Prozjumeri da troše električnu energiju onda kada je proizvode

Postojeći model kupac-proizvođač, koji je definisan u Zakonu o OIE Srbije ima bitne nedostatke, koji bi dugoročno doveli do tehničkih i ekonomskih problema održivosti ovog koncepta, navodi u autorskom tekstu za Energiju Balkana dr Željko Đurišić, vanredni profesor Elektrotehničkog fakulteta Univerziteta u Beogradu i predlaže novi model prozjumera, koji bi unapredio tehničke i ekonomske performanse elektroenergetskog sistema Srbije. Potrebno je definisati novi regulatorni model, koji će omogućiti veću instalaciju fotonaponskih elektrana na distributivnom nivou i bolje ispoljavanje pozitivnih efekata u pogledu gubitaka i naponskih prilika. Osnovni zahtev bi bio da prozjumeri troše električnu energiju onda kada je proizvode.

Instalacija fotonaponskih panela na krovovima rezidencijalnih, komercijalnih i industrijskih objekata predstavlja najprihvatljiviji način proizvodnje energije i sa tehničkog i sa ekonomskog i sa ekološkog stanovišta. Instalacijom proizvodnih jedinica na krovovima objekata se maksimalno fizički i električno približavaju proizvodnja i potrošnja, čime se može bitno smanjiti transport električne energije kroz distributivnu mrežu, što može doprinijeti značajnom smanjenju gubitaka u sistemu. Krovovi su pasivne površine i instalacija fotonaponskih sistema praktično ne stvara nikakve negativne efekte u pogledu zauzimanja korisnih površina.

Krovne fotonaponske elektrane u sistemu kupac-proizvođač direktno i u ponom kapacitetu svoju energiju predaju Elektroprivredi Srbije kao garantovanom snabdjevaču, tako da umanjuju potrebu za uvozom energije i proizvodnjom iz termoelektrana, za razliku od velikih vetroelektrana i solarnih elektrana koje su u privatnom vlasništvu i svoju energiju mogu plasirati na globalno tržište. Ipak, kapaciteti distributivnih mreža ograničavaju ukupnu instalisanu snagu fotonaponskih elektrana, pa je potrebno pronaći model koji će omogućiti njihovu što bolju integraciju u sistem i maksimalno iskorišćenje ovog resursa.

Kritička analiza postojećeg modela prozjumera

Postojeći model kupac-proizvođač koji je definisan u Zakonu o OIE Srbije ima bitne nedostatke, koji bi dugoročno doveli do tehničkih i ekonomskih problema održivosti ovog koncepta. Postojeći model podrazumijeva bilansiranje potrošnje i proizvodnje prozjumera na godišnjem nivou, ne vodići računa o korelisanosti sezonskih i dnevnih profila proizvodnje i potrošnje električne energije. Tu se krije glavni problem, koji će dovesti do neželjenih efekata pri masovnoj instalaciji fotonaponskih sistema u elektrodistributivnom sistemu, ako se postojeći regulatorni okvir bude zadržao.

Postojeći model kupac-proizvođač ni na koji način ne podstiče usklađivanje vremenskih dijagrama proizvodnje i potrošnje i to ga čini dugoročno neodrživim. Prema postojećem modelu svjedno je kada prozjumer proizvodi eneriji, a kada troši. Šta sprečava prozjumera da, na primjer, pređe na eletrično grijanje prostorija u svom objektu ako instalira dovoljno fotonaponskih panela da ljeti proizvedi energiju, a zimi da je utorši? To nije prihvatljivo, a postojeći model to omogućava, čak i stimuliše. Ovo bi dovelo do povećanja potreba za električnom energijom u toku zimskog perioda i do viškova energije u toku ljetnjeg perioda, jer fotonaponski sistemi u toku prosječnog ljetnjeg dana proizvedu oko tri puta veću energiju nego u toku prosječnog zimskog dana. Cijena električne energije ljeti je značajno niža nego u zimskom periodu i taj disbalans cijena će biti još izraženiji u budućnosti – zbog masovne instalacije fotonaponskih sistema u globalnom elektroenergetskom sistemu. Povećana potrošnja električne energije u zimskom periodu bi zahtijevala dodatnu proizvodnju iz termoelektrana, pa postojeći koncept kupac-proizvođač i ekološki nije najbolje rješenje.

Osim ekonomske i ekološke kritike, postojeći model nije dobro rešenje ni sa tehničkog aspekta. Iz više razloga. Osnovni problem je jednovremenost proizvodnje elektirčne enegije fotonaponskih sistema. Svi krovni fotonaponski sistemi proizvode najviše energije oko podnevnih sati. Možemo zamisliti vedar ljetnji dan kada će fotonaponski sistemi u nekom regionum generisati uglavnom viškove električne energije i plasirati ih u sistem. Ova energija, koju je u obavezi da preuzima elektroprivreda, ima relativno nisku tržišnu vrijednost. Osim toga, jednovremenost proizvodnje fotonaponskih sistema bez usklađivanja sa profilom potrošnje će dovesti do problema sa naponima, naročito u slaboj distributivnoj mreži. A u nekim slučajevima i do povećanja gubitaka.

Kao posledica ovih efekata, doći će do zasićenja distributivnih mreža, koje neće moći da prihvate nove instalacije fotonaponskih sistema. Dakle, postojeći model kupac-proizvođač ne stimuliše optimalno korišćenje kapaciteta za izgradnju fotonaponskih elektrana u distributivnom sistemu, što je njegova velika mana. Potrebno je definisati novi regulatorni model, koji će omogućiti veću instalaciju fotonaponskih elektrana na distributivnom nivou i bolje ispoljavanje pozitivnih efekata u pogledu gubitaka i naponskih prilika.

Kapacitet upravljive potrošnje u rezidencijalnim objektima u Srbiji

Potrošnja električne energije rezidencijalnih objekata ima značajnu fleksibilnost. Istraživanja koja su sprovedena na Elektrotehničkom fakultetu u Beogradu pokazuju da je više od 25% ukupne potrošnje u domaćinstvima upravljivo na dnevnom nivou. To znači da četvrtinu zahtijevane dnevne količine električne energije rezidencijalni potrošači mogu usklađivati sa potrebama sistema, a da pri tom praktično nema ugrožavanje konfora u potrošnji električne energije. Upravljiva potrošnja je značajan resurs i potrebno ga je iskoristiti.

Što se tiče prozjumera, najbolji efekti će se postići ako se ova upravljiva potrošnja forsira u satima kada njegov fotonaponski panel najviše proizvodi. Postojeća tarifna politika zapravo stimuliše suprotono, da se upravljivi dio potrošnje izmješta u posleponoćne sate. To je u konvencionalnim sistemima imalo opravdanja, a sa uvođenjem prozjumera postojeći tarifni sistem gubi smisao i dugoročno postaje štetan i treba ga napustiti.

Predlog novog modela prozjumera

Osnovni zahtjev pred novi regulatorni model kupac-proizvođač je da on treba da stimuliše prozujemere da vremenski dijagram snage svoje potrošnje električne energije usklađuju sa dijagramom snage proizvodnje iz svojih fotonaponskih panela. Odnosno, da prozjumeri troše električnu energiju onda kada je proizvode. To se može postići jednostavnom mjerom: bilansni period proizvodnje i potrošnje u novom regulatornom okviru za kupca-proizvođača treba da bude petnaestominutni interval, a ne jedna godina. Potrebno je instalirati brojila koja će u svakom petnaestominutnom intervalu mjeriti proizvodnju fotonaponskog sistema i snagu razmjene sa distributivnom mrežom. Razlika ove dvije mjerene veličine predstavlja snagu potrošnje objekt koju računa brojilo. Za količinu potrošene energije koja je u analiziranom petnaestominutnom intervalu pokrivena iz sopstvenog fotonaponskog panela država (EPS) treba da obezbijedi premiju, koja može iznositi na primjer 20% tržišne cijene električne energije. Za višak energije koji je kupac-proizvođač plasirao u mrežu EPS može platiti nadoknadu koja može iznositi na primjer 40% od tržišne cijene električne energije. Ukoliko u analiziranom petnaestominutnom intervalu objekat troši više energije nego što proizvodi, razliku preuzima iz distributivne mreže i ona se tarifira kao i za ostale potrošače, koji nisu u sistemu kupac-proizvođač, dakle 100% tržišne cijene.

Da bi se ovakva mjera tehnički sprovela potrebno je da se instalira pametno brojilo, koje može vršiti petnaestominutno bilansiranje proizvodnje i potrošnje i koje na kraju svakog mjeseca ispostavlja tri obračunske veličine: ukupna preuzeta energije iz distributivne mreže u anliziranom mjesecu, ukupna predata energija distributivnoj mreži, ukupna pokrivena potrošnja iz lokalnog izvora (fotonaponskog panela). Na osnovu ovih veličana – koje se očitavaju sa brojila, na kraju svakog mjeseca ispostavlja se račun prozjumeru prema sledećem modelu:

mjesečni račun (nj) = proračunata ukupna (kumulativna) lokalno pokrivena potrošnja * c1(nj/kWh) + ukupna predata energije u distriburivni sistem * c2(nj/kWh) – ukupna preuzeta energije iz distributivne mreže * c3(nj/kWh).

Mjesečni račun prozjumera može biti i pozitivan i negativan. Pozitivan znači da je u analiziranom mjesecu više ostvario prihoda od nadoknade za sopstveno pokrivanja potrošnje i predatih viškova energije nego što je rashod za preuzetu energiju iz distributivne mreže. Negativan račun znači da je kategorija preuzete energija iz distributivnog sistema dominantna u računu i da prozjumer nije dovoljno usklađivao proizvodnju i potrošnju i/ili je proizvodnja značajno manja od potrošnje u analiziranom mjesecu. Optimizacija odnosa cijena svake od obračunskih kategorija (c1, c2 ic3) prema predloženom modelu zahtijeva detaljnu studijsku analizu.

Rešavanjem ovog optimizacionog zadatka se bave doktoranti na Elektrotehničkom fakultetu u Beogradu. Optimalno vrednovanje obračunskih kategorija u definisanom modelu će rezultovati da predloženi model bude prihvatljiviji i za prozjumera i za državu u odnosu na postojeći model kupac-proizvođač. Ukoliko se ostvare novčani viškovi oni se mogu prenositi kao kredit u naredni mjesec, čime se mogu izbjeći određeni problemi vezani za administrativne procedure.

Efekti predloženog modela prozjumera i motivi za njegovu primjenu

Očekivani efekti predloženog regulatornog okvira su:

  1. Kupac-proizvođač bi bio motivisan da u maksimalno mogućoj mjeri usklađuje svoju potrošnju sa raspoloživom snagom proizvodnje, jer bi na taj način trošeći praktično zarađivao. Onaj prozjumer koji bude bolje usklađivao proizvodnju i potrošnju će imati manji mjesečni račun od prozjumera koji je isto proizveo i potrošio energije ali nije usklađivao vremenske dijagrame.
  2. Kupac-proizvođač bi bio motivisan da skaladišti energiju kada ima viškove, jer bi mu bilo isplativije da energiju lokalno akumulira i troši kada ne bude imao dovoljno proizvodnje iz fotnaponskog sistema (na primjer noću) nego da je predaje mreži po niskoj cijeni, a kupuje po visokoj. Skladišta ne moraju biti samo baterije, već mogu biti i rezervoari vode sa električnim grijačima, odnosno bojleri veće zapremine, koji bi viškove proizvedene električne energije preuzimali i grijali vodu koja bi se koristila za napajanje sanitarnih uređaja (veš-mašina i mašina za pranje suđa) i tuširanje.
  3. Prozjumerima ne bi bilo isplativo da instaliraju fotonaponske sisteme velikih snaga, jer cijena viškova električne energije ne bi opravdavala takve instalacije. Dakle, ova mjera bi optimizovala snagu fotonaponskih sistema prema potrebama potrošnje prozjumera, koju ovi sistemi mogu u realnom vremenu pokriti. Manje jedinične snage bi omogućavale da se na distributivnu mrežu priključi veći broj prozjumera.
  4. Kupac-proizvođač bi bio motivisan da koristi efikasne sisteme grijanja (toplotne putme, daljinsko grijanje, kotlovi na biomasu…) jer mu ne bi bilo isplativo da koristi električno grijanje – zbog toga što je proizvodnja fotoanponskih panela zimi višestruko manja nego ljeti i ne bi mogao po obimu usklađivati proizvodnju i potrošnju. Ovo bi dovelo do smanjenja potrošnje u zimskim mjesecima, što bi rasteretilo, u određenoj mjeri, termoelektrane i pozitivno djelovalo na poboljšanje kvaliteta vazduha.
  5. U naprednoj varijanti, predloženi model bi se mogao dalje razvijati, jer bi bio stimulativan za udruživanje kupaca-potrošača, koji bi mogli da objedinjuju svoju proizvodnju i potrošnju – kako bi što bolje usklađivali agregirane dijagrame proizvdnje i potrošnje. Agregiranje bi bilo tehnički sprovođeno kroz komunikaciju između pametnih brojila, što bi dovelo do razvoja pametnih mreža (smart grid). U ovakvim aplikacijama bi moglo da se dozvoli, uz određana tehničaka ograničenja, udruživanje prozjumera koji imaju višak krovnih površina sa prozjumerima koji nemaju dovoljno površina za instalaciju fotonaponskih sistema. To bi dovelo do toga da i stanovi u višespratnicama mogu postati kupci-proizvođači, tako što bi koristili krovne površine drugih prozjumera.

Predloženi model je jednostavan za implementaciju i praktično sadrži samo jednu mjeru, a to je bilansiranje proizvodnje i potrošnje kupca-proizvođača na petnaestominutnom intervalu, što tehnički obavlja adekvatno brojilo. Ovom jednom mjerom bi bili postignuti praktično svi ciljevi kojima se teži u modernim elektroenergetskim sistemima, a to su: povećanje distribuirane proizvodnje iz obnovljivih izvora, upravljanje potrošnjom, skladištenje energije.

Glavni efekti na sistem bi bili: povećanje prihvatljive ukupne instalisane snage fotonaponskih sistema na distributivno nivou, smanjenje gubitaka, smanjenje vršnog optetrećenja, bolje naponske prilike. Usklađivanje proizvodnje i potrošnje je ovom mjerom prebačeno na krajnjeg korisnika, odnosno prozjumera, tako da se ukida potreba za bilo kakvim terifnim sistemom za ovu kategoriju korisnika sistema, čime se regulatorni okvir dodatno pojednostavljuje.

Dugoročni efekti predloženog modela prozjumera

Svaki objekat, bilo da je domaćinstvo, komercijalni ili industrijski objekat, koji je u sistemu prozjumera, u savremenom elektroenergetskom sitemu postaje jedan mikroenergetski sitem, odnosno mikromreža. Primjenom predloženog modela, prozjumer bi bio motivisan i težio bi da postigne mikrosistem nulte snage (zero power microgrids), a to je sitem koji ne razmjenjuje energiju sa distributivnom mrežom. To je tehnički neuporedivo napredniji koncept od mikrosistema nulte energije (zero energy microgrids) kakav u osnovi potencira postojeći model kupac-proizvođač, a koji podrazumijeva da prozjumer proizvede u toku godine onoliko električne energije koliko i potroši, a da mu distributivna mreža vrši funkciju baterije. Problem ovog koncetpa je što obično svi prozjumeri generišu viškove u istom vremenu i imaju nedostatke u isto vrijeme, pa je potrebno da ta „baterija” ima ogroman kapacitet i da može izmjestiti viškove iz ljeta u zimu.

Predloženi model može dugoročno biti prihvatljiv za sve zainteresovane strane: prozjumera, opratora distributivnog sistema, garantovanog snabdjevača i državu. Hipotetički, kada bi kupac-proizvođač u svakom trenutku trošio koliko proizvodi on bi ostvarivao zaradu prema predloženom modelu.

Na prvi pogled, ovo djeluje neisplativo za državu da plaća potrošnju. Međutim, finansiranje ovog stimulansa ima ekonomsku opravdanost jer bi se ostvarila ušteda od smanjenja gubitaka u distributivnoj mreži. Tehnički gubici u distriburivnom sistemu Srbije su oko 10%, i mogu primjenom ovog modela biti značajno smanjeni, što oslobađa sredstva za finansiranje ovog modela, tako da je model i finansijski održiv i zatvoren.

Dakle, ovakav model će nagrađivati one kupce-proizvođače koji troše kad proizvode, a biće manje isplativ za one koji budu često generisali viškove, a trošili kada ne proizvode. Operator distributivnog sitema ima motiva da podrži ovakav koncept jer će on, pored značajnog smanjenju gubitaka u distributinoj mreži, doprinijeti i smanjenju vršnog opterećenja – čime će oprema u distributivnoj mreži imati duži životni vijek i manje operativne troškove.

Smanjenjem gubitaka bi se povećala efikasnost cjelokupnog elektroenergetskog sistema što bi smanjilo potrebu za proizvodnjom električne energije, a to znači za EPS oslobađanje proizvodnih kapaciteta za garantovano snabdijevanje, i mogućnoti za smanjenje potrošnje uglja.

Na kraju, predloženi model prozjumera jača žilavost elektroenergetskog sistema. Ako prozjumer ugradi hibridni invertor i bateriju (a to može biti i električno vozilo), onda će takav objekat imati veliki stepen energetske nezavisnosti i moći će da napaja svoje prioritetne potrošače (fižider, TV, osvetljenje…) i u uslovima kada distributivna mreža nije raspoloživa (na primjer zbog kvara). Dugoročno gledano, elektroenergetski sistem koji bi bio satkan od ovakvih mikrosistema bi imao visok stepen nezavisnosti, niske gubitke, visok stepen žilavosti i ne bi mogao nikada doživjeti potpuni kolaps (black out).

Prozjumeri su model kulture u energetici i moraju imati dobar kroj

Energetska efikasnost, kao i odnos prema prirodi uopšte, mora postati mjera kulture, a ne samo ekonomije. Prozjumeri su model kulture u energetici. Da bi mogli da razumijemo i njegujemo tu kulturu moramo biti učeni od malih nogu da je najvrednije ono što sami proizvedemo. Kao što je najslađi hljeb od žita koje posijemo svojom rukom, tako bi trebalo da bude i sa energijom koju sami proizvedemo.

Zašto svaka škola i svaki vrtić u Srbiji ne bi imao na svom krovu fotonaponski panel, svaki fakultet, svaka zgrada lokalne samouprave…? U Srbiji postoji oko 2.000 škola, a prema istraživanju koje smo sproveli prosječna škola bi mogla da pokrije oko 80% svojih potreba za električnom energijom sa sopstvenog krova. Energetski značaj ovih solarnih panela na krovovima javnih objekata za elektroenergetskih sistem nije mali, ali je ovdje sporedan.

Glavni značaj bi bio edukativni, tako što bi se postavili jednostavni mjerni uređaji i ekrni u hodnicima škola na kojima bi se u realnom vremenu prikazivalo, u brojakama i grafički, koliko objekat troši, a koliko proizvodi električne energije u svakom trenutku i u svakom danu. Naravno, to bi mogli učenici i roditelji pratiti i na pametnim telefonima, donositi zaključke i razvijati jasne i prave vrijednosti u energetici. Ono što se izmjeri ostavlja najjače znanje koje traje. Ne moramo biti inženjeri da bi razumjeli tokove energije i šta znači sopstveno pokrivanje potreba za energijom. Instalacija fotonaponskih panela na krovovima svih škola i vrtića bi za državu bila investicija u elektranu od 100 MW, koja bi se otplatila za jednu školsku godinu.

(Autor je vanredni professor na Elektrotehničkom fakultetu Univerziteta u Beogradu, na Katedri za elektroenergetske sisteme Laboratorija za proizvodnju električne energije)

Facebook
Twitter
LinkedIn
Email
Odštampaj

Komentari (6)

  1. Ako prozjumeri trose samo ono sto su proizveli, ne trebaju ni da budu prozjumeri – zašto bi uopšte plaćali dvosmerna brojila? Au kakve gluposti, od takozvanog akademskog sveta.

  2. Dobar tekst koji naglašava neke stvari o kojima se ne misli dovoljno u ovom trenutku. Sa druge strane, ovaj model pre svega štiti državu (što je u redu), ali obaveze prebacuje na proizvođača, jako smanjuje isplativost njegove investicije u instalaciju i na taj način bukvalno ubija privatnu inicijativu. Niko neće želeti da ulaže u instalaciju ako mu to ne omogućava zaradu u nekom doglednom vremenu (obično se uzima 7 godina kao period za otplatu investicije). Na taj način ne bi uopšte ni bilo prozjumera. Zato se mora razmišljati malo i pema proizvođaču i smisliti model koji bi bio održiv i za potrošača i državu.

  3. Studiozan pristup temi koji po mom skromnom mišljenju snažno i direktno vodi u pogrešnom smeru. Greška je u uskom pogledu, usmerenom pre svega na efikasnost rada i tržišnu valorizaciju el-en sistema, dok su primarni ciljevi uvođenja Pro-kupca, manje bitni. Da postizanje tih ciljev akošta i da neće sl-en sistem baš savršeno funkcionisati. Postojeći sistem kupac-proizvođač svakako nije savršen, ali ovaj zaista sjajno upakovan predlog bi sigurno obeshrabrio veliku većinu potencijalnih investitora koji su se odlučili da ulože ŽIVOTNU UŠTEĐEVINU u malu fotonaponsku elektranu. Preostali bi malobrojni, kojima 10.000 evra manje-više ne menja puno kućni budžet, pa ni da ulože u akumulatore još toliko.

    NPR AUTOR KAŽE:
    Šta sprečava prozjumera da, na primjer, pređe na eletrično grijanje prostorija u svom objektu ako instalira dovoljno fotonaponskih panela da ljeti proizvedi energiju, a zimi da je utorši? To nije prihvatljivo…
    Povećana potrošnja električne energije u zimskom periodu bi zahtijevala dodatnu proizvodnju iz termoelektrana, pa postojeći koncept kupac-proizvođač i ekološki nije najbolje rješenje.
    KRAJ CITATA

    Zamislite domaćinstvo koje koristi postojeći sistem i pređe na električno grejanje prostorija, recimo toplotnom pumpom. Ukoliko mu to ne bude omogućeno, POMENUTO DOMAĆINSTVO NEĆE ODUSTATI OD GREJANJA. Na srpskom tržištu mu je opcija ili fosilno gorivo (prirodni gas, na skromno razvijenoj distributivnoj mreži), ili drvo ili pelet. Da li je potrebno objašnjavati da drvo i pelet nisu ekološki prihvatljivija rešenja?
    Ni u drugim oblastima (transport, direktno grejanje vode i prostora suncem…) nema rešenja za povećanje korišćenja OIE, a da nisu bar u startu skuplja, često tehnološki zahtevnija i manje efikasna od rešenja koja koriste konvencionalne izvore energeije.

    Nesporna je stručnost profesora Đurišića i iskrena namera da se doprinese održivosti sistema Prokupac (pozdravljam autora ovog termina, na žalost ne znam kako se zove), ali od više mogućih izlaza, ovaj put je sigurno ćorsokak koji ne vodi ostvarivanju primarnih ciljeva

  4. Gomila gluposti… Nikad negativnije rešenje za samog prozjumera…

    Osim toga, jedan komentar – kaže sadašnji model ne stimuliše prozjumera da troši onda kada proizvodi. Apsolutna neistina. Ako troši oko što proizvede, direktno, cena KwH mu je 0 dinara. Ako pak upumpa u mrežu i kasnije troši (preuzima „pozajmljeno“), to ga košta 3,8 dinara jer se mrežarina naplaćuje po preuzetom KwH a ne kao fiksna naknada. Dakle, plastično gledano, prozjumeru se pre svega isplati ono što sam proizvede, na drugim mestu – da troši EPS-ovu struju u jeftinoj tarifi, pa tek onda da troši svoju struju koju je predao u mrežu pa uzima nazad.

    1. Upravo tako… povrsna analiza bez uporednog pregleda troskova investicije. rekao bih da ovdje neko lobira za baterije u domacinstvima.

Ostavite odgovor

Vaša adresa e-pošte neće biti objavljena. Neophodna polja su označena *

Logo

Newsletter

Možda će Vam se svideti:

Logo

Energija Balkana

Newsletter

Nedeljni pregled vesti