Tranzicija elektroenergetskog sistema, ukoliko se pokaže kao neophodna, trebalo bi da se sprovede u strogo kontrolisanom procesu, uz čuvanje nacionalnih interese – kroz parametre energetske, samim tim i nacionalne bezbednosti.

Jedini ispravan pristup, koji odgovara praksi u najvećem broju zemalja sveta jeste da se proces tranzicije sprovodi u tri koraka:

1. Definisanje nacionalnih prioriteta i ciljeva u oblasti energetike (elektroenergetike) kroz nacionalnu strategiju razvoja energetike.
2. Definisanje ključnih aktivnosti na ostvarenju prethodnog (koraka), kroz uzimanje u obzir nacionalnih interesa i okruženja od uticaja. Ovim korakom pokrivamo i obavezu ispred EU u našem slučaju, odnosno EnZ, kroz izradu objedninjenog Nacionalnog klimatskog i energetskog plana – INEKP.
3. Kreiranje odgovarajućeg zakonsko regulatornog okvira, koji omogućava realizaciju prethodno definisanih nacionalnih ciljeva u krovnim strateškim dokumentima, omogućavajući ostvarenje ciljeva nacionalne energetske politike u kontrolisanim uslovima.

Primarni zadatak elektroenergetskog sistema jeste da obezbedi sigurno i stabilno snabdevanje domaćeg stanovništva i privrede dovoljnim količinama kvalitetne električne energije. Sve prethodno navedeno neophodno je obezbediti po ekonomski i ekološki održivim kriterijumima.

Cilj elektroenergetskog sistema jeste:

• dovoljnost – bilansno zadovoljavanje potreba, neophodna energija na godišnjem nivou, i
• dostupnost – sigurno, stabilno, neprekidno, pouzdano i cenovno pristupačno snabdevanje domaće potrošnje, konstantno distupna snaga.

Spoljne uslove (faktore), koji su često nametnuti, u kojima sistem mora da nastavi da funkcioniše, možemo podeliti u dve grupe. Jednu čine administrativni činioci, vezani za uređenje zakonsko-regulatornog okvira, u kojem elektroenergetski sistem funkcioniše – viđeno danas kroz deregulaciju i stvaranje otvorenog tržišnog okruženja. Drugu grupu čine tehnološko orjentisani faktori, koji su u slučaju današnje situacije fokusirani na dekarbonizaciji i digitalizaciji elektroenergetskog sistema.

Pomenuti spoljni faktori ujedno predstavljaju i šansu i rizik po ispunjenje osnovnog cilja EES-a. Zadatak svih nas je da maksimalno iskoristimo šanse i predupredimo rizike, kao i da očuvamo celokupan domaći energetski resurs – zajedno sa ljudskim i intelektualnim kapacitetom, koji trenutno posedujemo, a koji je građen decenijama unazad.

Margina sigurnosti snabdevanja

U nastavku teksta bavićemo se marginom sigurnosti snabdevanja elektroenergetskog sistema. Objasnićemo kako se taj pokazatelj rada elektroenergetskog sistema računa. Bavićemo se uticajem na marginu sigurnosti snabdevanja elektroenergetskog sistema u uslovima delimične energetske tranzicije na varijabilne obnovljive izvore energije – OIE, kao i merama za predupređivanje identifikovanih rizika po smanjenje margine sigurnosti snabdevanja elektroenergetskog sistema, kao i po stabilan i siguran rad nacionalnog elektroenergetskog sistema. Margina prilagođenosti proizvodnje, odnosno margina sigurnosti snabdevanja elektroenergetskog sistema se računa kao odnos raspoloživog proizvodnog kapaciteta i vršne potrošnje. U Nemačkoj se, usled integracije oko 30 % OIE do 2023. godine očekuje da ova margina sa 26% padne na samo 3 % i da se zadrži na veoma niskom nivou u narednoj deceniji i duže.

Upravo taj kritični period nazivamo tranzicionim, odnosno, upravo taj period čini tu toliko spominjanu energetsku tranziciju, odnosno tranziciju elektroenergetskog sistema. Taj period je u slučaju Nemačke viđen da traje desetak godina. U slučaju drugih elektroenergetskih sistema trajanje ovog kritičnog perioda zavisi od polaznog stanja, odnosno od polaznog i ciljanog generatorskog miksa, koji je za svaki pojedinačan elektroenergetski sistem specifičan.

Bitno je ovde primetiti – i shvatiti, da je tokom tog prelaznog perioda sistem ugrožen, ukoliko se tranzicija vrši sa klasičnih proizvodnih kapaciteta sa visokim faktorom kapaciteta na varijabilne OIE sa dosta nižim faktorima kapaciteta i intermitentnom prirodom. Ta ugroženost sistema u tranzicionom, odnosno, tom prelaznom periodu se javlja usled razlike u priraštaju dostupne snage za pokrivanje domaće potrošnje (dobrobit uvođenja varijabilnih OIE pod odgovarajućim uslovima) i priraštaja potrebe za regulacionom rezervom u sistemu, opet snage samo u ovom slučaju neophodne da se zadrži u rezervi (u rezervi za sekundarnu i tercijarnu regulaciju EES).

Naime tokom prelaznog, tranzicionog perioda priraštaj potrebe za rezervnom snagom je veći od priraštaja dostupne korisne snage za snabdevanje. I, tu leži osnovni problem ovog tipa proizvodnje električne energije, a koji potiče iz njegove izrazite stohastičke, varijabilne prirode kao i veoma niskog faktora kapaciteta.

Uvek postoji „ali“

Ali, uvek postoji ono „ali“. Ukoliko se ova delimična energetska tranzicija izvrši pod odgovarajućim uslovima i u kontrolisanom okruženju, rizici se mogu preduprediti i margina sigurnosti snabdevanja se može očuvati, čak i tokom trajanja ovog procesa. Sledećim primerom ćemo pokušati da demonstriramo kako uz samo dva uslova možemo u potpunosti preokrenuti stvar u korist nacionalnog EES i učiniti da varijabilni OIE, u delimičnoj i kontrolisanoj tranziciji na iste, rade za sistem a ne protiv sistema.

Pre nego nastavimo sa analizom uticaja integracije varijabilnih OIE na marginu sigurnosti snabdevanja elektroenergetskog sistema, bitno je da spomenemo veoma bitan koncept strateške rezerve, koja kao takva postoji upravo u Nemačkoj, u svrhu očuvanja integriteta elektroenergetskog sistema sa značajnim udelom varijabilnih OIE, o čemu smo pisali u jednom od prethodnih tekstova objavljenih na Energija Balkana. Korisno je ovde spomenuti da je na Međunarodnoj stručnoj konferenciji „Kako sprovesti održivu tranziciju u elektroenergetskom sektoru Zapadnog Balkana“, održanoj na Mašinskom fakultetu, organizovanoj od strane redakcije Energija Balkana, u decembru 2022. godine, jedan od zaključaka Panela 1 je tom prilikom glasio:

„Predlaže se uvođenje strateških rezervi nacionalne bezbednosti iz lignita (do isrpljenja resursa) gradnjom novih, savremenijih kapaciteta na lignit ili gradnjom drugih konvencionalnih baznih izvora električne energije, uključujući kao potencijalnu opciju i nuklearne elektrane u budućnosti, kao i prevođenjem postojećih kapaciteta na lignit i na druga konvencionalna goriva u stratešku rezervu nacionalne bezbednosti. Predlaže se kontinuirano praćenje i prognoza adekvatnosti EES-a na srednjoročnom i dugoročnom nivou, te u skladu sa prepoznatim rizicima po sistem, uvođenje kapacitivnog mehanizma (strateške rezerve ili drugi), kao vid podsticaja dovoljnog nivoa konvencionalnih baznih izvora u sistemu i garanta nacionalne energetske bezbednosti”.

Nastavimo sa našim primerom i analizom uticaja integracije varijabilnih OIE na marginu sigurnosti snabdevanja elektroenergetskog sistema. Na sledećem dijagramu se može videti kako se menja margina sigurnosti snabdevanja EES za različite nivoe integracije varijabilnih OIE za slučaj da varijabilni OIE ulaze na mrežu bez akumulacija, skladišta električne energije, odnosno kapaciteta sposobnog za učešće u sekundarnoj ili tercijarnoj regulaciji EES, kao i u kojem je zanemarljiv udeo kupaca proizvođača koji su pod ugovorm o potpunom snabdevanju i po prirodi stvari električnu energiju koju proizvedu isporučuju domaćem snabdevaču.

Vidimo sa dijagrama da margina sigurnosti snabdevanja drastično opada sa porastom udela varijabilnih OIE u generatorskom miksu elektroenergetskog sistema, uzrokovano gore opisanom razlikom priraštaja potrebne snage za regulaciju (koja mora biti u rezervi) od priraštaja dostupne snage za bilansno pokrivanje domaće potrošnje.

Uvedimo prvu promenu. Proizvođači iz varijabilnih OIE (izuzev kupaca-proizvođača) uz svoj proizvodni kapacitet u sistem unose i odgovarajući novi regulacioni kapacitet (skladište, nova ili postojeća elektrana na kojoj je dostupan novi odgovarajući opseg snage za sekundarnu odnosno tercijarnu rezervu u zavisnosti od instalisane snage i obaveza prema RfG NC, idr…).

Pogledajmo šta se dešava sa marginom sigurnosti za iste udele varijabilnih OIE:

Dolazi do potpune inverzije slike. Preokrenuli smo priču u korist sistema. Povećanje udela varijabilnih OIE sada pomaže sistemu iz ugla fleksibilnosti i regulacije sistema. Sada ostaje da Operator sistema pažljivo utvrdi pravu meru udela varijabilnih OIE iz ugla zagušenja, sledećeg ograničavajućeg faktora, kao i inercije, odnosno stabilnosti elektroenergetskog sistema. Ali, problem fleksibilnosti smo rešili.

U sledećem koraku pokušaćemo da rešimo i drugi deo ove slagalcije: Kako da proizvedena električna energije u varijabilnim OIE ostane dostupna i pristupačna domaćoj potrošnji u uslovima otvorenog tršišta i slobodnog plasmana proizvodnje na otvorenom tržištu. Svi su svesni cena električne energije na otvorenom tržištu električne energije u poslednjih godinu ipo dana.

Značaj kupca-proizvođača

Pre nego što nastavimo simulaciju moramo da definišemo entitet kupca-proizvođača. Kupac-proizvođač u evropskoj praksi poznat kao self-consumption generators ili prosumers viđen je u sledeće četiri moguće kategorije:

1. Individualno domaćinstvo
2. Skup više potrošača na nivou zgrade
3. Komercijalno administrativni objekti, odnosno potrošači, radnje, administracija, javne ustanove
4. Energetske zajednice – deo naselja

Ukoliko povećamo udeo kupaca-proizvođača, koji su po pravilu na ugovoru o potpunom snabdevanju i,mamo sledeću situaciju na dijagramu margine sigurnosti snabdevanja.

Margina sigurnosti snabdevanja domaćeg potrošača se drastično poboljšava. Imamo siguran, stabilan elektroenergetski sistem, sa dostupnom i pristupačnom cenom električne energije za domaću potrošnju. Pa mi smo na putu da ispunimo osnovni cilj elektroenergetskog sistema, čak i u uslovima delimične tranzicije na varijabilne OIE. Ali, pod prethodno opisana dva uslova!

Ovo povećavanje udela proizvodnje na mikro nivou, kroz kupca-proizvođača, mora da se sprovede uz uvažavanje i adekvatnu procenu svih parametara rada elektroenergetskog sistema na osnovu relevantnih studija.

Takođe, kod kupaca-proizvođača je veoma bitno tačno definisati gornju granicu instalisane snage i napraviti razliku od koncepta aktivnog kupca. Suštinski, razlika se ogleda u obavezama koje aktivan kupac ima prema sistemu (nema prioritetan pristup sistemu, balansno je odgovoran, mora da učestvuje u određenim pomoćnim, odnosno, sistemskim uslugama – u zavisnosti od snage jedinica kojima raspolaže (i to prema zahtevima definisanim u NC RfG – Uredba o mrežnim pravilima koja se odnose na priključenje na mrežu proizvodnih jedinica).

Pravilnim ograničavanjem instalisane aktivne snage kupaca proizvođača sve jedinice veće snage postaju obavezne da učestvuju u pomoćnim, odnosno sistemskim uslugama, definisanim NC RfG, na taj način doprinoseći ukupnoj fleksibilnosti elektroenergetskog sistema i povećavajući ukupan nivo sigurnosti rada elektroenergetskog sistema.

Uz pretpostavku da smo na pravilan način definisali gornju granicu instalisane snage kupca-proizvođača, praktično smo sa dva prethodno opisana dodatna uslova, odnosno pretpostavke, u potpunosti promenili priču tranzicije elektroenergetskog sistema i od problema i rizika napravili sebi šansu i okvir u kojem delimična i u tom slučaju kontrolisana tranzicija elektroenergetskog sistema radi za sistem – a ne protiv njega.

Kako bismo predupredili i rizik koji je vezan za otpornost varijabilnih OIE na sunce i vetar na teške vremenske uslove, ali i druge kritične režime koji mogu dovesti do ugrožavanja sigurnog i stabilnog snabdevanja domaće potrošnje dovoljnim količinama pristupačne električne energije, potrebno je uvesti gore pominjanu stratešku rezervu nacionalne bezbednosti u konvencionalnim termokapacitetima.

Sa tri gore opisana predislova: (1.) uvođenjem uz svaki novi varijabilni obnovljivi izvor električne energije i obaveznog novog skladišta, akumulacije ili novog kapaciteta sposobnog za sekundarnu regulaciju elektroenergetskog sistema (u zavisnosti od instalisane snage varijabilnog izvora električne energije), (2.) povećavanje udela kupaca-proizvođača, ograničene instalisane snage na način opisan gore u tekstu (što je u svetskoj praksi negde od 30 kW do 200 kW) i (3.) umesto gašenja postojećih termokapaciteta, njihovo povlačenje u stratešku rezervu nacionalne bezbednosti, odnosno, izgradnja zamenskih stabilnih termokapaciteta iz uglja ili nuklearne energije, koji bi omogućili kreiranje strateške rezerve nacionalne bezbednosti u termokapacitetima, možemo govoriti o kontrolisanoj, dobro osmišljenoj tranziciji elektroenergetskog sistema, tokom koje neće biti ugrožena energetska bezbednost, odnosno nacionalna bezbednost.