Vodice, 22-23. 11.2012.

Nova energetika - savjetovanje

Prof.dr.sc. Ranko Goić, dipl.ing.el. Fakultet elektrotehnike, strojarstva i brodogradnje Split

rgoic@fesb.hr

Napredne – pametne mreže (Smart Grid): aspekt centralizirane/decentralizirane

proizvodnje(mreže)

Slika za uvod

Distribuirana proizvodnja (a) – “male” elektrane priključene na distribucijsku mrežu

Distribuirana proizvodnja (b) – “male” elektrane priključene na instalacije potrošača

Prijenosna mreža

Distribucijska mreža

Distribucijska mreža

Distribucijska mreža

...

Potrošači

...

Susjedni EES

Susjedni EES

TE VENE HE

Akumulacije Ostali obn.izvori

Distribucijska mreža

OBNOVLJIVI IZVORI ENERGIJE

FOSILNA I NUKLEARNA GORIVA

PRIDOBIVANJE SIROVINA

TRANSPORT

PRERADA I TRANSFORMACIJE

DRUGI OBLICI KORIŠTENJA

ENERGENATA(TRANSPORT,

TOPLANE,PLIN,…)

Napredne – pametne mreže (1)

SMART GRID =

Decentralizacija proizvodnje električne energije (primarno sa obnovljivim izvorima)

+ napredni komunikacijski sustavi (nadzor i upravljanje

proizvodnjom i potrošnjom električne energije na svim razinama)

+ spremnici električne energije (na svim razinama)

+ /vozila na električnu energiju i/ili vodik/

Napredne – pametne mreže (2) Osnovna infrastruktura:

Elektroenergetska:

Komunikacijska (+ software):

Integracija:

Napredne – pametne mreže (3)

Elektroenergetski sustav:

Prije: Danas:

Napredne – pametne mreže (4)

Sutra:

Centralizirana proizvodnja

TE NE HE

... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...

Centralizirana proizvodnja (velike elektrane na prijenosnoj mreži)

Prijenosna mreža (visoki naponi à mogućnost

prijenosa velikih snaga)

Veliki potrošači

Srednji potrošači

Mali potrošači

TOK ENERGIJE

Srednjenaponska mreža (srednji naponi à mogućnost snaga do

nekoliko desetaka km)

Niskonaponska mreža (niski naponi à mogućnost

snaga do cca. 1km)

Centralizirana + decentralizirana proizvodnja

TE NE HE

... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...

TOK ENERGIJE

Vjetar, solar, biomasa...

Manja decentralizirana

proizvodnja

Veća decentralizirana

proizvodnja

Potpuno decentralizirana proizvodnja - bez „velikih” mreža (?)

... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...

TOK ENERGIJE

Spremnik energije

Zašto centralizirana proizvodnja električne energije?

Povijesno gledano, prvo je nastala decentralizirana proizvodnja! Osnovni tehnički problemi decentralizirane proizvodnje i prednosti

centralizirane proizvodnje: ◦ Sigurnost opskrbe energijom s obzirom na osnovnu specifičnosti el.en. –

proizvodnja u svakom trenutku mora biti jednaka (promjenljivoj) potrošnji

◦ Mogućnost prijenosa velike količine el.en. na velike udaljenosti, znatno jeftinije nego prijenos primarnih energenata i njihove distribucije na male proizvodne pogone

◦ prethodno pogotovo vrijedi za većinu OIE, gdje je prijenos primarnog energenta nemoguć (osim biomase i bioplina)

Centralizirana proizvodnja: “economy of scale” – što veće to jeftinije, pogotovo za slučaj “klasičnih” elektrana (ugljen, plin, nafta, nuklearno gorivo, HE)

U novije vrijeme: centralizirana proizvodnja i prijenosna mreža omogućavaju trgovinu električnom energijom

Može li se do velikog udjela decentralizirane proizvodnje električne energije? (1) Tehnički - DA. Moguć je daleko veći udio, a u dalekoj perspektivi

možda i potpuno decentralizirana proizvodnja. Udio decentralizirane proizvodnje u svijetu proteklih desetak godina

ima vrlo visoku stopu rasta (za razliku od RH). Neke države ozbiljno razmišljaju (i ozbiljno rade na tome!) o 100%

obnovljivoj električnoj energiji, što je redovito praćeno vrlo visokim stupnjem decentralizacije proizvodnje.

Solarna energija, pogotovo fotonaponske elektrane, idealna je za decentralizaciju proizvodnje el.en. (jednostavnost i modularnost à mogućnost izgradnje elektrana od nekoliko kW do nekoliko stotina MW)

Tehnički problemi: ◦ Promjenjivost OIE (varijacije proizvodnje ovisno o promjenljivim prirodnim

resursima) ◦ Potreba za rezervom u klasičnim elektranama ◦ Distribucijska mreža je primarno građena za jednosmjerni tok električne

energije: obrnuti tokovi su dozvoljeni i tehnički prihvatljivi, ali u manjem iznosu

Može li se do većeg udjela decentralizirane proizvodnje električne energije? (2)

Ekonomski i politički problemi ◦ Većina OIE još uvijek nije konkurentna klasičnim elektranama (nužne su

subvencije koje realno moraju biti ograničene)

◦ Visoki investicijski troškovi (unatoč vrlo niskim operativnim troškovima)

◦ Takva “avantura”, kao ni bilo kakva promjena, nije dobrodošla u administrativnim krugovima i elektroprivredama

◦ To do nedavno nije bilo u interesu industrije (uključivo i financijskih institucija), što automatski znači da nije ni u interesu ni politike

Perspektive: ◦ Tehnološki razvoj neupitno vodi prema sve jeftinijoj proizvodnji opreme za

OIE (primjer: cijena fotonaponskih panela je u proteklih 5-6 godina smanjena za cca. 5 puta)

◦ S obzirom na perspektive fosilnih goriva, vrijeme neupitno radi za OIE i decentraliziranu proizvodnju

◦ Ponegdje načelni (tj. deklarativni, kao u RH), a često i praktični politički koncenzus i odluka o potrebi visokog udjela OIE i decentralizirane proizvodnje, prisutan je u većini zemalja u svijetu

Može li se do potpune decentralizirane proizvodnje električne energije?

Tehnički – DA. I to već danas. Realno – NE. I vjerojatno neće biti moguće još dugo vremena. Osnovni preduvjet: višestruko (za red veličine) smanjenje cijene raznih

vrsta spremnika električne energije (baterije, vodik…) Također, pitanje je da li će se uopće težiti ka potpunoj decentralizaciji

proizvodnje el.en. , tj. potpunoj energetskoj neovisnosti svakog potrošača (ili manjih grupa potrošača).

Osobno dugoročno viđenje iz trenutne perspektive: još dugo vremena ostati će kombinacija centralizirane i decentralizirane proizvodnje (jasno, s daleko većim udjelom decentralizirane nego danas), i to primarno iz OIE.