Inteligentné siete (Smart grids)

POZADIE

Inteligentné siete sú elektrické a komunikačné siete. Sú schopné riadiť výrobu a spotrebu elektrickej energie v reálnom čase. Umožňujú obojsmernú komunikáciu medzi výrobnými zdrojmi a spotrebičmi, teda medzi distribútorom a odberateľom. V praxi by mali racionalizovať spotrebu energie, zvýšiť spoľahlivosť sústav a v neposlednom rade ušetriť zákazníkovi peniaze v podobe menších účtov. Inteligentné siete umožňujú optimálne využitie elektriny z obnoviteľných zdrojov a zníženie emisií CO2. Podľa reportu Smart 2020 z roku 2008, ktorú vypracovala nezávislá organizácia The Climate Change Organisation, sa využitím technológie „smart grids” znížia do roku 2020 emisie o 2,03 gigaton CO2.

Súčasné distribučné elektrické siete nedokážu pracovať s decentralizovanými zdrojmi energie. Inteligentná sieť však zvládne prijať energiu z obnoviteľných zdrojov. Malé zdroje sa integrovaním do siete môžu spolupodieľať na celkových dodávkach energie. Inteligentná sieť by sa mohla okrem iného využiť na regulovanie neplatičov, či v krízových situáciách. Bolo by možné obmedziť odbery na nutné minimum, čím by sa predišlo preťaženiu siete. Domácnosti sa vďaka inteligentným sieťam môžu stať výrobcami elektrickej energie v prípade, že majú inštalovaný obnoviteľný zdroj (napr. solárne kolektory). Nespotrebovanú energiu môžu tak predať distribučnej spoločnosti. 

INTELIGENTNÉ MERAČE

Súčasťou a nevyhnutným predpokladom budovania smart grids sú tzv. inteligentné merače. Sú to špeciálne zariadenia pre inteligentný monitoring toku elektrickej energie. „Smart Metering” umožní inteligentný zber dát a automatizovanie distribučnej siete. Využívaním inteligentných meračov budú mať zákazníci lepší prehľad a kontrolu nad účtami za elektrickú energiu. Podľa odhadov EK by sa účty za energie mohli ich využitím zmenšiť až o desatinu ceny.

Smart meters v EÚ

Väčšina západoeurópskych krajín už stanovila regulačné rámce pre inštaláciu inteligentných meračov, ostatné tak ešte len urobia. Švédsko sa na základe vládneho nariadenia stalo vôbec prvou krajinou EÚ, ktorá odštartovala montáž inteligentných zariadení do všetkých domácností. Nasledovali ho Holandsko, Írsko, Francúzsko, Taliansko a Španielsko. Veľká Británia a Fínsko patria do skupiny posledných západoeurópskych krajín, ktoré zverejnili regulačné plány zavádzania inteligentných elektrometrov.

Priekopníkom EÚ, čo sa veľkosti a rozsahu týka je Taliansko. Energetický gigant Enel v roku 2001 odštartoval program výmeny starých meračov za moderné zariadenia v celkovej hodnote 2 mld. eur, program trval päť rokov. Dnes využíva inteligentné elektromery od Enelu 32 miliónov zákazníkov. Vláda v Španielsku si dala záväzok nasadiť inteligentné merače do roku 2018. Operátori distribučných systémov odhadujú finančného náklady projektu na 1 mld. eur. Konečný spotrebiteľ zaplatí zhruba 70 % ceny inteligentného elektromeru, zvyšok pokryje regulátor siete. Podľa Enelu môže uvedenie smart meračov na trh znížiť celkovú spotrebu o 5 % tým, že zákazníci začnú viac vnímať vlastné využívanie energie.  

Veľká Británia sa zaviazala vybaviť 26 miliónov domácností inteligentnými meračmi do konca roku 2020. Vláda odhaduje náklady projektu na sumu 8 mld. libier. Na základe analýzy Ministerstva pre energetiku a klimatické zmeny sa investície vykompenzujú celkovými úsporami 14,5 mld. libier na operačných nákladoch energetických firiem a nižších účtoch spotrebiteľov.

Štandardizácia a náklady

Inštalácia inteligentných meračov je v dlhodobom horizonte výhodná investícia, ktorá prinesie energetické i cenové úspory. No vyžaduje si obrovské počiatočné investície. Ich platcami sa stanú v konečnom dôsledku sami spotrebitelia. Energetické spoločnosti transformujú náklady do ceny účtov za elektrinu, či zemný plyn. Veľkou otázkou sa javí byť aj problém štandardizácie technológie inteligentných meračov. EÚ hľadá spôsob ako predísť situácii, že pri zmene dodávateľa elektrickej energie si bude zákazník nútený kúpiť nový merač. Snahou EÚ je tak legislatívne zabezpečiť ich plnú kompatibilitu v rámci Spoločenstva. V marci 2009 vydala Komisia príkaz na vytvorenie európskych noriem, ktoré zabezpečia prevádzkyschopnosť zariadení medzi sebou a bezpečný dátový tok.

Otázka bezpečnosti smart metrov

Jedna z najväčších obáv, ktoré sa týkajú inteligentných meračov je bezpečnosť prenosu dát. Kriminálne vniknutie do počítačového systému, ktorý zhromažďuje profily zákazníkov, sa  môže zásadným spôsobom zneužiť. Na základe aktuálne nízkej spotreby elektriny sa dá usúdiť, že domácnosť je prázdna alebo momentálne neobývaná. Zástupcovia spotrebiteľov označili viacero problémov v súvislosti s ochranou súkromia, ktoré vyplynú z povinného zavádzania inteligentných meračov. Podľa nich zákazníci prezradia distribučným spoločnostiam a prevádzkovateľom sietí príliš veľa informácií, o svojej energetickej spotrebe a spôsobe života.

Smart meters na Slovensku

Distribučné spoločnosti v Slovenskej republike inštalujú inteligentné merače vo veľkých priemyselných firmách. Predovšetkým na úrovni vysokého a veľmi vysokého napätia, či podnikateľov na úrovni nízkeho napätia nad 150 kilovoltov inštalovaného výkonu. Väčšina domácnosti na Slovensku zatiaľ inteligentnými meračmi vybavená nie je.

Východoslovenská energetika, a.s. (VSE) nemá v pláne výmenu klasických elektromerov, argumentuje najmä nehospodárnosťou opatrenia. Podľa analýz spoločnosti by plošné zavedenie inteligentných elektrometrov malo nepriaznivý vplyv na cenu elektriny. Náklady na zariadenie sú päťkrát drahšie ako pri klasických meračoch.

Západoslovenská energetika, a.s. (SSE) ešte nerozhodla v otázke inštalácie meračov. Svoje rozhodnutie podmieňuje ekonomickým zhodnotením, analýzou výmeny starých meračov v domácnostiach za nové. V prípade pozitívneho výsledku má firma v pláne do roku 2020 inštalovať moderné  meracie systémy u 80 % svojich zákazníkov.

Stredoslovenská energetika, a.s. (SSE) je jediná energetická spoločnosť, ktorá začala s inštaláciou inteligentných meračov v sektore domácností. Projekt sa spustil v roku 2009. Každý rok firma nakúpi 40 tisíc zariadení, ktoré sa inštalujú najmä pri nových pripojeniach do siete. Začalo sa tiež s výmenou starých meračov a spustením  testovacej prevádzky inteligentných elektrometrov.

INTELIGENTNÉ SIETE, LEGISLATÍVA A EURÓPSKA ÚNIA

V rámci EÚ vznikla v roku 2005 skupina Smart Grids European Technology Platform. Do roku 2020 má vytvoriť ucelenú víziu rozvoja modernej európskej elektrickej siete a pomôcť ju implementovať v členských štátoch. Platforma má členov zo širokého spektra spoločnosti, sú nimi experti z energetických spoločností, politických aj akademických kruhov. Platforma sa podieľala na vypracovaní dokumentu Strategický plán pre energetické technológie (Strategic Energy Technology Plan).

Základy pre inteligentné merače stanovila smernica EÚ prijatá v apríli 2006 (2006/32/EC). (EU directive on energy end-use efficiency and energy services)

Tretí balík liberalizácie energetiky EÚ z roku 2009 vyžaduje od členských štátov prijatie časového plánu pre inštaláciu inteligentných meračov. Pôvodný návrh Komisie z roku 2007 vyvolal diskusie najmä v otázke rozdelenia vlastníctva výroby a transmisie elektriny v rámci energetických spoločností (tzv. unbundling). Jednoznačne proti boli Francúzsko, Nemecko spolu s ďalšími šiestimi krajinami vrátane Slovenskej republiky. Alternatívny návrh ministrov energetiky z roku 2008 ukladal zákaz kupovať prenosové energetické siete tým producentom, ktorých domovská krajina neotvorí trh konkurencii zo zahraničia. K dohode s Európskym parlamentom (EP) prišlo v marci 2009, keď bola predsedníckou krajinou EÚ Česká republika. Tretí liberalizačný energetický balík sa skladá z dvoch smerníc s pravidlami, ktoré upravujú trh s plynom a elektrinou. Súčasťou balíka sú tiež dve nariadenia o podmienkach prístupu na trhy. Zároveň došlo k vytvoreniu Agentúry pre spoluprácu energetických regulátorov.

Balík poskytuje firmám tri možnosti. Buď si ponechajú vlastníctvo nad výrobou a prenosom elektriny. Podmienkou je, že riadenie transmisných sietí prenechajú nezávislému operátorovi (ISO). Prípadne sa podriadia pravidlám a obidva segmenty trhu budú fungovať samostatne. Tretiu možnosť presadilo Francúzsko a Nemecko, spočíva vo vytvorení nezávislého regulačného orgánu. Celoeurópska agentúra má dohliadať na napĺňanie desaťročných plánov rozvoja sietí. Liberalizačným balíkom sa tiež bližšie  vymedzia povinnosti národných regulátorov. Vytvorí sa tiež Európska sieť transmisných operátorov pre elektrickú energiu (ENTSOE) a plyn (ENTSOG).  

Tretí balík liberalizácie energetiky posilňuje práva spotrebiteľov EÚ. Na základe novej legislatívy môžu občania bezplatne a do troch týždňov zmeniť dodávateľa plynu alebo elektriny. Stane sa povinnosťou vlád, aby elektrina bola poskytnutá všetkým zákazníkom. Štát musí tiež chrániť zraniteľných odberateľov a garantovať domácnostiam minimálnu energetickú dodávku.

Smernica o elektrickej energii vytvára podmienky pre inštaláciu meračov elektriny v EÚ. Zariadenia pre monitoring toku elektrickej energie sú prvým krokom rozvoja inteligentných sietí, lebo občania budú mať vlastnú spotrebu energie pod kontrolou. EÚ si stanovila cieľ do roku 2020 vybaviť takýmito meračmi 80 % všetkých domácností v členských štátoch. Do septembra 2012 má každá krajina predložiť svoje štúdie, ktoré posúdia ekonomickú výhodnosť takýchto opatrení.

Európska komisia predstavila plán investícií do strategických technológií v energetike (Strategic Energy Technology plan – SET plán). SET plán obsahuje cieľ „Iniciatíva za európsku elektrickú sústavu“. Na základ neho sa má modernizovať polovica súčasných prenosových sústav na inteligentné siete. Financie budú pochádzať ako zo súkromných, tak i verejných zdrojov. Ich celková výška má dosiahnuť 2 mld. eur.

V novembri 2009 vznikla v rámci Európskej komisie pracovná skupina Smart Grids, ktorá patrí pod DG pre energetiku. Vznikla v spolupráci s ďalšími piatimi DG, regulátormi a inými kompetentnými autoritami (zahŕňajú spotrebiteľov, dodávateľov, distribučné spoločnosti atď.). Úlohou pracovnej skupiny je poskytovať Komisii rady v oblasti regulačných nariadení, ktoré sa týkajú inteligentných sietí. Pracovná skupina má pôsobiť 20 mesiacov, pričom jej činnosť sa zameriava na obdobie rokov 2010-2020. Intenzívne spolupracuje so The Smart Grids Forum, European Electricity Grids Initiative (EEGI) a Smart Grids European Tecnology Platform.

V apríli 2010 informovala Európska komisia o zámere prezentovať návrh rámcovej legislatívy o inteligentných energetických sieťach. Cieľom je zosúladiť rozvoj inteligentných sietí v EÚ v rámci ustanovení tretieho energetického balíka. Podmienkou však je stanovisko poverenej pracovnej skupiny Smart Grids. Expertíza sa týka najmä pravidiel fungovania sietí, potrebou unifikácie technických štandardov a možnou reguláciou energetických hráčov na trhu. Možná legislatívna úprava si nevyhnutne vyžaduje účasť priamych energetických aktérov, pretože infraštruktúra si vyžiada aj značné investície zo súkromného sektora.

Historicky prvé centrum pre inteligentné siete v Európe vzniklo vo Veľkej Británii v decembri 2009. Zriadené bolo pri britskom riaditeľstve GE Energy v meste Bracknell. Smart Grid Center má podporiť snahy britskej vlády o čo najefektívnejšie využitie elektrickej energie a zníženie ekologickej záťaže vrátane emisií CO2. Súčasťou programu vlády je do roku 2020  nainštalovať inteligentné elektromery do každej domácnosti v krajine. Spoločnosť GE spravuje informácie o rozvodnej sieti pre 13 zo 14 rozvodných spoločností vo Veľkej Británii.

Problematika Smart Grids je v USA pod správou ministerstva energetiky. V roku 2007 vypracovalo program „Stratégie modernej siete“. Je zameraná na vývoj technológií v oblasti integrovanej komunikácie, či metód riadenia, merania, merania a vyhodnocovania stavu siete. Štátmi s najväčším pokrokom technológie smart grid sú Kalifornia a Colorado. V kalifornskom San Diegu energetická spoločnosť San Diego Gas&Electric v spolupráci s univerzitou pripravila štúdiu pre vytvorenie inteligentnej siete do roku 2016. V meste Boulder v štáte Colorado sa energetická spoločnosť Xcel Energy podujala v spolupráci so Smart Grid Consortium na analýzu stavu infraštruktúry v meste, ktorá by umožňovala výstavbu inteligentnej siete. Prvá fáza projektu sa ukončila v auguste 2008. Podľa odhadov má byť mesto pokryté inteligentnou sieťou v priebehu roku 2010 s objemom investícií 100 mil. dolárov.

POZÍCIE

„Inteligencia sietí budúcnosti v princípe znamená, že do každej domácnosti sa zavedie nový merací systém. Tento merač bude jednak merať to, koľko čoho daná domácnosť v každom momente spotrebúva a zároveň koľko elektriny vyrába v prípade, že má napríklad na streche nainštalovaný solárny panel. Tieto merače ale predstavujú len jednu časť „inteligencie“. Ďalšou podmienkou vybudovania inteligentnej siete je, že ste vy ako domácnosť sprístupnili svoj solárny panel, alebo iný zdroj energie operátorovi elektrickej siete. Ten ho následne bude môcť zaradiť do spoločného energetického mixu v decentralizovanej elektrickej sieti. Každá domácnosť sa tak stane súčasťou štruktúry dodávacích sietí, ktorú kontrolujú a regulujú inteligentné zariadenia, “ vyhlásil Sven Teske, riaditeľ kampaní Greenpeace za obnoviteľné zdroje, v rozhovore pre portál energia.sk.

„Musíme sa chopiť šance byť na čele v ceste za energeticky efektívnymi technológiami. Nielen preto, že je to najlepšia cesta ako dosiahnuť udržateľné škrty v emisiách CO2. No tiež kvôli ekologickému potenciálu technológií, ktoré môžu otvoriť obchodné príležitosti pre európske firmy,“ vyhlásila Viviane Reding, komisárka EÚ pre informačnú spoločnosť a médiá.

„Väčšina z nás má vo svojich domovoch merače, ktoré boli vytvorené pre inú dobu, dobu pred klimatickými zmenami. Dnes musíme byť prezieravejší ohľadom našej energie, “ povedal Ed Millband, minister pre energetiku a klimatické zmeny Veľkej Británie.

„Tretí liberalizačný energetický balík je dobrý začiatok, ale je to stále iba začiatok. Ak sa chceme v blízkej budúcnosti dostať k realizácii inteligentných sietí, či dosiahnutiu tzv. cieľov EÚ 20-20-20 (zvýšenie energetickej efektívnosti o 20 %, redukcia emisií CO2 o 20%, nárast obnoviteľných zdrojov energie o 20%) musíme začať so stavbou potrebných základov práve teraz, “ skonštatoval Andreas Umbach, prezident European Smart Metering Industry Group (ESMIG).

„Ak odhliadneme od faktu, že podstatná časť investícií v oblasti inteligentných sietí a inteligentných meračov pochádza zo súkromného sektora, je tu stále veľká potreba verejných zdrojov. Najmä na financovanie projektov, ktoré sú možno riskantnejšie a majú dlhodobejšiu perspektívu, “ povedal Philip Lowe, generálny riaditeľ DG pre energetiku.

„V momente keď budú existovať inteligentné siete, keď budú mať ľudia v domácnostiach inteligentné merače elektrickej spotreby a keď  konkurencia donúti obchodníkov aby ponúkali zákazníkom rôzne tarify za spotrebu elektriny, tak v tú chvíľu sa začnú aj zákazníci správať racionálne. Keď 70% elektriny spotrebujete teplom a v teplou vodou a v noci budete mať lacnejšiu elektrinu než počas dennej špičky, tak si to asi nastavíte tak že budete zohrievať kotol na kúrenie v noci, pustíte práčku na časový spínač aby prala v noci, s umývačkou riadu tiež počkáte a pustíte ju v noci. V tú chvíľu sa celá tá špicka keď je najvyšší odber zníži a nie je potrebné mať ani veľký inštalovaný výkon,“ povedal Martin Bursík, bývalý minister životného prostredia ČR.

K téme