dlatego w większości krajów państwo musi przejmować inicjatywę związaną z rozwojem i utrzymaniem tego obszaru. Im więcej energii zostanie wytworzonej i skonsumowanej lokalnie, tym mniejsza jest konieczność przesyłu, który jest również związany ze stratami energii i w konsekwencji dodatkowymi kosztami dla systemu.

Mała skala produkcji ogranicza również wpływ na otoczenie. Instalacja nie zajmuje dużej przestrzeni. Nie ma też potrzeby rozbudowywania systemu logistycznego dostarczania paliwa jak np. place do składowania i przygotowania mieszanki węglowej. Instalacje takie ukryte są w niewielkich budynkach, które nie psują swym wyglądem przestrzeni publicznej. Mała jednostka wytwórcza, to także niewielkie emisje, które nie zatruwają punktowo danej lokalizacji. Bardzo często w instalacjach rozproszonych stosowane są technologie nieemisyjne, co jeszcze bardziej redukuje wpływ na otoczenie.

Energetyka rozproszona pozwala na wykorzystanie lokalnych zasobów energetycznych, których spożytkowanie byłoby nieekonomiczne w innych warunkach. Energia odpadowa z procesów technologicznych, która pojawia się tylko w określonych momentach procesu technologicznego, często ma niskie parametry lub wytwarzana jest w wielu zakładach przemysłowych ale w niewielkich ilościach stanowi wyzwanie w efektywnej eksploatacji. Nawet jeśli po zsumowaniu wydajności wszystkich źródeł, ilości dostępnej energii są znaczące, ale fakt rozproszenia energii nie pozwala na wykorzystanie jej w systemach scentralizowanych. Lokalne systemy rozproszone są jednak rozwiązaniem idealnym w takich sytuacjach.

Podobna sytuacja jest w przypadku odpadów rolnych, posiadających niewielką wartość opałową. Duże koszty logistyczne powodują, że wykorzystanie tych wartościowych odpadów jest nieefektywne. Stosując jednak rozwiązania rozproszone, które mogą być zlokalizowane blisko źródła odpadów, często produkując energię na potrzeby tego samego źródła, możemy uniknąć niepotrzebnego przesyłu energii, strat z nim związanych oraz unikamy wykorzystania paliw kopalnych. Wykorzystując lokalne surowce energetyczne do produkcji energii, uniezależniamy się także od wpływu uwarunkowań geopolitycznych poprawiając bezpieczeństwo energetyczne naszego kraju.

Systemy rozproszone posiadają szereg korzyści związanych z niezawodnością systemu. Awaria i odstawienie jednej elektrowni o mocy 1000 MW powoduje znaczne zakłócenie systemu. Konieczne jest utrzymanie w ruchu np. 5 jednostek o mocy 200 MW. Z drugiej strony odstawienie kilku niewielkich jednostek rozproszonych np. o mocy 500 kW nie wpłynie w odczuwalny sposób na całość systemu energetycznego a nawet niewielkie nadmiary mocy dostępne w każdej z pozostających w produkcji jednostek rozproszonych pozwolą na kompensację utraconej mocy produkcyjnej. Wystąpienie awarii powodujących tzw. black-out, czyli całkowite awaryjne wyłączenie systemu energetycznego na jakimś obszarze, staje się również znacznie mniej prawdopodobne a jego zasięg może być skutecznie ograniczony. Powrót do normalnej pracy jest również dużo łatwiejszy.

Główne zalety energetyki rozproszonej znikają, gdy próbuje się je wcisnąć w ramy energetyki scentralizowanej. Technologie, które idealnie pasują do energetyki rozproszonej, są wykorzystywane przez duże firmy energetyczne w sposób scentralizowany. Podłączenie np. dużej farmy fotowoltaicznej w jednym punkcie systemu energetycznego nie pozwala wykorzystać przewag związanych z poprawą niezawodności systemu energetycznego. Farmy wiatrowe o dużej zainstalowanej mocy zajmują dużą przestrzeń wpływając niekorzystnie na wygląd otoczenia. Duże instalacje zasilane biomasą nadal emitują niekorzystne związki chemiczne w skoncentrowanym punktowym strumieniu spalin. Wymagają one skomplikowanych systemów logistycznych, które emitują kolejne zanieczyszczenia, gdy np. transport odbywa się z wykorzystaniem pojazdów spalinowych. Wtłaczanie technologii energetyki rozproszonej w ramy energetyki scentralizowanej to nie jest najlepszy sposób rozwijania niezawodnego i ekologicznego systemu energetycznego.

UDZIAŁ ENERGETYKI ROZPROSZONEJ W SYSTEMIE HANDLU ENERGIĄ

Rynek handlu energią elektryczną w Polsce nie jest przystosowany do obsługi jednostek energetyki rozproszonej. Obecna struktura rynku przeznaczona jest dla ograniczonej liczby uczestników posiadających pewną minimalną skalę oraz posiadających odpowiednią koncesję. Rynek nie jest przystosowany do uczestniczenia milionów prosumentów produkujących kilowaty mocy na równych zasadach z wielką korporacją energetyczną posiadającą tysiące megawatów mocy zainstalowanej.  

Aby mieć możliwość sprzedaży nadmiaru wyprodukowanej energii niezbędny jest udział strony trzeciej, czyli tzw. agregatora, który przeprowadzi autoryzację transakcji, jako centralna jednostka sprawująca kontrolę nad poprawnością procesu redukując ryzyko dla jego uczestników. Powoduje to dodatkowe koszty oraz niepotrzebne utrudnienie w relacjach wytwórcy i odbiorcy. Rozwiązaniem technicznym tego problemu, które ostatnio zdobywa coraz większą popularność, może być zastosowanie blockchain do autoryzacji transakcji.  

Blockchain to technologia informatyczna, sosowana dotychczas w tworzeniu wirtualnej waluty, np. Bitcoin czy Ether. Nie jest to jednak jedyne jej zastosowanie. Blockchain pozwala na automatyzację procesu handlowego oraz eliminację centralnej instytucji autoryzującej poszczególne transakcje. Informacje o dokonanym zakupie lub sprzedaży energii nie są już składowane w bazie danych jednej centralnej organizacji, ale są rozproszone po wielu komputerach, za pomocą których następuje wymiana. Dane przechowywane są w wirtualnej księdze (ang. ledger), której kopie znajdują się w wielu miejscach sieci. W ten sposób w każdej chwili dostępna jest przynajmniej jedna kopią listy transakcji, na podstawie której określić można, czy proponowana umowa handlowa jest poprawna.  

Wprowadzenie blockchain automatyzuje proces autoryzacji, potwierdzania, aktualizacji wolumenu sprzedaży czy weryfikowania danych o przeszłych transakcjach, które w tradycyjnym systemie są realizowane ręcznie i zajmują dużą część czasu potrzebnego na przeprowadzenie umowy sprzedaży i kupna energii. Poprzez przyspieszenie tego procesu możliwe jest ograniczenie kosztów funkcjonowania rynku, a przez to umożliwienie mniejszym graczom udziału w wymianie. Prowadzi to także do umożliwienia wymiany bezpośredniej między dwoma małymi podmiotami np. prosumentami, tzw. peer2peer, na wzór popularnej wymiany plików w Internecie, np. muzyki lub filmów.  

Wymiana peer2peer pozwala prosumentom, np. bliskim lub dalszym sąsiadom, sprzedaż bezpośrednią wyprodukowanej nadmiarowo energii elektrycznej. Wystarczy dostęp do systemu poprzez zainstalowany w samym urządzeniu wytwórczym, moduł telekomunikacyjny oparty na technologiach Internetu Rzeczy (ang. Internet of Things, IoT). Rozwój IoT jest katalizatorem zmian w zakresie wymiany informacji oraz niezbędnym czynnikiem w rozwoju energetyki rozproszonej.

Na świecie zaczynają już powstawać firmy dostarczające takie systemy. Przykładem może być firma Powerpeers z Holandii, pozwalająca na zakup energii elektrycznej od sąsiadów, wybierając preferowany przez konsumenta rodzaj źródła energii. Innym przykładem jest brytyjska firma Piclo, dostarczająca platformę informatyczną pozwalającą na dostęp do lokalnych odnawialnych źródeł energii, dobierając zapotrzebowanie do możliwości produkcyjnych lokalnych wytwórców, biorąc pod uwagę zdefiniowane kryteria doboru.

Zastosowanie peer2peer jest szczególnie przydatne w organizacji samobilansujących się mikrosieci elektroenergetycznych. Niezależność mikrosieci od reszty systemu wymaga, aby umożliwić wymianę handlową pomiędzy jej uczestnikami w taki sposób, by pobór lub eksport energii z systemu, w każdej chwili był minimalny. Prowadzenie takich transakcji w sposób scentralizowany jest nieefektywne w tak rozproszonych systemach.

PODSUMOWANIE

Zmiany zachodzące w energetyce tworzą wyzwania, z którymi dotychczasowy model energetyki scentralizowanej nie radzi sobie zbyt dobrze. Produkcja energii w systemach rozproszonych pozwala wykorzystać zalety nowych rozwiązań technologicznych, prowadząc równocześnie do bardziej zrównoważonego i powszechnego systemu energetycznego.

Wykorzystanie technologii blockchain do zarządzania wymianą handlową pomiędzy prosumentami na wzór sieci wymiany plików peer2peer, daje szansę na obniżenie kosztów transakcji i swobodne dysponowanie nadmiarem wyprodukowanej energii w domu lub małym przedsiębiorstwie.

Autor: Radosław Gnutek, Ekspert rynku energii.

Materiał ukazał się w kwartalniku Instytutu Jagiellońskiego Polish Energy Brief.

Zapisz się do newslettera Instytutu Jagiellońskiego, żeby być na bieżąco z najnowszymi materiałami - ZAPISZ SIĘ

Zapisz się na PolishBrief.pl

Analizy, opinie i wywiady. Gospodarczy skrót dnia.

0 komentarzy

przeczytaj także

© 2020. Wszystkie prawa zastrzeżone

Zaloguj się

Zapamiętaj mnie Zapomniałeś hasło?

Zarejestruj się

Używamy cookies w celach funkcjonalnych, aby ułatwić użytkownikom korzystanie z witryny oraz w celu tworzenia anonimowych statystyk serwisu. Jeżeli nie blokujesz plików cookies, to zgadzasz się na ich używanie oraz zapisanie w pamięci urządzenia.
Polityka Prywatności    AKCEPTUJĘ