plin - broj 1 - godina XIV - ožujak 2014.4

Budući razvoj energetike obilježit će napredne tehnologije

1. UVODNE NAPOMENESvake nas godine, ne baš malen broj incidenata, po­

d sjeti na probleme u opskrbi energijom i vođenju ene­r getskog sustava. U tom smislu znakovita su tri inci­denta koja su se dogodila ove zime. Prvi se odnosi na sumnju potrošača na lošu kvalitetu isporučenog plina, drugi na pritužbe na visoke račune za grijanje, dok se treći odnosi na nepovoljne vremenske prilike i pojavu ledene kiše koja je prekinula isporuku električne energi­je potrošačima na području Gorskog kotara. K tomu se ne smije zaboraviti koliko su ovi događaji ne gativno odjeknuli putem medija i tako pojačali ionako nega­tivan stav javnosti prema energetici u Hrvatskoj. Zato valja biti krajnje oprezan jer se, zbog sve slabije platne moći, pos kupljenja energenata, neinformiranosti o ra­cionalizaciji i uvida u trenutačnu dinamiku potrošnje, može očekivati daljnje jačanje nezadovoljstva i rasta nepovjerenja potrošača prema isporučiteljima energi­je. Budimo svjesni da još nemamo suvremeno razvi­jenu komunikacijsku platformu između svih sudionika ener getskog lanca kojom bi se omogućilo pravodobno rješavanje problema, prije nego oni eskaliraju i stvore još veće štete. Spomenuti incidenti dovo ljno potkreplju­ju ovakvu tvrdnju.

Htjeli mi to prihvatiti ili ne, živimo u vremenu gdje je utjecaj in­formatizacije i mobilnih

tehnologija golem, a razmjena informacija zbiva se doslovno u trenutku. Neminovno je da će i energetika morati proći proces implementacije ovakvih tehnologi­ja, čime će se osigurati kvalitetnije upravljanje cijelim energetskim lancem. Osobito će to potaknuti libera­lizacija tržišta, gdje je sve podređeno krajnjoj potro­

šnji, a u žarište poslovanja dolazi sam potrošač. Prema tome, oslanjati se na opskrbu putem nekoliko žica, kao što je čest slučaj danas u Hrvatskoj, a pritom zanemariti plinski sustav, bit će apsolutno nezamislivo u moderno razvijenoj energetici. Struka se slaže da će energetska infrastruktura biti oslonjena na napredne tehnologi­je, gdje će pouzdanost isporuke biti na izrazito visokoj razini, a razmjena informacija između svih sudionika u energetskom lancu, pa i potrošača, zbivat će se u djeliću sekunde. Tako bi se imple­mentacijom n a p r e d n i h teh nol o g i j a u cjeloku pni e n e r g e t s k i sustav trebale ukloniti i najmanje sumnje potrošača u kvalitetu isporuke ili neracionalno poslovanje ene r­getskih subjekata, dok bi svaki prekid isporuke bio iz­bjegnut pravodobnom reorganizacijom opskrbe. O tome kako stručnjaci vide funkcioniranje plinskog sustava i općeg sustava opskrbe u okviru naprednih te­hnologija do 2030. godine bit će riječi u nastavku teksta.

2. RAZVOJ PAMETNIH MREŽA –IMPERATIV U RAZVOJU ENERGETIKE

Već se danas u razvijenijim zemljama svijeta grade pametne mreže bazirane na naprednim tehnologijama, preko kojih se uglavnom upravlja opskrbom električne energije. Takva mreža, zbog implementacije suvre­menih informatičkih sustava, ima pouzdaniju opskrbu i učinkovitiji pogon pa je samim time i rentabilnija od klasične. Osim takvih mreža postoje i pametnije ener­getske mreže koje mogu prihvatiti obnovljive izvore energije, poput energije vjetra ili sunca, čišća vozila i učinkovitija trošila.

( OPSKRBA JEDINO PUTEM NEKOLIKO ŽICA

NEZAMISLIVA JE U MODERNO RAZVIJENIM

ENERGETSKIM MREŽAMA)

( ENERGETIKA ĆE USKORO MORATI PROĆI PROCES

IMPLEMENTACIJE NAPREDNIH

TEHNOLOGIJA )

BUDUĆI RAZVOJ ENERGETIKE OBILJEŽIT ĆE NAPREDNE TEHNOLOGIJEO

SVRT

URE

DN

IKA

5plin - broj 1 - godina XIV - ožujak 2014.

treba smatrati osnovnim sastavnim dijelom šireg pri­stupa u kreiranju pametne energije.

S druge strane, dodatnom jačanju pouzdanosti opskrbe u pametnoj energiji trebaju pridonijeti i broj­ni međusobno povezani distribuirani sustavi čijim korištenjem potrošači praktički postaju proizvođači korisnih oblika energije. Pritom bi se plin koristio u najmodernijim tehnologijama poput malih i srednjih kogeneracija, mikrokogeneracija, trigeneracija i ostalih plinskih hibridnih uređaja.

Kako bi se pouzdanost opskrbe digla na još višu ra­zinu, nužno je uspostaviti čvrsto povezivanje između opskrbljivača plinskog, elektroenergetskog i toplinskog sustava kojim bi se osigurala višesmjerna distribucija informacija radi boljeg usklađivanja prognoze potro­šnje. Osim toga, potpunije integrirana pametna ener­getska mreža podrazumijeva i izravnu komunikaciju između opskrbljivača, operatora plinske, elektroener­getske i toplinske mreže u realnom vremenu.

Za uspostavu pametne energije struka je definirala i ključne izazove s kojima se potrebno suočiti, a koji bi trebali poslužiti kao vodilja u realizaciji cjelokupnog projekta (slika 2.).

Kako s jedne strane libe­ralizacija trži­šta usmjeruje poslovanje pre­ma krajnjem korisniku, a s

druge strane dobava postaje sve kompleksnija, radi se na tome da korisni oblici energije ubuduće budu ispo­ručeni iz različitih oblika energije, po najpovoljnijoj ci­jeni i uz najmanje onečišćenje okoliša. Zato se sve više počinju oblikovati još pametnije energetske strukture koje ujedinjuju plinski, elektroenergetski i toplinski su­stav u jednu funkcionalnu cjelinu. To omogućava kraj­njem korisniku da na temelju pravodobnih i ažurnih informacija donosi odluke o upravljanju vlastitom po­trošnjom. Drugim riječima, uvodi se pametna isporuka energije gdje će krajnji korisnik, ovisno o svojim potre­bama i platnim mogućnostima, samostalno odlučivati koga će i kada angažirati u realnom vremenu da mu iz određenih energetskih izvora, duž cijelog lanca, is­poruči korisni oblik energije. Takav način gospodarenja energijom naziva se pametna energija odnosno smart energy.

3. PAMETNA ENERGIJA –KLJUČ ZA MODERNU ISPORUKU ENERGIJE

Budući da pretpostavlja korištenje različitih ener­genata s niskim sadržajem ugljika, zajedno s infra­strukturom za opskrbu energijom, pametnu energiju

Slika 1. Osnovne karakteristike pametne energije

možemo definirati kao energiju koja se isporučuje iz funkcionalno ujedinjenoga plinskog, elektro­energetskog i toplinskog sustava opskrbljenog iz više izvora, uklju­čujući i obnovljive izvore energije. Pritom su sustavi optimalno us­klađeni kako bi se osigurala do­vo lj na količina energije za potrebe potrošača. Osnovne karakteristike pametne energije, prema onom kako je vide energetski stručnjaci, prikazane su na slici 1.

Udio opskrbe iz obnovljivih izvora sve će više rasti zbog sma­njenja emisije ugljičnog dioksida. Zato se jasno promiče teza da je upravo prirodni plin ključan os­lonac za uspostavljanje napredne električne mreže i da ga zbog toga

( POTROŠAČ SAMU REALNOM VREMENU

BIRA KOJI ĆE ENERGENT UPOTRIJEBITI ZA

KOJE SVRHE )(PAMETNA ENERGIJA PODRAZUMIJEVA

ISPORUKU ENERGIJE IZ FUNKCIONALNO UJEDINJENOG

SUSTAVA (elektroenergetski, plinski i toplinski) )

BUDUĆI RAZVOJ ENERGETIKE OBILJEŽIT ĆE NAPREDNE TEHNOLOGIJEO

SVRT URED

NIKA

plin - broj 1 - godina XIV - ožujak 2014.6

3.2. Vizija isporukeKako bi se povećala sigurnost i efikasnost mreže te

omogućile nove upotrebe i priključenja budućih izvora energije, za uspostavu kvalitetne isporuke pametne ene­r gi je bit će potrebno razviti i poboljšati senzorske i nad­zorne tehnologije, koje mogu pratiti ključne parametre na sustavu za isporuku i koje se mogu uklopiti u na­predne sustave. Time bi se, u realnom vremenu, mogli:• otkriti i predvidjeti incidenti i štete (ilegalni pri­

ključci i neovlaštene intervencije na mreži)• automatiziratiotkrivanje iobavještavanjeoistjeca­

nju• pratitiiupravljatikvalitetomplina(obujamitlak)

i toplinskom vrijednošću u točki predaje potrošaču preko daljinskog mjerenja i očitavanja potrošnje

• pratitipotrošnjuplina.Djelomično, takvi sustavi već danas funkcioniraju u nekim zemljama zapadne Europe, a princip rada prika­zan je na slikama 3., 4. i 5.

Sve bi to omogućilo lokalnim distributerima da prate i upravljaju sustavom na najbolji mogući način, čime postižu sigurno i pouzdano podmirivanje potreba po­trošača, i to sve u realnom vremenu. S takvim bi se mogućnostima energetske infrastrukture investicije u naprednu tehnologiju vrlo brzo isplatile.

3.1. Vizija dobaveNoviji izvori energije poput energije vjetra, su nca

i biogoriva čine dobavu energije sve složenijom. Iz prakse se pokazalo da obnovljivi izvori energije imaju vrlo promjenjiv karakter u proizvodnji energije. Primje­

rice proiz vo­d nja energije iz vjetra i su n­ca po svojoj je prirodi prilično ne ujednačena pa se opera­

tori i planeri električnog sustava susreću sa sve većim teškoćama u održavanju pouzdanosti rada opskrbne mreže. Budući da će obnovljivi izvori energije pre u­zimati sve veći udio u opskrbi, bit će potrebno sve više koristiti rješenja za brzu kompenzaciju snage i urav­noteženje opskrbnog sustava prema potrebama kraj­njih korisnika. Zato je nužno koristiti prirodni plin jer se pokazalo da izuzetno brzo nadomješta manjak proizvodnje električne energije i učini opskrbu krajnjih kupaca konstantnom i kontinuiranom. U tom smislu plin je također najpovoljnije koristiti jer, iz grupe kon­vencionalnih goriva, najmanje onečišćuje okoliš.

Ipak, takav će princip moći funkcionirati samo uz primjenu naprednih informatičkih tehnologija koje će omogućiti izravnu komunikaciju između operatora pli­

Slika 2. Ključni izazovi u uspostavi pametne energije

novoda i elektroenergetske mreže te tako potpuno optimizirati opskrbu. Takva izravna komuni­kacija omogućit će dobavljačima prirodnog plina da brže i učinko­vitije odgovore na promjenjivosti u proizvodnji električne energije u realnom vremenu ne bi li se povećala pouzdanost opskrbe. Prognoze o potrošnji električne energije stajale bi na raspolaga nju i dobavljačima plina, što bi im omogućilo da na vrijeme osigu­raju dovoljne količine plina po povoljnim cijenama na mjestima gdje je to potrebno. Informacije u realnom vremenu poput onih koje se odnose na vremenske uvje te, potražnju, infrastrukturu i pogonske uvjete bile bi dostupne svim uključenim stranama.

( PLIN NAJBOLJEPRIDONOSI

STABILNOSTI RADAELEKTROENERGETSKOG

SUSTAVA )

BUDUĆI RAZVOJ ENERGETIKE OBILJEŽIT ĆE NAPREDNE TEHNOLOGIJEO

SVRT

URE

DN

IKA

7plin - broj 1 - godina XIV - ožujak 2014.

3.3. Vizija krajnje potrošnjeOvaj je dio ujedno i jedan od glavnih razloga uvođe­

nja pametne energije, jer većina potrošača nema jasnu sliku odakle energija dolazi, koji su joj stvarni troškovi te kako sve to utječe na okoliš. Potrošači će, u svakom slučaju, morati biti informirani o energiji koju koriste te imati pristup boljim sredstvima za upravljanje vlastitom potrošnjom. Također morat će imati pristup programi­ma za izračun cijena, koji će im omogućiti da ispravno procijene svoje mogućnosti oko izbora energije. Takva bi se procjena bazirala na ponovljivoj analizi učinko­vitosti punog ciklusa goriva i troška njegova korištenja. Time bi se napravila izravna usporedba za ponuđene vrste energenata prema kojoj bi potrošači mogli samo­stalno odabrati one koji najbolje odgovaraju njihovim potrebama i platnim mogućnostima. Informacije kao

što su iz­vor, sastav, k v a l i t e ­ta i cijena r a z l i č i t i h energena­ta također moraju u realnom vremenu biti dostupne potrošačima u razumljivom i usporedivom formatu. S tako doslje­dnim i usporedivim informacijama o pametnoj energiji potrošači bi trebali dobiti i komplet informatičkog alata koji im daje jednostavne informacije o tome kako bi je najbolje trebali koristiti. Takvi će alati prikazivati jasne i praktične poruke kako bi se potrošač što lakše odlučio za korištenje određenog energenta u određene svrhe. Ovdje valja još spomenuti da bi se potrošnja u pame tnoj

Slika 3. Membranski plinomjer s integriranim ventilom, modulom za pretplatničko plaćanje i komunikacijskim

modulom

Slika 4. Membranski plinomjer s mogućnošću daljinskog očitanja i komunikacijom

Slika 5. Napredno mjerenje, modularni koncept

(ZA KVALITETNU ISPORUKU BIT ĆE POTREBNO RAZVITI I POBOLJŠATI SENZORSKE I NADZORNE TEHNOLOGIJE)

energiji fakturirala preko na­prednih plinomjera, koji će moći pamtiti potrošnju i trenutačno je prosljeđivati prema operatori­ma, bez fizičke potrebe za očita­vanjem. Osim toga, na takvim bi se plinomjerima trebala jasno vidjeti i aktualna cijena plina, što bi dodatno pridonijelo jasnoći i transparentnosti potrošnje, ali i korektnosti energetskih subjeka­ta prema potrošačima.

4. KORISTI OD PRIMJENENAPREDNIH TEHNOLOGIJAKoristi su od uvođenja pa­

metne energije mnogobrojne. Ovdje će se spomenuti samo

BUDUĆI RAZVOJ ENERGETIKE OBILJEŽIT ĆE NAPREDNE TEHNOLOGIJEO

SVRT URED

NIKA

plin - broj 1 - godina XIV - ožujak 2014.8

neke. Komunikacija na relaciji proizvođač – opskrbljivač – potrošač znatno pridonosi poboljšanju pouzdanosti opskrbe u realnom vremenu jer se isporuka korisnih oblika energije prilagođava že ljama krajnjih korisnika.

Ovisno o osobnim preferencijama, životnom stilu i platnim mogućnostima postojala bi veća mogućnost izbora i odluka za potrošače prema individualnim pre­ferencijama i vrijednosnim kriterijima pri čemu bi kraj­nja odgovornost za učinjenu potrošnju bila na samom potrošaču.

Potrošači bi imali pristupačan, detaljan i pregledan uvid u vlastitu potrošnju, ali i u ekološku komponentu načina korištenja energije kako bi im se jasno dalo do znanja koliko ustvari racionaliziraju potrošnju, štede novac i pridonose zaštiti okoliša. Time mogu jasnije i adekvatnije gospodariti energijom.

Što se tiče same infrastrukture, napredna tehnologija čini je mnogo učinkovitijom, dinamičnijom i prilago­dljivijom prema krajnjim korisnicima.

Na mjestima gdje još postoji samo opskrba ele k­tričnom energijom velika bi bila korist od smanjivanja potrošnje i prebacivanja opterećenja s elektroener ge­t skog sustava na plinski, osobito kad je u pitanju gri­janje, ali i hlađenje i proizvodnja električne energije u plinskim distribuiranim uređajima malih i srednjih snaga.

Koristi od naprednih mreža imat će i svi energetski subjekti jer će im na raspolaganju stajati mnogobrojne informacije u realnom vremenu koje će im znatno una­prijediti tekuće poslovanje i olakšati buduća poslovna planiranja.

5. PREPORUKE ZA USPJEŠNU INTEGRACIJU PLINSKOG SUSTAVA U NAPREDNE MREŽE

Razmišljajući o problemima s kojima bi se mogli su­sresti, stručnjaci iz plinskoga gospodarstva ukratko su definirali glavne preporuke koje bi omogućile lakšu in­tegraciju plinskog sustava u isporuku pametne energije.

a) Za političare:• uključivanje prirodnog plina u razvoj napredne

mjerne infrastrukture radi optimizacije zajedničke infrastrukture, interoperabilnosti i međusobne kompenzacije između komunalnih infrastruktura, uključujući električnu i toplinsku energiju i vodu

• osigurati programe financiranja koji obuhvaćajurazvoj pametnih mreža

• prilagoditi tržišna pravila kako bi se osiguralipreduvjeti i izradili postupci za izravno komuni­ciranje između operatora plinovoda, elektroener­

getske i toplinske mreže u svrhu optimiziranog ko­rištenja energije

• promicanjekomunikacijeizmeđuplinskih,elektro­energetskih i toplinskih mreža u realnom vremenu

b) Za subjekte u plinskoj industriji:• postavitidaljinskesenzorezanadzor,upravljanjei

mjerenje duž cijelog sustava isporuke• osigurati da infrastruktura prirodnog plinamože

udovoljiti potrebama svih sadašnjih i budućih po­trošača

• omogućitipriključivanjenovihplinskihtehnologijai hibridnih uređaja

• povećati sposobnost sustava da prihvati i dis­tribuira široki asortiman obnovljivih izvora plina (biometan, vodik).

Pritom valja zagovarati primjenu plinskih sustava za distribuiranu proizvodnju električne, toplinske i ras­hladne energije i obavezno osigurati potrošačima re­levantne informacije kako bi mogli donositi utemeljene odluke o izboru izvora energije i trošila za svoje potrebe.

6. ZAKLJUČAKMožda realizacija ovakve zamisli danas izgleda pre­

tenciozno. Ipak, tržišno natjecanje, prisutnost novih tehnologija i zahtjevi kupaca stvorit će dovoljno jak pritisak da se započne s ubrzanim razvojem naprednih mreža. Plin i plinske tehnologije, sa svojim brojnim prednostima, svakako imaju svoje mjesto u okviru toga. Osobito kad je u pitanju pouzdanost opskrbe i održi­vost isporuke električne energije. Zato ih svakako treba uzeti u obzir pri budućim planiranjima. Ovakvim pri­stupom i korištenjem naprednih tehnologija energetski će procesi svakako postati transparentniji, jasniji i po­godniji, a isporuka pametne energije nešto što će ener­getiku učiniti bliskom prema krajnjem potrošaču.

Autori:

1) prof. dr. sc. Miljenko Šunić, dipl. ing,predsjednik HSUP­a

2) Nenad Kukulj, dipl. ing.

BUDUĆI RAZVOJ ENERGETIKE OBILJEŽIT ĆE NAPREDNE TEHNOLOGIJEO

SVRT

URE

DN

IKA