Blog 21. 07. 2021 Autor: Radoslav Stompf

Inteligentné siete: Skrytý tromf európskej energetickej transformácie?

Tento článok bol pôvodne publikovaný v aprílovom vydaní časopisu Energy World.

Ak by pandémia Covid-19 udrela o desať rokov skôr, zabezpečiť bezproblémovú a plynulú dodávku energie by bolo zrejme oveľa zložitejšie, ako je tomu dnes. A prečo si sústava počína tak dobre? Čiastočne aj vďaka inteligentným sieťam. Podľa Christiana Buchela, predsedu európskych prevádzkovateľov distribučných sústav (E.DSO), sa táto technológia ukázala počas pandémie byť neuveriteľne účinná nakoľko zlepšuje odolnosť prenosovej sústavy, umožňuje vykonávať rôzne operácie aj digitálne na diaľku a tiež poskytuje komplexné dáta o výrobe a spotrebe odberných miest...

Tento článok bol pôvodne publikovaný v aprílovom vydaní časopisu Energy World.

Ak by pandémia Covid-19 udrela o desať rokov skôr, zabezpečiť bezproblémovú a plynulú dodávku energie by bolo zrejme oveľa zložitejšie, ako je tomu dnes. A prečo si sústava počína tak dobre? Čiastočne aj vďaka inteligentným sieťam. Podľa Christiana Buchela, predsedu európskych prevádzkovateľov distribučných sústav (E.DSO), sa táto technológia ukázala byť počas pandémie byť neuveriteľne účinnou nakoľko zlepšuje odolnosť prenosovej sústavy, umožňuje vykonávať rôzne operácie aj digitálne na diaľku, a tiež poskytuje komplexné dáta o výrobe a spotrebe odberných miest.

Vďaka svojmu jednoduchému riadeniu sú inteligentné siete doslova predurčené na to, aby sa stali kľúčovým nástrojom zelenej a digitálnej obnovy Európy. Či už preto, že dokážu lepšie integrovať zdroje obnoviteľnej energie, ktorých podiel v európskom energetickom mixe neustále rastie, reagovať na potrebu bezpečnej transformácie energetického systému, ale aj preto, že môžu vytvoriť odrazový mostík pre zavádzanie inovácií, akými sú napríklad elektrické vozidlá.

V súlade s Európskou zelenou dohodou (z angl. ​​European Green Deal) sa Európska komisia nedávno rozhodla revidovať pravidlá pre cezhraničnú energetickú infraštruktúru tak, aby sa energetická transformácia uskutočnila čo najefektívnejšie. Zaujímavosťou je, že inteligentné siete sú jednou z najdôležitejších častí návrhu. Inštitúcia poukazuje najmä na výrazný pokrok tejto technológie, vďaka čomu dokáže držať krok s rastúcou digitalizáciou elektroenergetického sektora.

Cieľ EÚ v oblasti obnovy je jasný: digitalizovať, dekarbonizovať, deregulovať a decentralizovať energetický systém. Prečo však práve inteligentné siete zohrávajú takú kľúčovú úlohu?

Inteligentné siete potrebujú inteligentné plánovanie

Inteligentné siete pozostávajúce zo zložitých digitálno-fyzikálnych sietí, senzorov a počítačov modernizujú energetiku od A po Z. Umožnením obojsmerného toku elektriny a dát dávajú operátorom príležitosť včasne detegovať a reagovať na prípadné zmeny v sústave, ako aj pri vzniku problémov. Vďaka svojim schopnostiam a posilňovaním postavenia spotrebiteľa sa inteligentné siete javia byť rozhodujúcou technológiou pre vstup EÚ do novej energetickej éry.

Zjednodušene povedané, EÚ prechádza z káblov a potrubí na digitálne platformy. A to hneď z niekoľkých dôvodov. Tými sú napríklad zvyšujúci sa počet spotrebiteľov zapojených do riadenia dopytu (tzv. demand response), rastúci podiel distribuovaných zdrojov energie, ale aj potreba vyššej efektívnosti a spoľahlivosti v súvislosti s globálnymi trendmi, ako je napríklad prechod na elektromobilitu alebo inteligentné domy.

Do roku 2026 chce Európska komisia až zdvojnásobiť počet iniciatív na vytvorenie inteligentnej elektrickej siete prepájajúcej energetické systémy naprieč kontinentom, známe aj ako projekty spoločného záujmu. Jednotlivé členské štáty však napredujú rozdielnym tempom. Zatiaľ čo Taliansko, Švédsko alebo Fínsko plánujú, či dokonca už zapájajú smart metre druhej generácie, iné krajiny ešte len začínajú s pilotným testovaním. Tento proces bude preto vyžadovať značné úsilie. Na to aby pomer inštalovaných smart metrov dosiahol v Európe úroveň 92% bude do roku 2030 potrebných približne 41 miliárd EUR.

Vychádzajúc z predchádzajúcich neúspešných pokusov a umelo vytváraných politických prekážok, revidovaný návrh transeurópskej energetickej infraštruktúry sa zameriava na definovanie konkrétnych smerníc. Žiada zjednotenie sietí naprieč celou EÚ ako aj zavádzanie inteligentných sietí, čím chce zabezpečiť konkurenčný a fungujúci jednotný trh. Pokiaľ ide o inteligentné siete, návrh požaduje:

  • vylepšené pravidlá na podporu zavádzania inteligentných elektrických sietí s cieľom uľahčiť rýchlu elektrifikáciu a zvýšiť výrobu elektrickej energie z obnoviteľných zdrojov;
  • nové ustanovenia o investíciách do inteligentných sietí na integráciu čistých plynov (napr. bioplyn a vodík z obnoviteľných zdrojov) do existujúcich sietí;
  • ďalšie opatrenia venované modernizácii elektrizačných sústav a sietí na skladovanie a prepravu uhlíka.

EÚ zdôrazňuje, že projekty ako inteligentné siete nemusia vyžadovať také zložité povoľovacie procesy ako je to pri budovaní klasickej energetickej infraštruktúry. Sú tiež menej náročné na zdroje. Či už materiálne alebo finančné. S pomocou týchto digitálnych systémov môže EÚ dosiahnuť vynikajúce výsledky a zároveň vytvoriť pôdu pre úspešnú energetickú transformáciu. Rozhodujúce bude jej úsilie v zlepšovaní energetickej efektívnosti a pri implementácii technologických inovácií v čo najväčšom rozsahu.

Za zmienku stojí aj umelá inteligencia (z angl. artificial intelligence, alebo skrátene AI), ktorá dokáže pomôcť zlepšiť fungovanie inteligentnej siete. Táto technológia nie je žiadnou novinkou, no potenciál pre jej využitie u prevádzkovateľov prenosových sústav je obrovský. Vo FUERGY aplikujeme AI pri analýze historických dát. Konkrétne na generovanie vzorcov správania rôznych premenných, ktoré sa vyvíjajú v čase, ako napríklad celková spotreba energie v sieti, spotreba konkrétnych odberných miest alebo výroba z obnoviteľných zdrojov energie. Na základe týchto dát AI generuje predikcie výroby a spotreby energie. FUERGY systém následne porovnáva tieto predikcie s aktuálnymi údajmi a usmerňuje tok energie. Systém sa samostatne rozhoduje, aká časť lokálne vyrobenej zelenej energie bude zároveň aj lokálne spotrebovaná, aká časť pôjde do siete, koľko prebytočnej energie sa uloží alebo naopak, koľko uskladnenej energie sa spotrebuje.

FUERGY software

Udržateľnosť - viac než len fráza

EÚ sa už roky snaží zvyšovať podiel obnoviteľných zdrojov a bojovať proti globálnemu otepľovaniu. S kolísajúcou výrobou zelenej energie a obmedzenými možnosťami jej skladovania však integrácia veterných a slnečných zdrojov nie je vôbec jednoduchá. Tieto snahy však naštartovali mnohé výskumné aktivity a iniciatívy ako napríklad ERIGrid zamerané na vývoj metód, konceptov a postupov, vďaka ktorým budú inovatívne technológie ľahšie aplikovateľné naprieč celým kontinentom.

Existujú už aj viaceré ukážkové projekty. Jedným takým, na ktorý je EÚ obzvlášť pyšná, je ostrov Bornholm v Dánsku. Za posledné dve desaťročia na ňom boli postavené desiatky veľkých veterných turbín a zriadené elektrárne na spaľovanie odpadu. Vďaka inštalovaným smart metrom je možné riadiť vykurovacie systémy na ostrove omnoho efektívnejšie. Dokonca aj chladničky sú naprogramované tak, aby dokázali regulovať dodávku energie. Štúdia uskutočnená na 2 800 domácnostiach, ktoré využívajú inteligentné riadiace jednotky sledujúce výkyvy cien elektriny na trhu, denný čas a počasie poukázala na 30% pokles dopytu po energiipočas zimného obdobia.

Základom energetickej transformácie je optimálny pomer rôznych typov obnoviteľných zdrojov a dostatok energetických úložísk. Solárnu a veternú energiu je potrebné kombinovať tak, aby bola produkcia zelenej energie relatívne stabilná. Pretože platí, že ak nesvieti slnko, pravdepodobne aspoň fúka vietor. Starosť o to, že zrazu budeme mať až príliš veľa zelených zdrojov by bola zbytočná, pretože inteligentná sieť sa vie postarať o všetku prebytočnú zelenú energiu. Buď ju uskladní na neskôr, alebo ju použije na výrobu zeleného vodíka. Práve ten má vyhliadky na obzvlášť svetlú budúcnosť, a to najmä v oblasti elektromobility. Technológia inteligentných sietí nám jednoducho umožňuje nájsť tie správne synergie medzi zdrojmi energie a spotrebou, a využiť tak všetky zdroje energie naplno.

Aké sú predstavy Európy o inteligentných mestách?

Predpokladá sa, že do roku 2050 dosiahne svetová populácia žijúca v mestách 7,7 miliárd. Mestá budú preto hlavnými aktérmi pri plnení cieľov EÚ v oblasti dekarbonizácie do roku 2030 a 2050. Tak ako Kodaň a jej smart mestské bicykle, ako by mohli vyzerať budúce európske mestá?

Skladovanie a flexibilita, elektromobilita, elektronické zariadenia, služby, dáta a kybernetická bezpečnosť – to všetko sa stane súčasťou inteligentných sietí v mestách po celej Európe. Príkladom môže byť aj Viedeň, ktorá v štvrti Aspern zbiera údaje zo prenosovej sústavy, budov, z technológií a od obyvateľov, a denne analyzuje viac ako 1,5 milióna súborov údajov s cieľom znížiť skleníkové plyny a dosiahnuť energetickú optimalizáciu.

Okrem Lyonu, Florencie a Malmö, aj Amsterdam napreduje v podobných projektoch. Vďaka desaťtisícom domácností pripojených k inteligentnej sieti chce lepšie predvídať výpadky elektrickej energie a úspešnejšie im predchádzať. Kombináciou opatrení na strane spotreby a výroby energie mesto plánuje znížiť celkový dopyt po elektrickej energii o 3%.

Zaradenie inteligentných sietí medzi kritické iniciatívy zelenej obnovy vnímame ako značne pragmatický prístup EÚ. Popri stanovovaní ambicióznych desaťročných cieľov si inštitúcia uvedomuje, že existujúce infraštruktúry by mohli ešte stále do veľkej miery poslúžiť. A inteligentné siete ponúkajú návod na to, ako z infraštruktúry vyťažiť maximum.

We are living in the future of energy. Are you?

Neprehliadnite