Przez dziesięciolecia rozwój energetyki opierał się przede wszystkim na zwiększaniu mocy wytwórczych. Gdy rosło zapotrzebowanie na energię, budowano kolejne elektrownie. W świecie opartym głównie na elektrowniach węglowych, gazowych czy jądrowych taki model był stosunkowo prosty do realizacji. Operator systemu elektroenergetycznego mógł przewidywać produkcję energii i dostosowywać ją do zapotrzebowania odbiorców.
Transformacja energetyczna całkowicie zmienia jednak te zasady. Coraz większy udział energii pochodzi ze źródeł zależnych od warunków atmosferycznych. Elektrownie fotowoltaiczne produkują energię wyłącznie w ciągu dnia, a farmy wiatrowe jedynie wtedy, gdy wieje wiatr. W efekcie coraz częściej pojawiają się okresy nadwyżek energii oraz sytuacje, w których produkcja gwałtownie spada.
W takich warunkach równie ważne jak zwiększanie podaży energii staje się zarządzanie popytem. Zamiast uruchamiać kolejne elektrownie tylko po to, by pokryć krótkotrwałe szczyty zapotrzebowania, można czasowo ograniczyć lub przesunąć część zużycia energii. Właśnie na tym opiera się mechanizm Demand Side Response, czyli „odpowiedź strony popytowej”.
Na czym polega Demand Side Response?
Mechanizm DSR zakłada, że odbiorcy energii dobrowolnie zmieniają swoje zużycie w odpowiedzi na sygnały płynące z rynku lub od operatora systemu elektroenergetycznego.
Najczęściej oznacza to czasowe ograniczenie poboru energii w okresach największego zapotrzebowania. Może to być zatrzymanie części procesów przemysłowych, zmniejszenie pracy urządzeń chłodniczych, ograniczenie poboru energii przez centra danych lub przesunięcie ładowania samochodów elektrycznych na późniejsze godziny.
Kluczowe jest to, że uczestnik programu otrzymuje za taką gotowość wynagrodzenie. Nie zarabia wyłącznie wtedy, gdy faktycznie ograniczy zużycie energii. W wielu modelach wynagradzana jest już sama zdolność do szybkiej reakcji na sygnał operatora.
DSR można porównać do elektrowni, która nie produkuje dodatkowej energii, lecz redukuje zapotrzebowanie na nią. Dla operatora efekt jest bardzo podobny – system zostaje odciążony w krytycznym momencie.
Jak działa DSR w Polsce?
W Polsce mechanizm DSR rozwija się od kilkunastu lat, jednak prawdziwy przełom nastąpił wraz z uruchomieniem rynku mocy.
Rynek mocy został stworzony po to, aby zapewnić bezpieczeństwo energetyczne kraju i zagwarantować dostępność odpowiednich zasobów w okresach wysokiego zapotrzebowania. Początkowo uczestniczyły w nim głównie elektrownie, jednak z czasem coraz większą rolę zaczęły odgrywać usługi redukcji zapotrzebowania.
Według danych Polskich Sieci Elektroenergetycznych potencjał DSR zakontraktowany na rynku mocy liczony jest obecnie w setkach megawatów. Oznacza to, że w razie potrzeby operator może uzyskać efekt porównywalny z pracą dużego bloku energetycznego bez konieczności uruchamiania dodatkowych jednostek wytwórczych.
Największymi uczestnikami rynku pozostają zakłady przemysłowe, centra logistyczne, duże sieci handlowe oraz przedsiębiorstwa posiadające energochłonne procesy technologiczne. To właśnie tam najłatwiej uzyskać szybkie i znaczące ograniczenie poboru energii.
Dlaczego elastyczność staje się coraz cenniejsza?
Jeszcze kilka lat temu głównym problemem systemu elektroenergetycznego były niedobory energii. Dziś coraz częściej pojawia się odwrotne zjawisko.
W słoneczne dni produkcja energii z fotowoltaiki osiąga rekordowe poziomy. Zdarza się, że krajowe zapotrzebowanie nie jest w stanie wykorzystać całej dostępnej energii. W efekcie operatorzy muszą ograniczać pracę części instalacji odnawialnych źródeł energii.
Jednocześnie wieczorem sytuacja potrafi odwrócić się diametralnie. Produkcja z fotowoltaiki spada niemal do zera, podczas gdy miliony odbiorców wracają do domów i rozpoczynają korzystanie z urządzeń elektrycznych.
Właśnie dlatego przyszłość energetyki coraz częściej opiera się nie na budowie kolejnych elektrowni, lecz na zarządzaniu elastycznością odbiorców.
Samochody elektryczne mogą stać się elementem rynku DSR
Szczególnie interesującym obszarem rozwoju Demand Side Response są samochody elektryczne.
Przeciętny samochód elektryczny przez większość czasu pozostaje zaparkowany. Jednocześnie jego bateria może magazynować od kilkudziesięciu do nawet ponad 100 kWh energii.
Już dziś samo inteligentne zarządzanie ładowaniem może stanowić formę uczestnictwa w DSR. Jeżeli samochód zostanie podłączony do ładowarki o godzinie 18:00, nie oznacza to, że musi rozpocząć pobieranie energii natychmiast. System może automatycznie przesunąć ładowanie na godziny nocne, gdy energia jest tańsza i łatwiej dostępna.
Korzyści są podwójne. Operator systemu elektroenergetycznego ogranicza obciążenie sieci w szczycie, a właściciel samochodu płaci mniej za energię.
Jeszcze większy potencjał wiąże się z technologiami Vehicle-to-Grid (V2G) oraz Vehicle-to-Home (V2H), które umożliwiają oddawanie energii zgromadzonej w akumulatorze pojazdu z powrotem do sieci lub budynku.
Według analiz Międzynarodowej Agencji Energetycznej oraz Europejskiego Stowarzyszenia Producentów Samochodów liczba samochodów elektrycznych w Europie może przekroczyć 60 milionów przed końcem następnej dekady. Oznaczałoby to powstanie największego rozproszonego magazynu energii w historii.
Czy kierowcy będą mogli zarabiać na elastyczności?
W wielu krajach pierwsze programy już działają. W Wielkiej Brytanii, Holandii czy Danii operatorzy energetyczni testują modele, w których właściciele samochodów elektrycznych otrzymują wynagrodzenie za udostępnianie części pojemności akumulatora na potrzeby stabilizacji systemu.
Kierowca określa minimalny poziom naładowania baterii, który chce zachować na potrzeby codziennej eksploatacji. Pozostała część energii może być wykorzystywana przez agregatora elastyczności do świadczenia usług systemowych.
W Polsce rynek znajduje się dopiero na początku tej drogi. Rozwój inteligentnych liczników energii, taryf dynamicznych, magazynów energii oraz technologii dwukierunkowego ładowania będzie jednak stopniowo tworzył warunki do pojawienia się podobnych modeli biznesowych.
Rola agregatorów będzie rosła
Pojedynczy odbiorca energii zwykle nie jest w stanie samodzielnie uczestniczyć w rynku usług elastyczności. Kluczową rolę odgrywają więc agregatorzy.
Ich zadaniem jest łączenie wielu mniejszych zasobów w jeden większy podmiot zdolny do świadczenia usług na rzecz operatora systemu elektroenergetycznego.
Agregator może jednocześnie zarządzać setkami magazynów energii, tysiącami punktów ładowania samochodów elektrycznych czy dziesiątkami zakładów przemysłowych. Dzięki temu powstaje zasób o mocy porównywalnej z dużą elektrownią.
Komisja Europejska oraz operatorzy systemów przesyłowych traktują rozwój agregacji jako jeden z fundamentów przyszłego rynku energii.
DSR będzie jednym z filarów nowoczesnej energetyki
Transformacja energetyczna sprawia, że elastyczność staje się nowym zasobem energetycznym. W świecie rosnącego udziału odnawialnych źródeł energii zdolność do przesuwania lub ograniczania zużycia energii może być równie cenna jak budowa nowych elektrowni czy magazynów energii.
Demand Side Response już dziś pozwala przedsiębiorstwom uzyskiwać dodatkowe przychody za gotowość do zmiany sposobu korzystania z energii. W kolejnych latach podobne możliwości będą coraz częściej pojawiać się również przed gospodarstwami domowymi. Szczególną rolę mogą odegrać właściciele samochodów elektrycznych, których pojazdy staną się nie tylko środkiem transportu, ale także aktywnym elementem krajowego systemu elektroenergetycznego.
PS
