Energetyka 2.0

Energetyka 2.0

Jak będzie wyglądała energetyka przyszłości? Jak sprostać obecnym i przyszłym wyzwaniom? Z pomocą mogą przyjść modele biznesowe oraz rozwiązania techniczne wdrożone już w innych branżach.

Przewidywanie przyszłości nie jest łatwe, ale jest zdecydowanie przyjemne. Możemy puścić wodze wyobraźni i proponować najbardziej nieprawdopodobne scenariusze. Jeśli chodzi o technologie, to przyszłość jest bliżej nas, niż myślimy. Wystarczy zajrzeć do magazynu „The Futurist” z lipca/sierpnia 1996 r. i przeczytać artykuł autorstwa Stephena Milleta oraz Williama Knoppa, którzy próbowali odgadnąć, w jakim kierunku pójdzie świat w ciągu najbliższych dziesięciu lat. Trafność niektórych tez postawionych w tamtym czasie zaskakuje w wysokim stopniu, jak chociażby koncepcja samochodów korzystających z więcej niż jednego rodzaju zasilania, postępująca digitalizacja transakcji finansowych, inteligentne materiały, inteligentne domy czy osobiste przenośne komputery. Dzisiaj nie wyobrażamy sobie, żeby mogło być inaczej, ale wtedy autorzy opisywali jedynie koncepcje, jakie powstały w ich umysłach, i nie byli w stanie ich jeszcze opisać jednym słowem, jak np. smartfon.

Faktem jest, że wiele przełomów dokonuje się już teraz, w tym momencie, ale niekoniecznie na naszych oczach. Są to jeszcze rozwiązania niedojrzałe, zbyt drogie w produkcji seryjnej, lecz nikt nie ma wątpliwości, że jest to kierunek, który powinien być nadal rozwijany. Energetyka stanowi właśnie przykład obszaru, któremu poświęca się ostatnio coraz więcej uwagi – już nie tylko w zaciszu laboratoriów i uniwersytetów, ale w życiu codziennym każdego z nas. Od dawna jesteśmy świadomi tego, że zasoby naturalne nie są niewyczerpane, a globalna gospodarka rozwija się w coraz szybszym tempie i surowce naturalne odgrywają istotną rolę nawet na szczeblu polityki międzynarodowej. Na co więc powinniśmy postawić? Na węgiel? Ropę? Atom? Czy może na bardziej zrównoważone źródła energii odnawialnej – farmy wiatrowe, elektrownie słoneczne czy małą przydomową mikrogenerację? Odpowiedź wcale nie jest taka oczywista, bo odnawialne źródła energii wciąż są bardzo drogie i niosą z sobą pewne konsekwencje dla ekosystemu, nie wspominając już kwestii, że system przesyłu i dystrybucji energii elektrycznej nie był budowany z myślą o przyłączeniu do niego na masową skalę trudnych do zarządzania mikroźródeł.

Magazynowanie energii

Wszyscy czujemy podświadomie, że jako społeczeństwo nie możemy dalej prowadzić rabunkowej polityki dotyczącej zasobów naturalnych i główny nacisk jest położony na przezwyciężenie trudności przy wprowadzaniu nowych zielonych technologii. Nie lada wyzwanie stanowi przede wszystkim kwestia magazynowania energii, która jest generowana przez odnawialne źródła energii uzależnione od kapryśnej pogody.

Być może wywoła to zdziwienie – jak to możliwe, że te wszystkie transformatory, słupy i tysiące kilometrów przewodów nie są w stanie przyjąć energii od elektrowni wiatrowych?! Powód jest prozaiczny. Energia elektryczna nie jest towarem, który można po prostu zmagazynować. To, czego nie dostrzegamy na co dzień, to zastępy osób czuwających nad tym, aby w każdej godzinie było produkowane dokładnie tyle energii, na ile jest zapotrzebowanie. To jak sen ekonomisty o równowadze popytu i podaży! Co w takim razie zrobić z energią elektryczną, gdy jest jej za dużo? Trzeba spróbować ją zmagazynować w każdy możliwy sposób – za pomocą akumulatorów mniejszej i większej pojemności. Można ją jednak również przekształcić w inny rodzaj energii. Tutaj bardzo ciekawym rozwiązaniem jest wykorzystywanie nadwyżek energii elektrycznej do produkcji gazu, który może być już magazynowany za pomocą zbiorników przyłączonych do istniejącego systemu niskim kosztem i dystrybuowany albo bezpośrednio do odbiorców, albo przetwarzany z powrotem na energię elektryczną, kiedy pogoda nie dopisze. Wtedy będzie można wykorzystać nadwyżki gazu w hybrydowych turbinach gazowo-wiatrowych.

Bieżąca informacja

Żeby jednak w ogóle zacząć myśleć o bardziej zaawansowanych technologiach, musimy mieć rzetelną bieżącą informację o tym, co dzieje się w poszczególnych elementach systemu elektroenergetycznego oraz mieć możliwość sterowania jednym kliknięciem myszki. W tym celu już teraz są realizowane projekty wdrożenia sieci inteligentnych, czyli smart grids. Jesteśmy jednak na początku tej drogi i wiele firm stoi przed dylematem dotyczącym wyboru docelowego modelu oraz technologii. Obecnie w Europie podchodzi się do tej sprawy w dwojaki sposób. Pierwszy polega na wykorzystaniu technologii Power Line Communication (pakiety danych transportowane po tym samym medium co energia elektryczna) od układu pomiarowo-rozliczeniowego do stacji średniego napięcia, a następnie od stacji średniego napięcia do centrum danych za pośrednictwem technologii szerokopasmowych lub mobilnych. Jest to podejście zakładające architekturę dwu-, a czasami nawet trzypoziomową, gdzie na każdym etapie inne jednostki są odpowiedzialne za transport danych, przez co koniecznie jest ich buforowanie i transformacja.

Drugi sposób zakłada natomiast rozdzielenie mediów transportu energii elektrycznej oraz transportu danych. Wymaga zbierania danych z licznika energii elektrycznej przy użyciu mieszanych technologii: na pierwszym odcinku za pomocą technologii przemysłowych, takich jak Radio Fre­quency Mesh, Wireless M-Bus czy ZigBee, natomiast w następnej warstwie – wykorzystując istniejącą już infrastrukturę firm telekomunikacyjnych. Pierwszy model ma niewątpliwą zaletę, jaką jest relatywnie niski koszt i wykorzystanie istniejącej infrastruktury operatorów systemu dystrybucyjnego. Niestety niesie też z sobą wyzwania, takie jak wysoka podatność na zakłócenia, konieczność częstej kalibracji urządzeń czy po prostu mała przepustowość transferu danych na zastałej infrastrukturze. Drugie podejście jest innowacyjne i stara się określić wyzwania stojące przed sektorem elektroenergetycznym. Wymaga jednak ścisłej współpracy obu branż w celu jak najlepszego wykorzystania infrastruktury operatora telekomunikacyjnego. Jak pokazują jednak pierwsze doświadczenia z Niemiec czy ze Szwecji, takie podejście zapewnia większą stabilność, jest w pełni interoperacyjne i ma szansę być niskokosztowe, ponieważ wykorzystuje w dużej mierze już istniejącą infrastrukturę firm telekomunikacyjnych. Jej zastosowanie na szeroką skalę daje szansę niższego kosztu jednostkowego.

Usługi dodane

Kiedy uda nam się w pełni zapanować nad energią i będziemy w stanie monitorować całą infrastrukturę elektroenergetyczną, otworzą się całkiem nowe możliwości na szeroką skalę w postaci nowych usług dodanych. Możemy to porównać do sieci internet, gdzie sprzęt i infrastruktura same w sobie nie są najważniejsze, ale ich jakość stanowi podstawowy warunek dla świadczenia wielu usług, jak strony Web, poczta elektroniczna, usługi w chmurze, streaming itp. Analogicznie energetyka jutra umożliwi zastosowanie nowych modeli, dotychczas niespotykanych w tej branży, jak przedpłata za energię w czasie rzeczywistym, mikrogeneracja i oddawanie nadwyżek energii do systemu, lepsze zarządzanie jakością energii oraz zmniejszanie strat sieciowych, inteligentne zarządzanie własnym domem czy nawet całymi miastami.

Kolejnym krokiem jest więc interakcja z klientem. A raczej powinniśmy go określić mianem prosumenta. Nie będzie on już tylko biernym odbiorcą energii elektrycznej, ale stanie się aktywnym elementem tego nowego ekosystemu, który śmiało będziemy mogli określić jako energetyka 2.0. – Znajdujemy się teraz w momencie, w którym musimy ponieść istotne wydatki inwestycyjne na budowę odpowiedniej infrastruktury umożliwiającej wdrożenie nowych usług w sektorze energetycznym opartych na wymianie różnego typu informacji z klientem. Inaczej nie jesteśmy w stanie zaoferować klientom wartości, do których zdążyły ich już przyzwyczaić inne branże, jak telekomunikacja, bankowość czy motoryzacja – mówi Michał Krauze, product manager – energy w T-Mobile Polska SA. ■

Okładka tygodnika WPROST: 25/2014
Więcej możesz przeczytać w 25/2014 wydaniu tygodnika „Wprost”
Zamów w prenumeracie lub w wersji elektronicznej:

Czytaj także

 0

Czytaj także