IRENA: Globalne dnevne potrebe za fleksibilnošću biće 2050. četiri puta veće

Međunarodna organizacija za obnovljivu energiju (IRENA) je izračunala da će potrebe elektroenergetskog sistema za fleksibilnošću u dnevnom intervalu 2050. biti četiri puta veće nego 2019. godine. U sedmičnom i mesečnom rasponu, neophodne količine energije za tu svrhu rastu trostruko odnosno dva i po puta. U scenariju po kojem se globalno zagrevanje ograničava na 1,5 stepeni Celzijusa, odnosno udeo obnovljivih izvora je mnogo veći, dnevne potrebe se najkasnije do polovine veka udesetostručuju, dok su u oba preostala segmenta šest puta veće.

Elektrifikacija na razini krajnjih potrošača energije, uvođenje geografski raštrkanih energetskih resursa u velikom obimu i pojava data centara, tačaka koje u velikoj meri opterećuju sistem, podižu potražnju i kreiraju nove nivoe kompleksnosti. To znači da će elektroenergetskim sistemima trebati snažnije mreže i više fleksibilnosti, da bi električna energija bila dostupna tamo gde je i kada je potrebna, i to po najnižoj mogućoj ceni, navela je IRENA u svom izveštaju Fleksibilnost za bezbednu i priuštivu transformaciju elektroenergetskog sektora (Flexibility for a secure and affordable power sector transformation).

Osim zbog elektrifikacije u zgradama i saobraćaju, potražnja se penje zbog sve većih ulaganja u veštačku inteligenciju (AI) ili, konkretnije, data centre. Oni su 2024. u ukupnoj potrošnji električne energije učestvovali da 1,5 odsto. Međunarodna agencija za energetiku očekuje da će se taj nivo najkasnije 2030. udvostručiti.

Neki vidovi fleksibilnosti reaguju automatski da održe sistem stabilnim, dok se angažovanje nekih drugih može planirati, a periodi delovanja iznose i po nekoliko sati i dana, pa čak i sezonski

Udeo varijabilne energije iz obnovljivih izvora raste. Konkretno, reč je o vetru i solaru, gde proizvodnja zavisi od meteoroloških uslova i, kod potonjeg, od dnevnog svetla. Tako će se verovatno povećavati verovatnoća pojave neujednačenosti snabdevanja i potražnje i njen obim. Fleksibilnost sistema ovime dobija na značaju. U pitanju je kapacitet za reagovanje na očekivane i neočekivane fluktuacije u snabdevanju strujom i potražnji za njom, i to uz što niže troškove.

Što je fleksibilnost slabija, mora više da se ograničava proizvodnja iz vetra, solara

Nedovoljna fleksibilnost sistema može da dovede do prevelikog ograničavanja-restrikcija proizvodnje električne energije, a u sistemima koji funkcionišu po tržišnim mehanizmima se javljaju negativne cene struje. Može da dođe i do manjka, što ugrožava pouzdano snabdevanje.

Fleksibilnost sistema je potrebna elektroenergetskom sistemu da se prilagodi varijabilnosti proizvodnje i obrascima potražnje u različitim vremenskim intervalima. Neki vidovi fleksibilnosti reaguju automatski da održe sistem stabilnim, dok se angažovanje nekih drugih može planirati, a periodi delovanja iznose i po nekoliko sati i dana, pa čak i sezonski, kroz prilagođavanje tržišta i planiranje rada i resursa.

Fleksibilnost mreže je pak nešto drugo i nije predmet pomenutog izveštaja agencije IRENA. To je kapacitet prilagođavanja raspoloživosti mreže kroz predupređivanje ili rešavanje zagušenja ili poremećaja u naponu.

Potrebe za fleksibilnošću zavise od brojnih faktora

U rasponima od nekoliko sekundi ili određenog broja minuta, fleksibilnost treba da održi ravnotežu pri iznenadnim promenama u potražnji ili snabdevanju. Na primer, kada krahira neki interkonektor ili potrošač ili proizvodno postrojenje. Kada merimo u satima i danima, tema su unutardnevni skokovi i padovi proizvodnje iz solara i vetra, uporedo sa maksimalnim i minimalnim nivoima potražnje.

U segmentu sedmica i meseci odnosno određenih sezona, fleksibilnost je potrebna za dugotrajnije obrasce meteoroloških uslova: pri promeni godišnjih doba ili perioda sa slabim vetrom. U elektroenergetskim sistemima uglavnom oslonjenima na obnovljive izvore, fleksibilnost je neophodna i u rasponima od godine do godine. Tu su glavni faktor varijacije u dostupnosti resursa vezane za klimu. Najvažnija je hidrologija, ali i vetar i solar, kao i međugodišnje promene potražnje za grejanjem i hlađenjem.

U elektroenergetskim sistemima uglavnom oslonjenima na obnovljive izvore, fleksibilnost je neophodna i u intervalima od godine do godine

Fleksibilnost nije samo neki pogon ili funkcija. U pitanju je portfelj različitih tehnologija i šta on može da postigne, njegovo praktično delovanje, i tržišni mehanizmi. Potrebni nivo fleksibilnosti elektroenergetskog sistema zavisi, između ostalog, od dominantnog energetskog miksa, geografskog položaja, strukture elektroenergetskog sistema i vremenskih intervala.

Skladištenje energije, upravljanje potražnjom (DSM), interkonekcije i resursi koji mogu da se aktiviraju i deaktiviraju doprinose svaki na svoj način.

Napredak u prognoziranju i skraćivanje intervala za aktivaciju i deaktivaciju radi približavanja upravljanju u realnom vremenu omogućavaju češća i preciznija podešavanja proizvodnje i potražnje i pre nego što je električna energija isporučena. Jedan primer su unutardnevna tržišta kojima se nadopunjuju tržišta za dan unapred.

Električna energija do polovine veka mora da postane glavni nosilac energetike da bi se obuzdalo globalno zagrevanje

U agencijinom scenariju gde globalno zagrevanje ne premašuje jedan i po stepen Celzijusa, energetska tranzicija se oslanja na obnovljive izvore, unapređivanje energetske efikasnosti i elektrifikaciju krajnje potrošnje energije.

Električna energija bi do 2050. morala da postane glavni nosilac energetike. Činila bi više od polovine ukupne bruto potrošnje energije, u poređenju sa 23 odsto iz 2022.

U tom slučaju se računa da će svetska proizvodnja struje 2030. biti 36 procenata viša nego 2023, a 2050. trostruko veća. Obnovljivi izvori bi imali 68 odsto udela na kraju aktuelne decenije, a 91 procenat 2050. godine. Što se tiče ukupnog kapaciteta proizvodnje, obnovljivi izvori bi činili 77 odnosno 94 odsto.

U istom zadatom okruženju, 70 odsto električne energije proizvedene 2050. godine je od vetra i fotonaponskih sistema. IRENA ima i takozvani planirani energetski scenario, bez potpune dekarbonizacije, gde ovaj nivo iznosi 53 procenta.

U scenariju gde globalno zagrevanje ne premašuje jedan i po stepen, udeo struje u ukupnoj bruto potrošnji energije se pre polovine veka duplira, na više od 50 procenata

Potrebe za fleksibilnošću se izračunavaju u formi energije, kao ukupno kumulativno godišnje odstupanje od prosečnog neto opterećenja sistema – bez proizvodnje varijabilne energije iz obnovljivih izvora.

U scenariju sa najviše 1,5 stepenom Celzijusa, elektroenergetskom sektoru je 2050. potrebno deset puta više fleksibilnosti nego 2019. za pokrivanje dnevne varijabilnosti neto opterećenja. Što se tiče udela u godišnjoj potražnji za električnom energijom, autori i autorke su našli da on skače sa sedam na 30 procenata. Potrebe za fleksibilnošću i za sedmični i za mesečni raspon su na kraju posmatranog perioda šest puta veće.

U planiranom energetskom scenariju, dnevne potrebe za fleksibilnošću se učetvorostručavaju. U sedmičnom intervalu, nivo se utrostručava sa iznosa iz 2019, a mesečna stavka je 2,5 puta veća na polovini veka nego početna.

Baterije najbolje služe za dnevni interval

Skladištenje energije u baterijama je najefikasnije pri zadovoljavanju dnevnih potreba za fleksibilnošću, zaključeno je u izveštaju. S druge strane, učinak u zadovoljavanju sedmičnih potreba je na tek 24 odsto prethodno pomenutog, a kod mesečnog intervala iznosi samo 12 odsto.

Interkonekcije i LDES su efikasni u sedmičnim i mesečnim rasponima

Interkonekcije su najefikasnije pri zadovoljavanju sedmičnih potreba, ali kod mesečnih zaostaju samo neznatno, izlazeći na 98 procenata. Što se tiče dnevnog segmenta, učinak je tek 28 odsto.

Brojke za dugotrajno skladištenje (električne) energije – LDES su slične. U poređenju sa pokrivanjem sedmičnih potreba za fleksibilnošću, ove tehnologije su kod mesečnih na 90 procenata, a u dnevnoj stavci na 34 odsto efikasnosti.