Digitalizacja sieci elektroenergetycznych: od orientacji na popyt do zarządzania popytem

Rząd niemiecki chce za pomocą nowej ustawy wspierać cyfryzację sieci elektroenergetycznych poprzez instalację inteligentnych liczników - cyfrowych liczników energii elektrycznej. Odbiorcy końcowi staliby się w ten sposób ciągłymi dostawcami danych. W innych krajach operatorzy sieci energetycznych już wykorzystują inteligentne liczniki do zdalnego odłączania urządzeń elektrycznych lub całych przyłączy. Obywatele będą coraz bardziej tracić kontrolę nad swoim zużyciem energii elektrycznej, jeśli algorytmy będą decydować o tym, kto i kiedy może korzystać z jakich urządzeń.


zobacz też:

Przemysł samochodowy i dostawcy energii spierają się o racjonowanie energii elektrycznej


W styczniu rząd federalny przyjął projekt "Ustawy o wznowieniu cyfryzacji transformacji energetycznej", która w najbliższych miesiącach ma zostać przeforsowana przez Bundestag, a następnie wejść w życie. Pierwsze konsultacje w tej sprawie w parlamencie odbyły się 10 lutego. Ustawa ma przyspieszyć wprowadzenie inteligentnych liczników, które będą instalowane u odbiorców końcowych w miejsce tradycyjnych liczników energii elektrycznej. Instalacja inteligentnych liczników ma być promowana zaraz po wejściu w życie ustawy, a od 2025 roku będzie wręcz obowiązkowa dla odbiorców końcowych o zużyciu powyżej 6000 kWh/rok lub z zainstalowaną instalacją fotowoltaiczną o mocy powyżej 7 kW. Docelowo do 2030 r. ma nastąpić przejście na zdigitalizowaną sieć energetyczną, a do 2032 r. każde gospodarstwo domowe musi być wyposażone w inteligentne liczniki.


Inteligentne liczniki nie tylko mierzą zużycie - jak klasyczne liczniki energii elektrycznej - ale w połączeniu z jednostką komunikacyjną (bramką inteligentnego licznika) mogą cyfrowo przekazywać zużycie energii elektrycznej w czasie rzeczywistym do dostawców energii drogą radiową lub kablową i zdalnie kontrolować podłączonych do nich konsumentów.


W przyszłości planowane jest również podłączenie inteligentnych liczników gazu i wody. Instalacja inteligentnych bramek licznikowych jest zatem postrzegana jako ważny element składowy koncepcji "inteligentnych sieci energetycznych" (smart grid), w której infrastruktura energetyczna ma być centralnie sterowana w czasie rzeczywistym poprzez kompleksową sieć cyfrową i przekształcona pod kątem zakładanej "transformacji energetycznej". Od 2025 roku, zgodnie z projektem ustawy, dostawcy energii elektrycznej mają być zobowiązani do zaoferowania odbiorcom końcowym z już zainstalowanymi inteligentnymi licznikami "dynamicznej ceny energii elektrycznej", dzięki której zużycie energii elektrycznej będzie droższe w okresach szczytowego obciążenia, a tańsze w okresach niskiego zużycia.


Użytkowników końcowych do przejścia z konwencjonalnych liczników energii elektrycznej na technologię opartą na sieci zachęca fakt, że mogą oni monitorować swoje zużycie energii elektrycznej w aplikacji na smartfonie i dzięki zastosowaniu dynamicznych taryf energii elektrycznej ponownie zmniejszyć gwałtownie rosnące koszty energii elektrycznej, uruchamiając urządzenia elektryczne tylko wtedy, gdy w sieci dostępna jest wystarczająca ilość energii elektrycznej.


Przygotowanie projektu ustawy z branżą cyfrową


W październiku 2022 r. minister gospodarki Habeck dyskutował z przedstawicielami branży cyfrowej podczas wydarzenia "Future Energy Lab" Niemieckiej Agencji Energetycznej, w jaki sposób można jak najszybciej stworzyć cyfrowy system energetyczny poprzez przyspieszenie wprowadzenia inteligentnych bramek pomiarowych (SMGW). Portal internetowy heise.de przytoczył wypowiedź Habecka podczas imprezy, który powiedział:


"Wbudowujemy quasi-militarną technologię w nasz system energetyczny" - powiedział minister, wyjaśniając swój plan. Wśród ludności istnieją obawy, że państwo mogłoby wykorzystać SMGW do odczytania "który program telewizyjny oglądam". Teoretycznie byłoby to możliwe nawet na podstawie gęstości pikseli. Ale debata o "licznikach szpiegowskich" wydaje mu się dziwna, gdy użytkownicy w tym samym czasie "umieszczają wszystkie swoje prywatne zdjęcia na Facebooku".


Uchwalona w 2016 roku ustawa o "cyfryzacji transformacji energetycznej" przewidywała już, że odbiorcy końcowi o rocznym zużyciu powyżej 6000 kWh/rok będą zobowiązani do zainstalowania inteligentnych systemów pomiarowych, gdy tylko technologia będzie dostępna. Określeniem dostępności technicznej zajmuje się Federalny Urząd Bezpieczeństwa Informacji (BSI). BSI otrzymał również od ustawodawcy zadanie zapewnienia określonego poziomu ochrony danych przed cyberatakami dla certyfikowanych urządzeń. Do tej pory czterech dostawców SMGW uzyskało certyfikat BSI.


BSI określiła dostępność technologii w styczniu 2020 roku, więc już wtedy powinien wejść w życie prawny obowiązek jej upowszechnienia w ciągu ośmiu lat. W marcu 2021 roku Wyższy Sąd Administracyjny Nadrenii Północnej-Westfalii wstrzymał jednak obowiązek ponownej instalacji inteligentnych liczników na mocy zarządzenia nadzwyczajnego, co z kolei zostało odparte przez BSI przepisem przejściowym.


Minister Habeck i przedstawiciele branży cyfrowej zgodzili się podczas tego wydarzenia, że opóźnione wprowadzenie inteligentnych liczników musi teraz zostać jak najszybciej przyspieszone poprzez nowy projekt ustawy. Na wspomnianej imprezie jedna z firm wyjaśniła, że instaluje swoje urządzenia we współpracy z kilkoma przedsiębiorstwami komunalnymi w ramach "pełnego wdrożenia". W ramach tego procesu ulica po ulicy usuwane były stare liczniki energii elektrycznej w całych dzielnicach i zastępowane inteligentnymi systemami pomiarowymi producenta. Przedstawiciel innej firmy podkreślił, że inteligentne liczniki z modułami radiowymi to aktualny stan techniki, a w przyszłości możliwe będzie również podłączenie liczników ciepła i wody do bramek inteligentnych liczników.


Zużycie energii elektrycznej pozwala na wyciągnięcie wniosków na temat użytkowania


Zgodnie z obecnym projektem ustawy, początkowo planuje się wykorzystanie inteligentnych liczników do pomiaru zużycia energii przez odbiorców końcowych w odstępach 15 minutowych i przekazywania tych danych do operatorów punktów pomiarowych. Zasadniczo jednak technologia ta mogłaby również rejestrować i przekazywać zużycie energii w czasie rzeczywistym i w ten sposób wyciągać wnioski na temat zachowań konsumentów w zakresie użytkowania. W badaniu przeprowadzonym w 2011 roku przez Uniwersytet Nauk Stosowanych w Münster udowodniono, że na podstawie danych przekazywanych przez inteligentne liczniki można odtworzyć aktywność lodówek, kuchenek i telewizorów. Na podstawie profilu zużycia można było nawet wyciągnąć wnioski na temat oglądanego programu telewizyjnego.


Przewidziane dotychczas w projekcie ustawy przesyłanie danych o zużyciu energii w odstępach 15-minutowych nie wydaje się umożliwiać tak szczegółowego monitorowania czynności elektrycznych w gospodarstwach domowych w pierwszym etapie rozbudowy. Ale wprowadzenie infrastruktury telematycznej dla cyfryzacji systemu ochrony zdrowia pokazało, że początkowo wprowadzano nową infrastrukturę cyfrową z prostymi funkcjami, przeciwko którym powstawał niewielki opór. Następnie, w miarę upływu lat, aktualizacje znacznie rozszerzały funkcjonalność już zainstalowanej infrastruktury. Można sobie wyobrazić podobną strategię wdrażania w przypadku cyfryzacji systemów energetycznych. Dlatego w dalszej części rozważone zostaną etapy ekspansji i obszary zastosowania tej technologii w innych krajach.


Zdalne odcięcie zasilania jest stosowane w innych krajach


Wprawdzie wymagania BSI dla bramek inteligentnych liczników certyfikowanych do tej pory nie przewidują funkcji zdalnego wyłączania, ale projekt ustawy przewiduje, że zainstalowane bramki inteligentnych liczników muszą posiadać dodatkowe funkcje, takie jak rejestrowanie, przesyłanie danych głównych i możliwość zdalnego sterowania najpóźniej do 2025 r. poprzez aktualizacje aplikacji (projekt §31 ustawy o obsłudze punktów pomiarowych).


We Francji operator sieci elektrycznej enedis już od października 2022 r. wyłącza kotły na ciepłą wodę u 4,3 mln odbiorców energii elektrycznej wyposażonych w inteligentny system pomiarowy w godzinach 12-14. W tym okresie szczytowego obciążenia klienci nie mogą już przygotowywać nowej ciepłej wody, co pozwoliło zaoszczędzić 2,4 GWh, co odpowiada mocy dwóch elektrowni jądrowych, jak podaje operator sieci. Korzyścią dla operatorów jest to, że przy szczytowym obciążeniu mogą eksploatować mniejszą liczbę elektrowni. Dla konsumentów zaletą jest oszczędność kosztów, ponieważ kotły nie mogą już pracować w najdroższych godzinach w wprowadzonym już dla klientów systemie taryf dynamicznych, za to przygotowują ciepłą wodę po tanich cenach energii elektrycznej w okresach niskiego wykorzystania sieci. Wskazano również na zmniejszone ryzyko black-outu dla konsumentów, jeśli niektóre urządzenia mogłyby być specjalnie wyłączane przez operatorów sieci, gdy brakuje energii elektrycznej.


W amerykańskim stanie Kolorado, podczas "awarii energetycznej" latem 2022 roku, 22 000 klientów operatora sieci energetycznej miało zdalnie ograniczone termostaty klimatyzacji, aby zapobiec blackoutowi. Amerykański dostawca energii elektrycznej zwraca uwagę, że wbudowane inteligentne liczniki z funkcją zdalnego wyłączania mogły zaoszczędzić wiele wykwalifikowanego personelu i zużycia paliwa, które wiązałoby się z ręcznym rozłączaniem przyłączy energetycznych w miejscu użytkowania. Z doświadczenia wynika, że w przypadku masowych odłączeń trzeba utrzymywać wystarczającą liczbę pracowników w centrach telefonicznych, aby móc obsłużyć zgłoszenia klientów. Jeden z producentów inteligentnych liczników promuje funkcję zdalnego odłączania za pomocą argumentu "ochrona klimatu": dostawca energii był w stanie zaoszczędzić 5 000 ton CO2 dzięki tej funkcji.


W Wielkiej Brytanii pojawiają się doniesienia o rosnącej w ubiegłym roku liczbie zdalnych odłączeń uboższych klientów energii elektrycznej z inteligentnymi licznikami. W 152 tys. gospodarstw domowych z inteligentnymi licznikami dostawca energii zmienił taryfę na model przedpłatowy w związku ze znacznym wzrostem cen energii i groźbą niepłacenia. Gdy kredyt gospodarstw domowych zostanie wykorzystany, dostawca energii wyłącza przyłącze elektryczne tak łatwo, jak operator sieci komórkowej może wyłączyć kartę SIM taryfy przedpłaconej bez kredytu.


W Irlandii instalacja inteligentnych liczników już od 2018 roku umożliwia zdalne odłączenie klientów, którzy nie mogą dłużej płacić rachunków za energię.


Inteligentne sieci energetyczne jako zmiana paradygmatu w dostawach energii


Cel budowy inteligentnej, cyfrowej sieci elektrycznej (smart grid) wiąże się ze zmianą paradygmatu dla odbiorców końcowych, o czym mało się mówi w trakcie publicznych sprawozdań dotyczących transformacji energetycznej. Z konwencjonalnej sieci elektrycznej, która jako infrastruktura publiczna jest zorientowana na potrzeby ludzi, celem jest przejście do cyfrowej sieci elektrycznej, do której ludzie mają dostosować swoje zachowanie.


Wpis o inteligentnych sieciach w Wikipedii wyjaśnia:


"Ogólnie rzecz biorąc, sieci, w tym sieci elektroenergetyczne, są projektowane dla maksymalnego możliwego obciążenia. Zmniejszenie maksymalnego obciążenia i przesunięcie energii do przesłania na czasy o mniejszym obciążeniu umożliwia zaprojektowanie niezbędnej infrastruktury sieciowej mniejszej, a tym samym prowadzi do korzyści ekonomicznych po stronie operatora."


Do tej pory operatorzy sieci energetycznych musieli dostosowywać wytwarzanie energii elektrycznej tak, aby klienci mogli korzystać ze swoich urządzeń elektrycznych zawsze wtedy, kiedy tego potrzebują. W tym celu operatorzy sieci muszą utrzymywać większe rezerwy elektrowni, aby móc pokryć zużycie energii elektrycznej w okresach szczytowego obciążenia. Nowy paradygmat zakłada, że dana ilość energii elektrycznej może być dostarczona w danym czasie przez "zielone elektrownie" plus możliwa do odebrania ilość z magazynów energii. Inteligentna sieć ma za zadanie kontrolować i regulować, poprzez tzw. przesunięcie obciążenia, które odbiorniki i urządzenia mogą być obsługiwane w zależności od ilości dostępnej energii elektrycznej.


Przy dalszej rozbudowie elektrowni fotowoltaicznych i wiatrowych oraz jednoczesnym wyłączeniu elektrowni jądrowych i elektrowni na paliwa kopalne, ilość dostępnego prądu zależy w dużym stopniu od odpowiednich warunków nasłonecznienia i wiatru. Zdigitalizowane "inteligentne" sieci energetyczne mają dostosować do tego zużycie energii w sieci. Nowy paradygmat jest więc zorientowany na wymagania systemów technicznych i wytycznych politycznych zamiast na potrzeby obywateli. Można to zrobić pośrednio poprzez zachęty finansowe lub bezpośrednio poprzez włączanie i wyłączanie odbiorników elektrycznych za pomocą algorytmów sterowania cyfrową siecią.


W pierwszym etapie konsumenci mają być "dobrowolnie" zachęcani do powstrzymania się od używania urządzeń elektrycznych w godzinach szczytowego obciążenia za pomocą dynamicznych cen energii elektrycznej wprowadzonych od 2025 roku. Dynamiczne ceny energii elektrycznej są już oferowane na Litwie, a u jednego z tamtejszych dostawców energii elektrycznej można zobaczyć wahania cen w ciągu doby. Na przykład 12 stycznia 2023 r. cena wahała się od 0,01 €/kWh w godzinach 3.00-4.00 do 1,25 €/kWh w godzinach 13.00-14.00. W przypadku Francji portal pokazuje wahania ceny energii elektrycznej dla tego samego dnia pomiędzy 0,07€/kWh w nocy a 1,33€/kWh między 18.00 a 19.00.

Przejście od orientacji na popyt do kontroli popytu oferuje operatorom sieci energetycznych korzyść polegającą na możliwości zbudowania znacznie mniejszej liczby elektrowni magazynujących w ramach politycznie narzuconej "transformacji energetycznej", niż gdyby konsumenci mogli swobodnie decydować o sposobie korzystania z energii elektrycznej. Oczekuje się również, że akumulatory samochodów elektrycznych będą odgrywały ważną rolę w inteligentnej sieci energetycznej jako jednostki sterujące zużyciem i magazynowaniem energii. Argument często używany przeciwko elektromobilności, że sieci energetyczne załamałyby się, gdyby 20 milionów obywateli ładowało swoje samochody elektryczne wieczorem po pracy, jest skonstruowany w oparciu o stary paradygmat swobodnej dostępności energii elektrycznej.

National Grid(UK) pobierze energię z akumulatorów samochodów elektrycznych w okresach szczytowego zapotrzebowania
(Poniżej jest dostępne tłumaczenie tekstu z którego pochodzi ta ilustracja)

 

Zgodnie z nowym paradygmatem, kierowcy mogą podłączyć swój samochód do gniazda ładowania wieczorem. Ładowanie odbędzie się jednak w nocy w czasie kontrolowanym przez sieć cyfrową w przypadku, gdy dostępna będzie wystarczająca ilość energii. Gdyby w sieci nie było wystarczającej ilości energii, mogłoby się również zdarzyć, że inteligentna sieć rozładowałaby akumulator samochodu i zasiliłaby nim sieć, aby przeciwdziałać niedoborowi mocy. Wtedy kierowca mógłby rano dostać komunikat na swojej aplikacji klimatycznej, że samochód niestety nie jest dziś dla niego dostępny. Ewentualnie otrzymywałby z aplikacji "wygodne i praktyczne" informacje, jak dojechać do pracy komunikacją miejską. Być może aplikacja informowałaby też pracodawcę, że jego pracownik nie jest dziś mobilny i musi pracować w domowym biurze.

 

Inteligentna sieć ma również za zadanie kontrolować zużycie energii przez przedsiębiorstwa komercyjne poprzez przesunięcie obciążenia. We wspomnianym wpisie w Wikipedii czytamy:

 

"Przy zachowaniu pewnych ograniczeń możliwe są także energochłonne procesy przemysłowe, takie jak produkcja aluminium metodą elektrolizy, elektryczna produkcja stali oraz eksploatacja cementowni i systemów wentylacyjnych (...) Sterowanie może odbywać się pośrednio poprzez cenę lub bezpośrednio poprzez dostawców energii lub operatorów sieci; większe przedsiębiorstwa mogą także handlować bezpośrednio na bilansującym rynku energii (...) Centra danych oferują także znaczny potencjał dla przesunięcia obciążenia (...) W ten sposób można zminimalizować koszty systemu". Ogólnie rzecz biorąc, uważa się za możliwe, że europejskie centra danych będą miały potencjał zmiany obciążenia od kilku GW do kilkudziesięciu GW w 2030 roku."

 

Zgodnie z nowym paradygmatem przedsiębiorstwa energochłonne będą mogły pracować tylko wtedy, gdy będzie dostępna wystarczająca ilość "zielonej energii". Będzie to wymagało bardzo elastycznej siły roboczej, która w zależności od aktualnej produkcji energii będzie mogła zostać w domu lub w krótkim czasie wznowić pracę. Powszechny dochód podstawowy i dotacje państwowe mogłyby sprawić, że przepowiedziana przez ministra Habecka opcja, w której przedsiębiorstwa w fazach niedoboru energii po prostu przestają pracować na pewien czas, nie bankrutując, stałaby się w przyszłości rzeczywistością.

 

Zintegrowanie z " Europejskim Zielonym Ładem"

 

Niemiecki projekt ustawy jest wpisany w unijny plan działania na rzecz cyfryzacji systemów energetycznych w ramach "Europejskiego Zielonego Ładu". Celem jest dostosowanie infrastruktury energetycznej do przyszłości z wykorzystaniem technologii cyfrowych, takich jak "Internet rzeczy", sztuczna inteligencja i łączność 5G. UE zakłada, że do 2030 roku w cyfryzację sieci energetycznych trzeba będzie zainwestować około 170 mld euro. Jej celem jest stworzenie najpóźniej do 2024 r. "europejskiej przestrzeni danych energetycznych", w której dane z sieci energetycznych w całej Europie mają być gromadzone i udostępniane stronom trzecim w zakresie oceny ich zastosowania w aplikacjach Big Data.

 

Jednocześnie w ramach programu "Fit for 55" w ciągu najbliższych kilku lat UE planuje stworzyć zachęty dla konsumentów energii do drastycznego zmniejszenia zużycia CO2 do 2030 roku. Celem jest osiągnięcie do 2030 roku 55% emisji CO2 z 1990 roku. W roku blokady 2020 osiągnięto redukcję jedynie o 34% w stosunku do roku referencyjnego, tak więc do 2030 roku konieczne będą bardziej drastyczne środki. Od 2024 roku żegluga morska, a od 2027 roku budynki i transport drogowy zostaną włączone do handlu emisjami CO2 . W tym kontekście poziom cen za zużycie paliw kopalnych ma zostać podniesiony poprzez stopniowy niedobór certyfikatów emisyjnych, tak aby stworzyć większą zachętę finansową dla konsumentów do przestawienia się na "zielone" i "inteligentne" technologie.

 

Osadzenie w programach transformacji ustrojowej

 

W sierpniu 2022 roku odbyła się "rozmowa o transformacji" pomiędzy ministrem federalnym Habeckiem a przewodniczącą Komisji UE von der Leyen. Taz przytoczył cytat z tej rozmowy:

 

"Robert Habeck podczas rozmowy o 'transformacji' mówi również o oznakach nadziei. Rok temu przestawienie przemysłu na zielony wodór było jeszcze życzeniem polityków. 'Dziś jest to napędzane przez rynek', mówi, 'każda kilowatogodzina zielonego wodoru jest tańsza niż gazu'. Pod powierzchnią większej ilości gazu i węgla, mówi, jest "wzrost technologii neutralnych dla klimatu, odnawialnych źródeł energii i wodoru w Europie, którego nie mogliśmy przewidzieć dziewięć miesięcy temu". Jeśli "przetrwamy tę i następną zimę w zakresie polityki klimatycznej", krajobraz energetyczny ulegnie znacznej zmianie, szybciej niż można było się spodziewać. Habeck cytuje również ekonomistę Josepha Schumpetera, który mówi o "twórczej destrukcji", która w przypadku fundamentalnych zmian pozbywa się starego i tworzy coś nowego."

 

Habeck jest więc w stanie znaleźć pozytywne strony wysokich cen energii, aby móc łatwiej zrealizować transformację energetyczną, do której dąży. Wydaje się zatem, że istnieje zmowa między niedoborem kopalnych źródeł energii wywołanym decyzjami politycznymi po rozpoczęciu wojny na Ukrainie a celami transformacji w ramach ogłoszonego "kryzysu klimatycznego". Transformacja przewidziana przez Habeck i von der Leyen komunikacyjnie wysuwa na pierwszy plan spełnienie narzuconych przez siebie celów oszczędnościowych w zakresie emisji CO2 i stawia cel "dekarbonizacji społeczeństwa". Habeck stwierdził w wywiadach, że ekonomistka Mariana Mazzucato jest jedną z kobiet, które zmieniły jego życie. W swoich pismach Mazzucato opowiada się za silnym państwem, które napędza transformację społeczeństwa. Promuje kompleksowy wysiłek władzy państwowej, jak "misja księżycowa" z lat 60. w USA, aby szybko zarządzać transformacją w zakresie cyfryzacji i dekarbonizacji.

 

zobacz też:

Mariana Mazzucato: Unikanie blokad klimatycznych

Catalyst - Przejście od kryzysu do zmiany systemów

O co tak właściwie chodziło z Covid?

 

Dziennikarka taz Ulrike Hermann w swoim aktualnym bestsellerze Spiegla "Koniec kapitalizmu" używa jeszcze bardziej drastycznego obrazu transformacji. Proponuje ona przekształcenie gospodarki na wzór brytyjskiej gospodarki wojennej z czasów 2 wojny światowej. Aby uratować klimat, zdaniem autorki, należy wprowadzić gospodarkę planową z racjonowaniem produktów. Wówczas rząd brytyjski przydzielał prywatnym firmom surowce, kredyty i siłę roboczą. Każdy mieszkaniec otrzymywał ustaloną ilość żywności. "Dobra luksusowe", takie jak meble czy ubrania, można było nabyć jedynie poprzez indywidualny "budżet punktowy".

 

W kontekście kierowanej przez państwo transformacji i racjonowania rzadkich dóbr, "inteligentne sieci energetyczne" byłyby praktycznym środkiem kontroli i alokacji rzadkich zasobów energii elektrycznej i gazu. Decydenci polityczni mogliby dokonać podziału na branże i konsumentów istotnych i nieistotnych z punktu widzenia systemu. Zasoby mogłyby być następnie racjonowane za pomocą algorytmów. Moduł budowy zdigitalizowanych sieci energetycznych można zatem umieścić w kontekście programu transformacji społecznej, który decydenci otwarcie promują.

 

"Motywowanie" obywateli

 

Obywatele naturalnie nie zaakceptują dobrowolnie nowego paradygmatu korzystania z infrastruktury energetycznej, który nie jest już skoncentrowany na nich samych, ale na systemie technicznym dostosowanym do dyktatu decyzji politycznych, celów i ideologii. Nie ma też powodu, aby przechodzić na nowe technologie, jeśli ludzie byli zadowoleni z poprzedniej analogowej infrastruktury energetycznej. Jak więc można by "zmotywować" obywateli do przejścia na cyfrowe sieci energetyczne?

 

Twórcza destrukcja starych technologii przez rząd federalny mogłaby z pewnością być postrzegana w tym kontekście jako pomocna. Mechanizmy stymulujące, takie jak na początku powszechnie gwałtownie podwyższony poziom cen energii, który w pewnych okresach można ponownie obniżyć poprzez przejście na dynamiczne ceny energii, mogłyby przypuszczalnie zwiększyć gotowość obywateli do korzystania z technologii cyfrowych.

 

Również rozszerzenie handlu certyfikatami CO2 na budynki i transport drogowy może stworzyć negatywną zachętę poprzez wyższe koszty dla tych, którzy nie chcą uczestniczyć w zmianie technologii i zachowań. Naukowiec z Poczdamskiego Instytutu Badań nad Wpływem Klimatu zaproponował niedawno osobisty budżet CO2 w wysokości 3 ton na osobę rocznie, co oznaczałoby redukcję o 70% obecnej średniej konsumpcji obywateli. Indywidualny handel certyfikatami CO2 mógłby działać motywująco na zmianę zachowań, jeśli ktoś nie posiada wystarczających środków finansowych: "jeśli potrzebujesz więcej, musisz je kupić" - mówi badacz. Habeck jednak na razie odrzuca to podejście.

 

Przydatne narracje kryzysowe

 

Szybsza transformacja wykorzystania energii mogłaby prawdopodobnie zostać osiągnięta przede wszystkim dzięki narracji kryzysowej wśród ludności. Na przykład blokady koronawirusowe sprawiły, że przemysł cyfrowy szybko zaczął wprowadzać technologie cyfrowe do codziennego życia obywateli. W czasie kryzysu koronawirusowego początkowo wymuszono globalne blokady, których doświadczyła przede wszystkim ta część społeczeństwa, która nie żyła jeszcze jako "cyfrowi tubylcy". Opierając się na doświadczeniu cierpienia w czasie blokad, wielu obywateli stało się następnie skłonnych zaakceptować zademonstrowane wyjście z adaptacji do nowych technologii, którego prawdopodobnie nie zaakceptowaliby bez wcześniejszych doświadczeń z blokadami: Kontrole dostępu za pomocą certyfikatów cyfrowych, niekorzystne rozwiązania dla odmawiających korzystania z nowych technologii oraz dostosowanie indywidualnych zachowań do szybko zmieniających się wymagań państwa.

 

Jaka zatem forma doświadczenia kryzysowego mogłaby zmotywować obywateli do zaakceptowania nowego paradygmatu ograniczonych zasobów energii oraz cyfrowego monitoringu i kontroli w trakcie ich użytkowania? Po początkowych dobrowolnych apelach do ludności o oszczędzanie energii, częste, kontrolowane przerwy w dostawie prądu lub kilkutygodniowe wyłączenia z powodu niedoboru energii w następstwie ograniczonych zasobów energetycznych i wyłączonych, "nieekologicznych" elektrowni mogłyby wywołać presję cierpienia. Medialne towarzyszenie tym procesom mogłoby promować "zrozumienie" wśród ludności, że stare analogowe systemy energetyczne były odpowiedzialne i że dzięki zastosowaniu rozwiązania w postaci nowego cyfrowego i inteligentnego systemu energetycznego można by uniknąć takich doświadczeń cierpienia w przyszłości.

 

Podobnie jak w przypadku korona-kryzysu, można by zróżnicować ludzi na obywateli współpracujących, którzy mają już zainstalowaną w swoich domach nową technologię inteligentnych liczników i mogą ponownie korzystać z energii elektrycznej przynajmniej w niektórych okresach, oraz obywateli niewspółpracujących, którzy byliby wtedy narażeni na częste przerwy w dostawie prądu w okresie zimowym "z własnej winy" przez swoje analogowe przyłącze energetyczne. Na w pełni rozwiniętym etapie "zdigitalizowanego systemu energetycznego" nie powinno być też trudno przekonać nie tylko banki, że lepiej nie robić interesów z politycznie niechętnymi do współpracy obywatelami, ale także dostawców energii, aby za pomocą cyfrowego impulsu sterującego odcinali przyłącza prądu, gazu czy wody.

 

Przedstawione tu negatywne scenariusze mają charakter spekulacyjny i nie muszą wystąpić. Technologie cyfrowe są narzędziem i dlatego mogą być wykorzystywane także z korzyścią dla obywateli. Jeśli będą zorientowane na potrzeby obywateli, zostaną przyjęte dobrowolnie. Natomiast technologie, które są narzucane ludności jako "bez alternatywy" w kontekście scenariuszy kryzysowych, prawdopodobnie będą zorientowane na interesy inne niż obywateli.

 

Należy podjąć kontrowersyjną dyskusję

 

Lepsze wykorzystanie sieci poprzez dostosowanie zmiennego zużycia energii wydaje się rozsądne. Przykładem może być ogrzewanie wody w kotłach z odpowiednio dużymi zasobnikami wody. Jednakże istotne jest, aby odbiorcy końcowi zachowali kontrolę nad swoimi przyłączami domowymi i mieli swobodę wyboru, czy chcą uczestniczyć w cyfrowych procesach sterowania z sieci. Jedną z możliwości może być wymóg, aby funkcje transmisji danych (poza rozliczeniem zużycia) i zdalnego odłączania mogły być dezaktywowane przez klienta na inteligentnym liczniku.

 

Niektóre z pożądanych funkcji przesuwania obciążenia wydają się również możliwe do zrealizowania poprzez wymóg, aby urządzenia o wysokim zużyciu energii były wyposażone w wyłącznik czasowy, który może być ustawiony przez użytkownika. Pomocne analizy danych można również w wielu przypadkach przeprowadzać w sposób zdecentralizowany przy zachowaniu wysokich standardów ochrony danych, zamiast gromadzić dane centralnie w całej Europie i udostępniać je osobom trzecim do analizy.

 

Zależność infrastruktury od technologii, która obecnie może być zrozumiana i utrzymywana tylko przez kilku specjalistów, rodzi również pytania o politykę władzy. Na przykład plany rządu federalnego dotyczące kierowania BSI po usunięciu poprzedniego szefa są nadal niejasne, zwłaszcza jak ukształtowany zostanie wspomniany w projekcie ustawy cel lepszej "zdolności kierowania" BSI przez Ministerstwo Gospodarki w tematach transformacji energetycznej.

 

Ponadto wątpliwe jest, czy cele lepszej integracji BSI z agendami politycznymi i łączenia danych o zużyciu energii w biurze danych można pogodzić z celem ochrony infrastruktury przed cyberatakami. Ogólnie rzecz biorąc, brakuje przejrzystości, zwłaszcza w kwestii tego, jakie nowe zagrożenia powstaną w związku z podłączeniem domów do sieci, kto ustali specyfikacje dla inteligentnych liczników, kto opracuje algorytmy dla inteligentnej sieci i kto uzyska dostęp do programów kontrolnych.

 

Kontrowersyjna dyskusja na temat możliwych skutków cyfryzacji sieci energetycznych planowanych przez UE i rząd federalny byłaby ważna dla uwzględnienia interesów obywateli dotyczących technologii i zwiększenia zaufania ludności do procesów transformacji. Jeśli agendy transformacji próbuje się przeforsować bez publicznej dyskusji na temat niekorzystnych dla obywateli rozwiązań jako "imperatywu" dla wyższego celu, takiego jak "ochrona klimatu", to tym bardziej potrzebny jest proces dialogu na temat różnych założeń, wyobrażeń ludzi i ideologii w społeczeństwie.

 

autor:

Andreas Heyer

 

źródło:

https://multipolar-magazin.de/artikel/digitalisierung-der-stromnetze



National Grid pobierze energię z akumulatorów samochodów elektrycznych w okresach szczytowego zapotrzebowania


W ramach próby samochody zostaną podłączone do sieci, aby odciążyć słabnącą brytyjską infrastrukturę energetyczną


Właściciele samochodów elektrycznych zostaną wezwani do pomocy Wielkiej Brytanii w uniknięciu kryzysu energetycznego, ponieważ dostawcy przygotowują taryfy pozwalające na pobieranie energii z zaparkowanych pojazdów w okresach niskiej podaży lub wysokiego zapotrzebowania.


Samochody, które ładują się na podjazdach, mają zostać po raz pierwszy podłączone do systemu odpowiedzialnego za bilansowanie sieci krajowej, w ramach eksperymentu mającego na celu odciążenie skrzypiącej infrastruktury energetycznej kraju.


Położy to podwaliny pod ogólnokrajowe wprowadzenie technologii, jeśli się powiedzie, torując drogę milionom samochodów elektrycznych do działania jako gigantyczna bateria, aby zasilanie było stabilne w czasach niskich prędkości wiatru po przejściu na zieloną energię.


W ramach próby, która rozpocznie się w kwietniu i czerwcu, właściciele samochodów zgodzą się zezwolić sieci na pobieranie energii z ich pojazdów i uwalnianie jej w razie potrzeby. Będą mieli płacone za energię, którą sieć odciągnie.


Program jest prowadzony przez National Grid i dostawcę domowego Octopus Energy, który zwerbował 135 gospodarstw domowych.


Claire Miller, dyrektor ds. technologii i innowacji w Octopus, powiedział, że podłączenie milionów samochodów elektrycznych do sieci "pozwoli nam zrobić więcej z tym, co mamy".


Pani Miller powiedziała: "To zademonstruje, w jaki sposób można wysłać sygnał z pokoju kontrolnego National Grid do tych pojazdów i przyczynić się do zrównoważenia sieci w okresach, w których potrzebuje ona nieco więcej energii elektrycznej, na przykład w porze herbaty, gdy jest duże zapotrzebowanie.


"I odwrotnie, w wietrzną noc, kiedy nasze turbiny wiatrowe generują energię elektryczną, możemy również potrzebować miejsca do umieszczenia energii.


"To, co robimy, to pierwszy krok na tej drodze. Pokazujemy branży energetycznej, co jest możliwe".


Plany idą znacznie dalej niż istniejące próby tzw. technologii vehicle-to-grid, w której niewielka liczba gospodarstw domowych już sprzedaje nadwyżki energii z akumulatorów swoich pojazdów z powrotem do sieci w taki sam sposób, jak robią to właściciele paneli słonecznych, jednak nie są częścią mechanizmu bilansującego.


Julian Leslie, główny inżynier operatora sieci National Grid ESO, powiedział, że pracują nad zapewnieniem aby sieć była odpowiednia do przyszłości "silnie napędzanej energią odnawialną".


Powiedział, że sieć zawsze znajdzie sposoby zarządzania, ale dodał: "Jeśli możemy zdobyć 10 milionów pojazdów działających na zasadzie vehicle-to-grid, to fantastycznie".

Mechanizm bilansujący jest tym, co ESO National Grid wykorzystuje, aby upewnić się, że podaż energii elektrycznej odpowiada popytowi, a światła pozostają włączone.


Operatorzy sieci muszą monitorować system sekunda po sekundzie, sprzedając i przechowując moc, aby wygładzić wszelkie nierówności.


Zadanie to staje się coraz trudniejsze, ponieważ kraj odchodzi od spalania "brudnych" paliw kopalnych na rzecz wykorzystania czystszych, ale bardziej nieprzewidywalnych źródeł energii, takich jak wiatr i słońce.


Wielka Brytania planuje czterokrotnie zwiększyć produkcję energii z morskiej energii wiatrowej do 2030 roku.


W ramach współpracy z Octopus, dyspozytornia National Grid ESO testowała sposób wysyłania i odbierania sygnałów z samochodów, które są częścią próby vehicle-to-grid.


Ostatecznie jest nadzieja, że te samochody mogą być wykorzystane do uwolnienia ładunku, gdy potrzebna jest dodatkowa podaż, lub z kolei stworzyć popyt poprzez pobór mocy.


Pani Miller powiedział, że typowy samochód elektryczny miał moc około siedmiu kilowatogodzin.


W godzinach szczytu, lub między 16:00 a 19:00, typowe gospodarstwo domowe zużywa tylko około trzech kilowatogodzin energii, pozostawiając około czterech kilowatogodzin wolnych mocy.


Oznacza to, że jeden milion samochodów elektrycznych może dostarczyć 4.000 megawatogodzin do sieci w godzinach szczytu - mniej więcej tyle samo, co 5.000 lądowych turbin wiatrowych, dodała p. Miller.


Aby zachęcić właścicieli samochodów do podłączenia, uczestnikom próby Octopus płaci się hojną sumę 15p za kilowatogodzinę za energię elektryczną, którą wysyłają do sieci, czyli 60p za godzinę.


Pani Miller dodała, że "inteligentne ładowanie", polegające na tym, że automatyczne systemy ładują samochody elektryczne w czasie, gdy zapotrzebowanie na energię jest najmniejsze, również znacząco zmniejszy presję na sieć energetyczną.


autorzy:

Matt Oliver i Rachel Millard 

źródło:

https://www.telegraph.co.uk/business/2022/02/10/national-grid-drain-electric-car-batteries-times-peak-demand




Holenderska sieć energetyczna nie poradzi sobie z przyrostem liczby punktów ładowania samochodów elektrycznych

Do 2025 r. w Holandii będzie około 3000 dzielnic, w których nie będzie można zainstalować nowych punktów ładowania samochodów elektrycznych - poinformowało BNR centrum wiedzy ElaadNL. Rosnący popyt na pojazdy elektryczne i towarzyszące im stacje ładowania powoduje szybkie przeciążenie sieci energetycznej, potwierdzili operatorzy sieci w rozmowie z nadawcą.

Według Rutgera Croona z ElaanNL, w ciągu najbliższych trzech lat sieć energetyczna w około 3000 dzielnic nie będzie miała miejsca na kolejne stacje ładowania. Chyba że jedynym rozwiązaniem będzie inteligentne ładowanie - gdy pojazdy łączą się cyfrowo z siecią i ładują się tylko wtedy, gdy zużywa się mniej energii, np. w nocy.

Operator sieci Stedin powiedział również agencji BNR, że rząd musi zainwestować w rozwój inteligentnego ładowania, "w przeciwnym razie sieć będzie zbyt zatłoczona". Inną opcją jest modernizacja sieci energetycznej. "Ale to kosztuje dużo pieniędzy i jest wyborem społecznym. Wolimy więc tego nie robić".

Według ElaadNL, do 2050 roku w Holandii będzie prawie 5 milionów punktów ładowania.

Sekretarz stanu Vivianne Heijnen z Departamentu Infrastruktury i Gospodarki Wodnej poinformowała już parlament, że chce, aby inteligentne ładowanie stało się normą od 2025 roku. Amsterdam już prowadzi eksperymenty w tym zakresie.


źródło:
https://nltimes.nl/2022/06/21/dutch-power-grid-cant-handle-influx-electric-car-charging-points

Udostępnij ten artykuł

Nawigacja po wpisach

Zostaw komentarz:

Skomentuj jako pierwszy(a)

Rząd naprawdę szpieguje - i jest to legalne

Dane konsumentów stały się lukratywnym towarem, a rząd USA je kupuje.

Tobias Ulbrich o walce o sprawiedliwość i zadośćuczynienie

Adwokat Tobias Ulbrich jest jednym z tych odważnych prawników, którzy ciężko pracują, aby broni...

DNA w szczepionkach na Covid: Czy to tylko przypadkowe błędy pomiarowe? - Część 2

Grupa autorów naukowych ocenia potencjalne ryzyko związane z pozostałościami DNA w preparatach ...

DNA w szczepionkach na Covid: Czy to tylko przypadkowe błędy pomiarowe? - Część 1

Grupa autorów naukowych śledzi dyskusję i ocenia potencjalne ryzyko związane z pozostałościami ...

Eksperci ds. klimatu twierdzą, że biliony wydane na "zmiany klimatu" opierają się na błędnych danych dotyczących temperatury.

Meteorolog stwierdza, że 96 procent stacji pomiarowych NOAA znajduje się na "miejskich wyspach ...

Sędzia ostrzega: wolność słowa w UE w poważnym niebezpieczeństwie

Niemcy. Nowy przepis UE zagraża prawom podstawowym: opinie, które są nieprzyjemne dla rządu, mo...

Testuj, testuj i inkasuj - Wyłudzenia za miliard €

Według szacunków Federalnego Urzędu Policji Kryminalnej oszuści zarobili 1,2 miliarda euro na f...

Klaus Cichutek - Sędzia Dredd

Witamy w świecie przyszłości, gdzie władza ustawodawcza, wykonawcza i sądownicza jest w jednych...

Medialna wrzawa wokół zanieczyszczeń DNA i raportu TV MDR

Na poczatku grudnia w niemieckich mediach zaczęły pojawiać się czarne chmury nad bezpiczeństwem...

Społeczność, którą chciałam chronić, zawiodła mnie

Nasza autorka z niecierpliwością czekała na szczepienie przeciwko koronawirusowi, ale wszystk...

Najnowsze posty

Tags

Podążaj za nami