50 nijansi zelene – ugalj kao OIE

Kako razumeti vesti koje često u medijima možemo čuti poslednjih dana: „Nemačka Vlada ponovo otvara zatvorene termoelektrane na ugalj“? . U procesu toliko izvikane dekarbonizacije, energetske tranzicije… u sklopu navodne borbe protiv klimatskih promena Nemačka, kao ni Italija, V. Britanija i mnoge druge velike evropske države, nisu nikada u potpunosti ugasile svoje termoelektrane na ugalj. Njihovi zeleni su izgleda neke posebne nijanse zelene. One nijanse kojima je, izgleda, mnogo preča bitka sa „istočnim neprijateljima”, od bitke sa „klimatskim promenama”!

Kako se termoelektrana na ugalj, koja je prethodno zatvorena u procesu energetske tranzicije sa fosilnih goriva na obnovljive izvore energije (OIE), pod neviđenom hajkom navodno zelenih u Nemačkoj i drugim evropskim državama, ponovo otvara u tako kratkom roku i to upravo sa Zelenima na vlasti? Kako se, kako to navode mediji, u Nemačkoj privremeno vraćaju u pogon inače neaktivne termoelektrane na ugalj?

Odgovor na ovo pitanje je vrlo prost. U procesu toliko izvikane dekarbonizacije, energetske tranzicije… u sklopu navodne borbe protiv klimatskih promena Nemačka, kao ni Italija, V. Britanija i mnoge druge velike evropske države, nisu nikada u potpunosti ugasile svoje termoelektrane na ugalj. Njihovi zeleni su izgleda neke posebne nijanse zelene. One nijanse kojima je, izgleda, mnogo preča bitka sa „istočnim neprijateljima”, od bitke sa „klimatskim promenama”!

Sledi da iako po definiciji IEA nije čist i obnovljiv izvor energije, ugalj trenutno sigurno jeste obnovljen izvor energije.

Potpuno zatvaranje tih kapaciteta ostavljeno je malim, poslušnim ekonomijama, odnosno državama. Potpuno zatvaranje ovih kapaciteta ostavljeno je naivnima iskreno zelenima. Velike, iskusne, ako hoćete i licemerne ekonomije su ih planski konzervirale i ostavile u rezervi za krizna vremena, za ne daj Bože. Za vremena koja su upravo stigla!

Bojim se i da pomislim šta bi danas bilo sa tim malim, poslušnim državama, da su kojim slučajem bile brže u reformama svojih elektroenergetskih sistema i da su krizu koju danas živimo, a koja će doživeti svoj prvi pik ove, prve zime koja dolazi, dočekali bez svojih termokapaciteta, odnosno baš onako kako im se dve poslednje decenije uporno serviralo sa Zapada kroz navedeni proces neminovne” energetske tranzicije. Šta bi bilo da su stvarno u potpunosti ugasile svoje termoelektrane. Narodne poslovice poput onih „Strpljen, spasen.”, i(li) Pet puta meri a jednom seci ovom prilikom možda poprimaju posebno značenje.

Nemački model licemerja

No objasnimo kako se na ovom polju ponela jedna Nemačka, poznata u nekom ranijem periodu po visokom udelu uglja u proizvodnji električne energije.

Naime, zakonsko rešenje prisutno već niz godina u Nemačkoj obezbeđuje siguran i stabilan rad elektroenergetskog sistema, odnosno kontinuirano održavanje integriteta nacionalnog EES kroz očuvanje u rezervi termokapaciteta koji kao gorivo koriste ugalj. Uvodimo nove pojmove: strateški proizvodni kapacitet, garantovani proizvodni kapacitet, proizvodni kapaciteta relevantan za prenosnu mrežu (odnosno za elektroenergetski sistem).

Meni lično je zanimljivo, da nikada, ni na jednom skupu, konferenciji, radionici, sastanku nebrojenih radnih grupa, a radio sam godinama za Energetsku zajednicu, niko, nikada nije spomenuo ovo zakonsko rešenje u Nemačkoj, koje postoji od kada postoji i energetska tranzicija u toj državi. Ovde obrađujemo Nemačku, ali ponavljam isti je ili vrlo sličan slučaj i sa ostalim jakim državama u Evropi.

Prema zakonskim rešenjima iz 2016. godine, na osnovu procene Federalne agencije moguće je postojeći kapacitet termoelektrana proglasiti strateškim rezervnim kapacitetom radi obezbeđivanja neophodnog kapaciteta u ekstremnim radnim režimima EES.

Razlikujemo sledeće vidove rezervi proizvodnih kapaciteta u EES Nemačke:

  1. rezerva kapaciteta (klasična regulaciona rezerva u kojoj se zakupljuje proizvodni kapacitet),
  2. sistemska, odnosno mrežna rezerva (aktivira se u svrhu redispečinga i rešavanja zagušenja u mreži, rešavanja reaktivno-naponskih problema, ostalih mrežnih problema kroz pomoćne usluge),
  3. strateška rezerva za sigurnost i stabilnost rada EES.

Od gore navedenih tipova rezervi, prema pomenutom zakonskom rešenju u Nemačkoj iz 2016. godine, uvedena je nova kategorija strateške rezerve definisana pod tačkom 3, kao i pojam garantovanog proizvodnog kapaciteta.

Operatori prenosnog sistema su u obavezi da sprovode, jednom godišnje, detaljnu analizu adekvatnosti sistema radi proučavanja potencijalnih ekstremnih, kritičnih graničnih radnih režima EES (ekstremno opterećenje, proizvodnja i stanja mreže) i definisanje odgovarajućih preventivnih mera u koje spada i držanje pomenute strateške rezerve u proizvodnim kapacitetima.

Prebacivanje proizvodnih kapaciteta na ugalj u stratešku rezervu

Alternativa zatvaranju termoelektrana na ugalj u Nemačkoj je bilo njihovo prebacivanje u stratešku rezervu. U tom slučaju neke od elektrana su prestale sa redovnom proizvodnjom i rade isključivo u režimima kada je neophodno otkloniti sistemske, odnosno probleme u snabdevanju u vanrednim uslovima. Uvodi se pojam garantovanog kapaciteta. Operateri dobijaju nadoknadu za održavanje garantovanog kapaciteta na raspolaganju. Savezna vlada je 2016. godine izabrala ovu opciju u kontekstu uvođenja takozvane sigurnosne rezerve termoelektrana na lignit. Tokom perioda od 2016. do 2019. godine, elektrane na lignit sa kombinovanim kapacitetom od 2,7 GW postepeno se prebacuju u ovu rezervu, pre potencijalnog konačnog gašenja nakon ciklusa od četiri godine (objašnjeno kasnije). U smislu zakona EU, rezerve kapaciteta imaju status državne pomoći i mora ih odobriti Evropska komisija. Komisija je do danas odobrila različite mehanizme kapaciteta za održavanje sigurnosti snabdevanja, između ostalog u Belgiji, Francuskoj, Grčkoj, Italiji, Poljskoj i Nemačkoj (Evropska komisija 2018b). Odobrenje Komisije EU po zakonu o državnoj pomoći dato je isključivo na osnovu koristi za sprovođenje klimatskih politika i za manje intervencije u oblasti konkurentnosti. Komisija u svojim odlukama nije pomenula doprinose sigurnosti snabdevanja (Evropska komisija 2016). Ukoliko se sigurnosna rezerva proširi do značajnog stepena, moguće je i negativno mišljenje Evropske komisije u budućnosti, mada situacija na terenu ne ide istome u prilog.

Proces zatvaranja elektrana na ugalj i prebacivanja u stratešku rezervu u Nemačkoj

U Nemačkoj sva planirana zatvaranja elektrana moraju biti najavljena BNetzA najmanje 12 meseci pre planiranog datuma zatvaranja, što je u skladu sa odeljkom 3b Zakona o energetskoj industriji (EnVG). Federalna mrežna agencija prvo prosleđuje zahtev za zatvaranje OPS-u, koji procenjuje sistemsku relevantnost elektrane. Ako se utvrdi da je elektrana relevantna za sistem, zatvaranje se može sprečiti; elektrana se tada mora držati u stanju pripravnosti tokom početnog perioda od 24 meseca. Ovaj period se može produžiti na još dodatna 24 meseca u Nemačkoj. Troškovi nastali za održavanje stanja pripravnosti se nadoknađuju operateru (prema članu 13 c EnVG). Ovi troškovi se naplaćuju kao deo mrežnih naknada. Trenutno, 26 blokova elektrana sa neto nominalnim kapacitetom od otprilike 6,9 GW klasifikovano je kao relevantno za sistem. Od toga 13 blokova elektrana ukupnog kapaciteta 3,0 GW, dakle, većina ovih elektrana radi na prirodni gas. Sedam blokova termoelektrana snage 2,3 GW, rade na kameni ugalj. Postoji još šest blokova elektrana, čiji je instalisani kapacitet 1,6 GW kao gorivo koristi sirove naftne derivate.

Moguće korekcione mere

Za slučaj nedostatka proizvodnih kapaciteta, BNetzA i OPS imaju kratkoročne i srednjoročne mere na raspolaganju:

  • Povećanje proizvodnih kapaciteta prema Članu 13 EnWG.
  • Izgradnja novih kapaciteta (na primer gasnih turbina) ili gradnja novih interkonektivnih prenosnih kapaciteta u svrhu obezbeđivanja rezervi iz uvoza. Mere se donose na osnovu stres testova, odnosno analize kritičnih režima rada EES koje sprovodi OPS. Studija se radi na dugi rok i ažurira najmanje jednom u četiri godine.

Ukoliko je manjak kapaciteta predvidiv, planiran, Federalna agencija za mrežu ima više mogućnosti za obezbeđivanje nedostajućih kapaciteta, od gradnje novih do proširenja postojećih proizvodnih kapaciteta.

Federalna agencija za mreže i operatori prenosnog sistema sprovode redovne analize sistema, kako bi istražili kritične režime rada EES. Ove analize su zasnovane na pretpostavkama ekstremnog opterećenja, proizvodnje i stanja mreže.

Strateška rezerva i upravljanje potrošnjom u cilju obezbeđivanja sigurnog i stabilnog rada EES

Različiti tipovi strateške rezerve i upravljanje potrošnjom nude dodatnu sigurnost u nemačkom elektroenergetskom sistemu.

Regulatorni okvir, takođe, zahteva uspostavljanje različitih rezervi i upravljanje potrošnjom (EnGV, odeljak 13 b, d, e, f i odeljak 11, stav 3):

  • Mrežna, sistemska strateška rezerva je osmišljena da obezbedi dovoljno fleksibilan proizvodni kapacitet za upravljanje zagušenjima u mreži, koja podržava mrežu posebno tokom zimskog perioda. Uključuje i kapacitete za redispečing, naponsku kontrolu i za podizanje sistema nakon težih havarija i kvarova u Nemačkoj ili drugim zemljama. Sistemska rezerva u Nemačkoj posebno ima za cilj da otkloni uska grla u mreži u evakuaciji energije od severa ka jugu države (poznato usko grlo nemačkog elektroenergetskog sistema).
  • Proizvodni kapaciteti posebno rezervisani za održavanje stabilnog rada EES su dati na raspolaganje Operatorima sistema od 2020. godine do daljnjeg, kao posebni kapaciteti za održavanje dinamičke stabilnosti EES Nemačke.
  • Osim obezbeđivanja neometanog prolaska kroz kvarove na mreži, rezervni kapaciteti pružaju podršku i u ostalim nepredviđenim situacijama, uključujući i neplanirani debalans sistema. Da bi se obim strateških rezervi sveo na minimum, rezerva kapaciteta je usklađena sa mrežnom, sistemskom rezervom na zahtev Evropske komisije. Elektrane se mogu kvalifikovati za oba mehanizma istovremeno, ako imaju lokaciju koja podržava mrežu na gore opisane načine.
  • OPS, takođe, može ugovoriti kotrolu potrošnje, sa postrojenjima koja takav režim rada dozvoljavaju, na taj način smanjujući snabdevanje električnom energijom – ako je potrebno uz plaćanje odgovarajuće nadoknade, kako bi reagovali na nedostatak u proizvodnji ili zagušenja u mreži. Provajderi kontrolisane potrošnje uključuju industrijska preduzeća povezana na mrežu srednjeg, visokog ili ultravisokog napona.
  • U slučaju uskih grla na strani snabdevanja usled ekstremnih i dugotrajnih predvidljivih vremenskih nepogoda sigurnosna rezerva, obezbeđena preliminarnim zatvaranjem elektrana na lignit, može se aktivirati kao konačni sigurnosni mehanizam. U svetlu trenutnog viška kapaciteta elektrane i niske fleksibilnosti ovih postrojenja, malo je verovatno da će se koristiti za svrhe sigurnosne, brze rezerve (UBA (2017a) i Poglavlje 5.3).

Različite rezerve i opcije upravljanja potrošnjom – isključujući sigurnosnu rezervu iz TE na lignit – imaju ukupan kapacitet od 11,3 GW, uključujući mrežnu, odnosno sistemsku rezervu (6,6 GW za zimu 2018/19), postrojenja za održavanje dinamičke stabilnosti sistema (1,2 GW od 2020. nadalje), kapacitet rezervna (2 GW) i kontrolabilne potrošnje (1,5 GW). Ukupan kapacitet rezervi može se smanjiti za maksimalno 2 GW zbog kombinacije sistemskih i rezervi kapaciteta, gde se elektrane kvalifikuju za oba mehanizma.

Nemačka poseduje rezervne proizvodne kapacitete, kao i kontrolabilnu potrošnju od otprilike ukupno 11.3 GW.

Neće skoro biti ukinute rezerve u TE na lignit

Sigurnosne rezerve bazirane na TE na lignit trenutno iznose 2.7 GW. Nakon 2023. prvobitno je bilo planirano ukidanje ovog tipa rezervi. Ali, realnost očigledno pokazuje da do istog u dogledno vreme neće doći.

Problemi vezani za sigurnost snabdevanja, tačnije za marginu sigurnosti rada EES postoje u svim evropskim sistemima koji su krenuli putem energetske tranzicije i povećanja udela varijabilnih OIE u proizvodnom miksu. Već u režimu u kojem imamo oko 25% instalisane proizvodnje iz varijabilnih izvora električne energije neophodna je konstanta prisutna pozamašna dodatna balansna, odnosno regulaciona rezerva. Ovaj nedostatak, problem nestalnosti izvora OIE, primorava EES koji se oslanja u većoj meri na varijabilne obnovljive izvore energije da uloži ili u skladištenje energije, koju generišu ti izvori energije u baterijama, kako bi imali neprekidno snabdevanje u momentima smanjene proizvodnje, ili da se oslanjaju na tradicionalno stabilne izvore energije – poput nuklearne energije, gasa ili uglja, kako bi popunili navedene praznine u snabdevanju.

Skladištenje električne energije u baterijama u širokim razmerama je skupo. Čak i za EU zemlje. Evropa se iz navedenog razloga oslanja na visoko međusobno povezane sisteme, koji omogućavaju razmenu, odnosno prekograničnu trgovinu električnom energijom u cilju nadoknađivanja potreba svakog pojedinačnog sistema. Problem kod oslanjanja na ovaj koncept najbolje se odslikava aktuelnom energetskom krizom u Evropi. Naime, niska proizvodnja iz OIE širom Evrope, koja je u drugoj polovini 2021. godine uparena sa ograničenim zalihama gasa, direktno je uticala na ograničene mogućnosti u radu gasnih termoelektrana širom Evrope, što je dalje dovelo do danas još uvek aktuelne energetske krize – u kojoj nijedna država nema dovoljno kapaciteta ni za pokrivanje sopstvenih potreba.

U situaciji u kojoj svi evropski sistemi muče istu muku, nedostatak snage u sistemu, tačnije nedostatak regulacione rezerve, kao i trenutno još nedovoljno razvijen regulatorno administrativni okvir, vezan za eventualno korišćenje kapaciteta u inostranstvu, govore u prilog činjenici da će još dugo biti potpuno neodrživ koncept potpunog prelaska na varijabilne obnovljive izvore energije.

Nemačka, koja je lider u integraciji varijabilnih OIE u Evropi, trenutno ima udeo od oko 27% proizvedene električne energije iz vetroelektrana i oko 10% proizvedene električne energije iz solarnih panela. Nemački stručnjaci očekuju da će se do 2023. margina sigurnosti rada elektroenergetskog sistema u Nemačkoj spustiti na 3%, ili dva gigavata, sa 26% koliko je ta margina iznosila pre pandemije Kovida, prema BNEF -u.

Navodi se da će taj nedostatak, odnosno manjak sigurnosti snabdevanja električnom energijom, potrajati sve dok se ne reši na adekvatan način problem nestalnosti obnovljivih izvora električne energije.

Sa dijagrama vidimo da nemački elektroenergetski sistem čitavu deceniju, i duže, neće imati nivo sigurnosti rada koji je, samo do pre koju godinu, bez problema imao. Da neće biti u stanju da radi na današnjem nivou, kada je reč o sigurnosti snabdevanja. Prethodno navedeno se dešava zbog isticanja roka kojim je definisano korišćenje strateških rezervnih proizvodnih kapaciteta, a koji za većinu termoelektrana u Nemačkoj ističe 2023., odnosno 2024. godine. Na sledećem dijagramu ividimo značajan pad nivoa sigurnosti rada EES, odnosno definisane margine sigurnosti.

Margina sigurnosti snabdevanja za elektroenergetski sistem nemačke od 2010 do 2030.

Suština je da je nemačka elektroenergetika i pre ukrajinske krize pokazivala znake izražene slabosti i visokog rizika od izuzetnog smanjenja margine sigurnosti snabdevanja. Odnosno, visok rizik od mogućih restrikcija i prekida u napajanju električnom energijom privrede i stanovništva. To se dešava već skoro čitavu deceniju i povezano je, direktno, sa visokom integracijom varijabilnih OIE i nedostatkom stabilnih izvora energije. Ovaj rizik se eliminiše gore opisanim strateškim rezervama.

Usled ukrajinske krize Nemačka je primorana da prolongira važenje sveobuhvatnog regulatorno zakonskog okvira, kojim se podiže nivo sigurnosti snabdevanja. Konkretno, primorana je da produži korišćenje gore opisanih strateških rezervi, kako bi predupredila smanjenje margine sigurnosti rada EES u godinama koje dolaze. Iz svega navedenog u ovoj kratkoj analizi zaključujem da je jasna neophodnost iznalaženja rešenja, koja će omogućiti srednjoročno i dugoročno održavanje integriteta srpskog elektroenergetskog sistema u prihvatljivim granicama. Neophodno je na vreme prepoznati strateške proizvodne kapacitete i čuvati ih uz neminovno poboljšanje njihovih ekoloških parametara. Takođe je neophodno umerenim, dobro izbalansiranim i odmerenim pristupom prilaziti integraciji varijabilnih OIE u EES Srbije, sve dok se ne iznađu prihvatljivi tehnološki i regulatorni modeli, koji bi takvu integraciju učinili održivom i fizički mogućom. I, naravno, potrebno je intenzivno raditi na integraciji novih stabilnih izvora električne energije u našem nacionalnom elektroenergetskom sistemu.

Korišćena literatura:

https://www.ecologic.eu/sites/default/files/publication/2019/3537-kohlereader_englisch-final.pdf

https://www.bmwk.de/Redaktion/DE/Publikationen/Industrie/evaluierung-der-braunkohle-sicherheitsbereitschaft.html

https://www.bmwk.de/Redaktion/DE/Publikationen/Industrie/evaluierung-der-braunkohle-sicherheitsbereitschaft.pdf?__blob=publicationFile&v=3

https://www.elia.be/-/media/project/elia/elia-site/public-consultations/2020/20201130_strategic-reserve-2021-22-v_final-1_en.pdf

Share on facebook
Facebook
Share on twitter
Twitter
Share on linkedin
LinkedIn
Share on email
Email
Share on print
Odštampaj

Ostavite odgovor

Vaša adresa e-pošte neće biti objavljena.

Logo

Newsletter

Možda će Vam se svideti:

Logo

Energija Balkana

Newsletter

Nedeljni pregled vesti