Od lat polityka energetyczna w Europie, a tym samym również w Polsce, kładzie coraz większy nacisk na zmianę mixu energetycznego w systemach energetycznych i wykorzystywania odnawialnych źródeł energii w dużo większym zakresie. Obecnie rynek OZE w Polsce przechodzi bardzo istotne zmiany. Z dniem 1 lipca 2016 roku weszła w życie kompleksowa nowelizacja ustawy o odnawialnych źródłach energii, a zapowiadane są już kolejne zmiany w zakresie rozwoju w Polsce nowych form przedsiębiorczości energetycznej – klastrów i spółdzielni. W najbliższych latach niezmiennie głównym filarem systemu energetycznego w Polsce będzie węgiel, źródła OZE mogą być jednak doskonałym uzupełnieniem systemu energetycznego (pod warunkiem, oczywiście, określenia optymalnego modelu zintegrowania ich w sieci).
Jednym ze sprawdzonych i wydajnych sposobów zapewnienia efektywności, stabilności i konkurencyjności energetyki rozproszonej jest wykorzystanie technologii wirtualnych elektrowni (ang. virtual power plants), jak również coraz szybciej rozwijającej się technologii zaawansowanych magazynów energii. Rozwiązania z zakresu elektrowni wirtualnej stanowią zamkniętą, sterowalną całość (jednostkę), która jest w stanie zaspokoić potrzeby energetyczne pojedynczej instalacji lub zostać zintegrowaną z siecią elektroenergetyczną, zwiększając tym samym jej współczynniki efektywności energetycznej.
Koncepcje „Wirtualnej Elektrowni” czy magazynowania energii znajdują coraz szersze zastosowanie przemysłowe / komercyjne w krajach Unii Europejskiej. Tymczasem w Polsce ich wykorzystanie jest wciąż znikome. Warto przyjrzeć się realizacji podobnych przedsięwzięć w Europie, by móc przygotować się do realizacji inwestycji w Polsce.
W związku z powyższym w dniu 28 lutego 2017 roku w Częstochowie, odbyła się II edycja specjalistycznego Seminarium organizowanego przez firmę CBE Polska oraz Wydział Elektryczny Politechniki Częstochowskiej: „Wirtualne Elektrownie, Magazyny Energii i Spółdzielnie Energetyczne”. Wydarzenie powstało przy współpracy z Partnerami Strategicznymi: EMU, BTC Business Technology Consulting, PSI Polska, DNV GL Energy, oraz: Connect Point, SAP Polska, Lenovo i WAGO ELWAG, którzy prezentowali się jako Eksperci Technologiczni i Wystawcy. Seminarium było objęte Patronatem Honorowym: Ministerstwa Energii RP, Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej, EASE, SEDC, PIIT, SIT, SEO, SEP, UPEBI, KIGEiT, NOT, PIME, PSES, SGPEO, IEO EC BREC.
Europa rozwija rynek OZE widząc w źródłach odnawialnych przyszłość swojej energetyki
Europa w swojej strategii ograniczenia emisji gazów cieplarnianych i dekarbonizacji sektora energetycznego, zmierza w kierunku zwiększenia udziału energii odnawialnej do poziomu 20% w roku 2020, i do poziomu 40% w roku 2030. Strategia ta jest sporym wyzwaniem dla zakładów energetycznych oraz operatorów sieci przesyłu i dystrybucji, przede wszystkim w związku z niestabilnością źródeł odnawialnych i ich uzależnieniem od zmiennych warunków klimatycznych. Dodatkową trudność stanowi fakt rozproszenia instalacji OZE, w Europie większość sieci elektroenergetycznych było tworzone oryginalnie z myślą o zcentralizowanym źródle energii z którego energia jest dystrybuowana do poszczególnych odbiorców. Wraz ze zwiększaniem udziału OZE i wygaszaniem tradycyjnych elektrowni opartych na paliwach kopalnych zwiększa się ryzyko wystąpienia problemów z efektywnym balansowaniem podaży i zapotrzebowania. W celu przezwyciężenia tych i innych wyzwań stworzono projekt „GOFLEX” (Generalized Operational Flexibility for Integrating Renewables in the Distribution Grid), którego głównym celem jest integracja najnowszych technologii i rozwiązań dla zwiększenia operatywności i elastyczności sieci dystrybucji.
Projekt GOFLEX jest koordynowany przez Technische Universitat Dresden (TU Dresden), którego przedstawiciel Lars Kegel, z Instytutu Architektury Systemu, TU Dresden, był gościem konferencji. Zgodnie z prezentacją eksperta projekt ma również za zadanie aktywizację odbiorcy końcowego i prosumentów dla zwiększenia ich udziału w sieci dystrybucji. W ramach projektu zwiększona elastyczność sieci i zintegrowane systemy magazynowania energii są koordynowane przez system zarządzania, który monitoruje, optymalizuje i równoważy ilość energii dostarczanej i pobieranej przez prosumentów. GOFLEX zostanie wyposażony także w systemy przesyłu, analizy i prognozy danych, których zadaniem będzie przewidywanie i lokalizacja ewentualnych problemów z zapotrzebowaniem na energię, jej dystrybucji i ograniczenia elastyczności systemu. Pierwsze testy projektu zostaną przeprowadzone na Cyprze, w Szwajcarii i Niemczech, przy udziale ponad 400 prosumentów.
Ciekawym rozwinięciem tematu zmian na europejskich rynkach energetycznych była prezentacja przedstawiciela REScoop.EU – Europejskiego Stowarzyszenia Spółdzielni Energetycznych. Stanislas d’Herbemont, Project Manager, REScoop.EU w trakcie seminarium przedstawił projekt WiseGRID, którego celem jest zapewnienie stabilności oraz bezpieczeństwa sieci elektroenergetycznych rynków europejskich, które z każdym rokiem zwiększają udział OZE w miksie energetycznym. Projekt WiseGRID, wspierany przez UE w ramach programu Horyzont 2020, łączy sieć elektroenergetyczną z nowymi rozwiązaniami w zakresie magazynowania energii oraz zwiększonego udziału źródeł OZE w systemie. Projekt zostanie przetestowany przy udziale sieci elektroenergetycznych w Belgii, Włoszech, Hiszpanii oraz Grecji, dostosowując się do zróżnicowanych uwarunkowań technologicznych, klimatycznych, ustawodawczych i społecznych danych regionów. Pierwsze próby obejmą ok. 1700 odbiorców, 60 systemów magazynowania energii, 50 pomp ciepła, 40 stacji ładowania pojazdów elektrycznych oraz udziału źródeł odnawialnych o mocy łącznie 70MW.
Rozwój sektora OZE i wsparcie dla nowych inicjatyw w ramach Programu Operacyjnego Infrastruktura i Środowisko 2014-2020
Osobą reprezentującą NFOŚiGW była Agnieszka Karwat, Dyrektor ds. OZE, Departamentu Energii i Innowacji. Program Operacyjny Infrastruktura i Środowisko 2014-2020 to największy program w polskim budżecie UE na lata 2014-2020, w ramach którego będzie można uzyskać dofinansowanie m.in. do inwestycji energetycznych, w tym zakładających szersze wykorzystanie odnawialnych źródeł energii. Budżet całego programu wynosi 27,4 mld euro, z czego 1,828 mld euro zostanie przeznaczone na finansowanie inwestycji związanych z niskoemisyjną gospodarką. Możliwość dofinansowania odnawialnych źródeł energii z POIiŚ jest uzależniona od mocy planowanych instalacji, a głównym celem programu jest wsparcie działań obejmujących m.in. zwiększenie efektywności wykorzystania energii pierwotnej (odnawialnej), poprawę efektywności energetycznej sektora publicznego, obniżenie energochłonności przedsiębiorstw, zwiększenie wytwarzania energii ze źródeł odnawialnych, a także rozwój systemu inteligentnych sieci energetycznych na niskich i średnich napięciach.
Wirtualne Elektrownie jako nowe narzędzia dla nowych możliwości
Kolejnymi prelegentami Seminarium byli Wiktor Kabatc, Dyrektor w dziale Systemów Zarządzania Energią oraz Adam Karaszewski, Advanced Methodologist w dziale Systemów Zarządzania Energią w firmie PSI Polska. Według założeń, technologia wirtualnej elektrowni ma na celu w pełni wykorzystać potencjał rozproszonych źródeł wytwórczych, zapewnić ich integrację i efektywnie zarządzać elastycznością ich produkcji. Technologia VPP umożliwia powiązanie wszystkich źródeł energii w jeden, sterowalny system sieciowy. Firma PSI Polska stworzyła trzyetapowy model budowy wirtualnej elektrowni. Pierwszym etapem jest podłączenie do inteligentnych kontrolerów, umożliwiających dynamiczne sterowanie, zarówno centralne, jak i zdecentralizowane. Następnie tworzony jest wydajny kanał komunikacyjny do transmisji poleceń sterujących oraz rejestracji online danych konsumenckich i danych dotyczących generacji. Ostatni etap polega na integracji rzeczywistego portfela handlowego z nadrzędnym portfelem energetycznym.
Projekty VPP, a transformacja niemieckiego rynku elektroenergetycznego (Energiewende)
Dr Carsten Wissing, z firmy BTC Business Technology Consulting, przedstawił podczas Seminarium zasięg i rozwój technologii VPP w kontekście transformacji rynku energetycznego w Niemczech. Firma BTC jest jednym z liderów runku IT w Niemczech oraz Szwajcarii, Turcji, Rumunii, Japonii. Główne dziedziny gospodarki w których wyspecjalizowała się firma to energetyka, przemysł, telekomunikacja, zakłady użyteczności publicznej. Firma również oferuje swoje usługi w zakresie „wirtualnych elektrowni”, począwszy od doradztwa w kwestiach technologicznych, biznesowych, kończąc na tworzeniu oraz koordynowaniu całej infrastruktury. Dr Wissing, przedstawił zmiany jakie zachodzą na rynku energetycznym w Niemczech wraz z doświadczeniami firmy w prowadzeniu projektów VPP w okresie ostatnich 7 lat. Skupiając się w swojej prezentacji, zarówno na korzyściach i wyzwaniach przy wykorzystywaniu tej technologii m.in. na przykładzie projektu VPP firmy EWE AG, podkreślając również możliwości jakie rysują się dla polskiego rynku gdyby inwestorzy zechcieli na większą skalę zaangażować się w rozwiązania VPP w Polsce.
Transformacja niemieckiego rynku energetycznego była również tematem prelekcji przedstawiciela firmy DNV GL Energy. Firma DNV GL dostarcza klasyfikację, wsparcie technologiczne, oprogramowanie oraz pomoc niezależnych ekspertów dla przemysłu morskiego, gazowego, paliwowego i energetycznego, a także usług certyfikacyjnych dla klientów z innych dziedzin przemysłu. Łącząc wiodącą wiedzę technologiczną i operacyjną, metodologię ryzyka i dogłębną znajomość branży, firma DNV GL wspiera projekty i inwestycje swoich klientów zapewniając wiedzę i wsparcie. Przedstawiciel DNV GL, Tino Schlemmer, Dyrektor Departamentu Energii, w swojej prezentacji skupił się na wyzwaniach związanych ze zmianami na rynku energetycznym w Niemczech, wskazując pozytywne i negatywne konsekwencje integrowania dużych wolumenów energii odnawialnej (45 GW energii wiatrowej, 45 GW energii słonecznej) w systemie elektroenergetycznym w Niemczech w ostatnich latach.
Projekt VPP „następnej generacji” – INNOGY i FORTUM
Bardzo ciekawymi były prezentacje, przedstawiciela INNOGY SE – Dietmara Gross’a z Departamentu Efektywności Energetycznej i Nowych Technologii oraz reprezentanta firmy FORTUM Oy, Jani Leirimaa, Menadżera ds. Rozwoju w Zespole Wirtualne Elektrownie. Projekt „SmartPool”, o którym opowiedział Dietmar, jest wynikiem kooperacji Innogy i Siemens’a tworząc wspólnie komercyjny projekt „wirtualnej elektrowni”. Projekt ten zakłada użycie najnowocześniejszych technologii IT do efektywnego zintegrowania i połączenia dużej liczby źródeł rozproszonych. Projekt ma za zadanie rozszerzyć możliwości operatorów sieci przy integracji rozproszonych źródeł generacji energii, a w szczególności odnawialnych źródeł energii – w celu dalszej stabilizacji i optymalizacji europejskich sieci energetycznych. W projekcie „SmartPool”, Innogy używa technologii Siemensa do stworzenia systemu, który będzie w stanie łączyć ogromną liczbę źródeł energii rozproszonej, wraz z zaawansowanym systemem IT w sposób który umożliwi masowy udział w rynku i zarządzanie usługami dla dużej liczby klientów / odbiorców. Stworzona w ten sposób nowa platforma technologiczna zapewni m.in. wydajny system kontroli i koordynacji sieci dla lokalnych OSD jako sposób przygotowania systemu do zmiany mixu energetycznego.
Jani Leirimaa, reprezentant firmy FORTUM Oy, przedstawił strategię firmy której celem jest produkcja energii i wypełnienie zapotrzebowania na energię użytkowników sieci wykorzystując tylko i wyłącznie źródła odnawialne. Co jednak zrobić z niestabilnością, zmiennością źródeł odnawialnych, cechami wpisanymi w ich charakterystykę – gdy słońce nie świeci, a wiatr nie wieje. Rozwiązaniem jakie stosuje i promuje firma FORTUM dla zbilansowania odnawialnych źródeł jest właśnie „Wirtualna Elektrownia”. Wykorzystując tą technologię możliwe jest tworzenie rezerwy energii, którą można oddać / sprzedać z powrotem do sieci w czasie szczytowego zapotrzebowania na energię w sieci. Gdy cała produkcja energii pochodzi z odnawialnych źródeł, niezbędny jest system uniezależniający zapotrzebowanie odbiorców energii od zmiennych warunków klimatycznych, tak aby nie miało to negatywnego wpływu na komfort życia czy prowadzoną działalność. W takim wypadku rozwiązania typu „Wirtualne Elektrownie” czy zaawansowane systemy magazynowania energii sprawdzają się najlepiej.
Elastyczne rozwiązania magazynowania energii w systemach rozproszonych
Jednym z prelegentów seminarium był Bartosz Iwicki, Product Manager ds. Systemów OZE, z firmy EMU Sp. z o.o. dostawcy nowoczesnych i ekologicznych magazynów energii i zasobników akumulatorowych. Magazyny Energii firmy EMU o skalowanym przekroju mocy w modułach 40 kW – 200 kW zapewniają bezpieczną dostawę energii elektrycznej oraz mogą zapewniać usługi kondycjonowania energii. Dodatkowo, umożliwiają prace z wieloma źródłami energii – elektrownie wiatrowe, słoneczne i kogeneratory, i są specjalnie zaprojektowane jako doskonałe rozwiązanie dla inicjatyw takich jak klastry energii i lokalne obszary bilansowania, dla których niezbędne jest stabilne źródło zasilania. Firma EMU stosuje wysokosprawne moduły bateryjne w technologiach: AHI, litowo-jonowej oraz wykorzystujące superkondensatory.
Prawne aspekty inwestycji OZE
Partnerem prawnym Seminarium była Kancelaria Prawna Polowiec i Wspólnicy Sp. j., która skupiła się w swojej prezentacji na prawnych aspektach tworzenia i prowadzenia nowych form przedsiębiorczości energetycznej jakimi są spółdzielnie i klastry energii. Dynamiczny rozwój OZE oraz strategia polityki UE promująca energię odnawialną, wymusza znaczącą transformację polskiego sektora energetycznego. Potencjalny sukces inwestycji OZE w Polsce, poparty istniejącym potencjałem i dostępną technologią, uzależniony jest od wielu czynników, w tym gospodarczych, logistycznych, technicznych, społecznych, ekonomicznych, oraz prawnych. Wprowadzane nowelizacje przepisów prawa oraz zapowiadane nowe projekty ustaw, muszą być odpowiednio dopracowane aby nie były postrzegane przez sektor za utrudniające rozwój innowacyjnych rozwiązań OZE w Polsce.
Bardzo ważną częścią Seminarium był również Panel Dyskusyjny, w którym nasi goście i eksperci dyskutowali na temat korzyści i wyzwań dla polskiego rynku energii w związku z wprowadzeniem nowych form przedsiębiorczości energetycznej. Wśród panelistów byli:
- Maciej Kapalski, Główny Specjalista w Departamencie Energii Odnawialnej, Ministerstwa Energii
- Piotr Ordyna, Doradca Zarządu ds. Regulacji, Tauron Dystrybucja S.A.
- Mieczysław Wrocławski, Dyrektor Departament Innowacji, ENERGA Operator S.A.
- Dr Stanisław M. Pietruszko, Prezes, Polskie Towarzystwo Fotowoltaiki
- Damazy Ćwikowski, Członek Zarządu, Unia Producentów i Pracodawców Przemysłu Biogazowego
- Janusz Gajowiecki, Prezes Zarządu, Polskie Stowarzyszenie Energetyki Wiatrowej
- Grzegorz Wiśniewski, Prezes Instytutu Energii Odnawialnej EC BREC
- Dr inż. Krzysztof Kołodziejczyk Rozwój Biznesu Utilities, Globema
Moderatorem dyskusji był Prof. dr inż. Zbigniew Hanzelka, z Katedry Energoelektroniki i Automatyki Systemów Przetwarzania Energii, Wydziału Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Inżynierii Biomedycznej, Akademii Górniczo-Hutniczej im. Stanisława Staszica w Krakowie.
Na wstępie głos zabrał Prof. dr inż Zbigniew Hanzelka, przekazując informację iż, wszyscy tak naprawdę zgadzają się w jakim celu powinny być tworzone klastry / spółdzielnie energetyczne: „celem takich inicjatyw jest głównie dywersyfikacja źródeł energii oraz poprawa efektywności systemu energetycznego.(…) Pamiętać jednak musimy, że w rozwoju energetyki rozproszonej bardzo istotnym elementem jest efektywność ekonomiczna – musi się opłacać.”
Maciej Kapalski, Główny Specjalista w Departamencie Energii Odnawialnej, Ministerstwa Energii RP dodał, iż: „konferencja jak najbardziej wpisuję się w działania Ministerstwa Energii w propagowanie i wspieranie idei rozwoju klastrów, obszarów energetycznie autonomicznych. (…) Już wkrótce na stronie ME powstanie również lista inicjatyw wpisujących się w ideę spółdzielni / klastrów, do wglądu dla wszystkich”.
Według Ministerstwa Energii „klaster to przede wszystkim nowa forma rozwoju przedsiębiorczości (…) oraz długofalowe myślenie o rozwoju OZE w Polsce. (…) koncepcja zakładająca dofinansowanie inicjatyw klastrowych poprzez środki europejskie jest również opracowywana przez ME.”
Piotr Ordyna, reprezentujący TAURON Dystrybycja S.A. dodał, iż rolą OSD w całym projekcie rozwoju spółdzielczości energetycznej w Polsce jest: „być transparentną, regulowaną platformą na bazie której może funkcjonować rynek, w tym także poszczególni wytwórcy energii.” Aspiracją polskich OSD jest również znalezienie i określenie swojej roli w kooperacji z powstającymi lub istniejącymi inicjatywami OZE: „wielu operatorów operatorów podejmuję inicjatywy kontaktu z projektami klastrów, dla przykładu TAURON Dystrybucja S.A. ma podpisane na chwilę obecną kilka listów intencyjnych z klastrami lub z projektami klastrów.”
Mieczysław Wrocławski, reprezentujący ENERGA Operator S.A., dodał, iż kluczowe w całym przedsięwzięciu jest: „bilansowanie obszarowe, które jest nieuniknione w sytuacji kiedy bardzo duża ilość energii wytwarzana jest na napięciu niskim i średnim. (…) Energetyka obywatelska się rozwija i będzie się rozwijać, a rolą operatora jest właściwe zarządzanie systemem.”
Całą dyskusję panelową można trafnie podsumować wypowiedzią jednego z naszych Panelistów, Grzegorza Wiśniewskiego, z Instytutu Energii Odnawialnej EC BREC, który podkreślił, iż „koncepcja spółdzielni / klastrów ma tylko wtedy szanse rozwinąć się w Polsce, jeżeli model biznesowy zastosowany przy tworzeniu takiej inicjatywy jest słuszny. (…) Jak pokazują doświadczenia z rynku niemieckiego, energetyka obywatelska / prosumencka będzie się rozwijać, jeżeli koszt produkcji energii (np. w klastrze) nie będzie wyższy niż koszt jej zakupu.”
Decydując się na przedsięwzięcie takie jak klaster trzeba móc zakładać, iż będzie to przedsięwzięcie opłacalne.
Ostatnim elementem programu była demonstracja pierwszej w Polsce w pełni funkcjonującej infrastruktury Wirtualnej Elektrowni na Wydziale Elektrycznym, Politechniki Częstochowskiej. Instalacja ta obejmuje:
- źródła energii – turbiny wiatrowe, panele fotowoltaiczne
- magazyn energii,
- system monitorujący i zarządzający danymi w czasie rzeczywistym
O szczegółach instalacji opowiadali dr Piotr Szeląg z Politechniki Częstochowskiej oraz Jakub Tomiczek – współwłaściciel i CTO firmy ConnectPoint.
Źródło: CBE Polska
