Nowaczewski: Negawaty po polsku. Wieści z wirtualnej elektrowni

4 lutego 2016, 13:15 Energetyka
Inteligentne budynki

KOMENTARZ

Grzegorz Nowaczewski

Virtual Power Plant

W polskiej energetycznej rzeczywistości pojęcie negawata pozostaje w sferze innowacyjnej, chociaż na różne sposoby jest popularne zagranicą. Gospodarność jest cechą związaną z wdrażaniem instrumentów takich jak negawaty przykładowo w Stanach Zjednoczonych, Wielkiej Brytanii, Japonii.

W krajach rozwiniętych, do których zalicza się również Polska, około 10 % mocy wytwórczych elektrowni jest potrzebne jedynie przez kilka dni w roku. Ile kosztuje energia elektryczna produkowana przez elektrownie rezerwowe, jeśli stoją one 99% czasu w ciągu roku? Budowa tradycyjnej elektrowni o mocy 1 GW liczona jest na miliardy złotych. Jaki będzie koszt zbudowania alternatywnego mechanizmu tzw. wirtualnej elektrowni generującej negawaty interwencyjne na zlecenie PSE?

Do użytku oddawane są kolejne nowoczesne biurowce, centra handlowe oraz obiekty sportowe, których funkcjonowanie zwiększa zapotrzebowanie na prąd, zwłaszcza w godzinach doby o najwyższym prawdopodobieństwie niedoborów energii w krajowym systemie elektroenergetycznym. Podnoszenie standardów użytkowych w budynkach komercyjnych kreuje rosnące zagrożenie występowania blackoutów, chociaż po podjęciu opisanych poniżej działań otworzy nową drogę do lepszego zarządzania konsumowaną w budynkach energią.

Pełna implementacja koncepcji inteligentnych sieci energetycznych (SmartGrid) zakłada z jednej strony zastosowanie w budynkach inteligentnych liczników energii elektrycznej, a z drugiej – bieżące sterowanie wybranymi (najlepiej najmocniej energochłonnymi) procesami w budynkach. Do takich procesów należy utrzymanie komfortu oraz bezpieczeństwa dla przebywających w budynkach ludzi – przez układy wentylacji, ogrzewania i klimatyzacji. Te z kolei są sterowane komputerowo z poziomu inteligentnych systemów budynkowych tzw. Building Management System (BMS)

Kilka dodatkowych faktów: ponad 500 z około 700 biurowców zlokalizowanych jest aglomeracji warszawskiej. W ostatnich 2 dekadach w całym kraju zbudowano ponad 250 gigantycznych kompleksów handlowych wyposażonych w wymuszoną wentylację i klimatyzację. Zdecydowaną większość z około 600 obiektów sportowych stanowią baseny kryte, które są subsydiowane z budżetów gmin.

Przykładowo, jeśli połączyć w jeden zsynchronizowany system – zarządzanie energią dla półtora tysiąca wielkokubaturowych budynków, to na tej bazie można zbudować wirtualną elektrownię o mocy nie niższej niż 150 negawatów. Obliczenie potencjału redukcyjnego zawiera poniższa tabela:

Lp kategoria budynku roczne zużycie energii
[GWh]
średnia moc chwilowa
[MW]
zdolność redukcji szczytowego zapotrzebowania na moc ilość budynków potencjał redukcyjny
[MW]
1 Biurowce 1,50 0,26 33% 700 59,3
2 centra handlowe 7,33 1,26 25% 250 78,5
3 obiekty sportowe 0,75 0,13 25% 600 19,3
razem: 1550 157,1

 

Analiza wykonana przez firmę Virtual Power Plant sp. z o.o. ( http://vpplant.pl/ )

Koncepcja wirtualnej elektrowni wynika z premiowania zmiany zachowania aktywnych odbiorców energii, którzy udostępniają zdolność przesuwają zużycie prądu z godzin kiedy na hurtowym rynku energii jest ona najdroższa. Usługi takie nazywane są Demand Side Response (DSR), są popularne w wielu rozwiniętych krajach (np. USA, Japonii, Francji, Wielkiej Brytanii, Australii). Na moc redukcyjną składają się odbiorcy przemysłowi, budynki komercyjne lub te zarządzane przez instytucje państwowe.

W roku 2015 Zarząd PSE forsował koncepcje usług DSR bez płacenia odbiorcom energii za gotowość do świadczenia takiej usługi, a podczas największych upałów – kiedy zostały ogłoszone stopnie zasilania mocą – PSE nie zleciło nawet redukcji konsumpcji energii u odbiorców umówionych przez Enspirion – pierwszego polskiego agregatora DSR. W najbliższych latach Polskie Sieci Elektroenergetyczne – statutowo strażnik bezpieczeństwa krajowej sieci energetycznej zmienią swoje codzienne procedury planowania i bilansowania głównych węzłów tej sieci ze względu na rosnący udział energii ze źródeł odnawialnych. Uczestnictwem w programach typu DSR zainteresowani są przede wszystkim najwięksi konsumenci przemysłowi zrzeszeni w Forum Odbiorców Energii Elektrycznej i Gazu.

Kiedy zastanawiamy się jak zmienią się w najbliższych dekadach relacje człowieka do energii dostępnej w gniazdku elektrycznym – to warto pamiętać, że prąd napędza przedmioty codziennego użytku, od używania których uzależniliśmy nasze codzienne funkcjonowanie. Wraz z postępem technologicznym zaciera się granica między potrzebą zapewnienia bezpieczeństwa mieszkańcom aglomeracji miejskich, a początkowym zapewnianiem komfortu. Miasta, w których żyjemy mogą stać się pułapką już przy krótkich niekontrolowanych blackoutach. Budowa wirtualnych elektrowni nie zastąpi podstawowych działań podnoszących bezpieczeństwo energetyczne kraju polegających na budowie nowych efektywnych bloków węglowych w miejsce tych wyeksploatowanych.

Połączenie potencjału DSR na obiektach przemysłowych oraz budynkach wielkokubaturowych może przynieść PSE nawet powyżej 1 GW mocy interwencyjnej. Koszt wybudowania kilkuset-megawatowej elektrowni wirtualnej – porównywalnej z elektrownią tradycyjną jest niewspółmiernie niższy. Jednak dotychczas nie została podjęta próba zaplanowania takiego przedsięwzięcia.

Na dzisiaj pytanie: kiedy jedną z recept na blackouty stanie się rozwój wirtualnych elektrowni również w Polsce?  Pozostaje ono bez odpowiedzi.