NEO ISE - prezentacja dr B. Matusiak
-
Upload
globalne-poludnie -
Category
Documents
-
view
220 -
download
0
description
Transcript of NEO ISE - prezentacja dr B. Matusiak
Bożena Matusiak, UŁ
Spotkanie zorganizowane przez: Polska Zielona Sieć
Miejsce: Politechnika Warszawska, Warszawa 27.11.2013
“Kierunek Smart – czy to się opłaca?”
• Co znaczy być „smart” i czym są SG?
• Dlaczego Smart Grids i technologie informacyjno
komunikacyjne są motorem zmian na rynku
energii?
• Gdzie tkwi wartość dodana inteligentnych sieci?
• Dlaczego efektywność energetyczna jest ważna?
• Innowacje i technologie SG- czy to się opłaca? -
przykłady
Co znaczy smart ?Człowiek jest „smart” gdy umie postrzegać otoczenie oraz:
• dzięki swoim wszystkim zmysłom zbiera odpowiednie informacje z otoczenia (right information),
• dzięki procesom myślowym umie podejmować odpowiednie decyzje (right decision),
• dzięki decyzjom umie podejmować odpowiednie działania • dzięki decyzjom umie podejmować odpowiednie działania (right action),
• wyniki tych działań kontroluje, analizuje i rozumie (zachodzące procesy), rozwija przy tym doświadczenie by przekazywać innym swoją „wiedzę” ( right control).
The smart person can select information, take “smart” decisions, and take a “right” action.
Informacja rozumienie decyzje i działanie zarządzanie i monitorowanie
Smart Grid
Właściwy pomiar - właściwy model rynku Właściwy pomiar - właściwy model rynku (regulacje prawne, modele biznesowe , procedury) –właściwie decyzje działania–sterowanie, kontrolowanie i monitorowanie (zarządzanie)
Dzięki technologiom ICT i
dedykowanym systemom decyzyjnym
Elementy Smart Grids
• Informacja!! – jest bardzo ważna. Rozwój IT dla transmisji i przetwarzania informacji (np.: AMR, inteligentne liczniki, smart urządzenia)
• Sterowanie i zarządzanie!! – jest kluczowe (infrastruktura do sterowania elementami sieci), ponieważ wartość dużej ilości informacji, które nie mogą być sterowalne jest niska.ilości informacji, które nie mogą być sterowalne jest niska.
• Decyzje i właściwy model rynku!! – klarowne zasady działania sieci, rynków i konsekwencji podejmowanych decyzji – „rozumienie” procesów zachodzących w systemie
• Technologia i rozwój nowoczesnych elementów sieci !!-takich jak OZE, nowoczesne, urządzenia smart, EVs, technologie sieciowe
Dlaczego Smart Grid?• Potrzeba zrównoważonego rozwoju
• Rozwój nowych technologii, w tym ICT
• Konkurencyjny rynek energii, globalne rynki
• Wysoka efektywność, niezawodność, bezpieczeństwo i jakość – wymagania współczesności
• Potrzeby ekologiczne i ograniczenie strat energii
Wartość dodana tkwi w byciu smart:
Rozproszone środowisko wytwarzania i odbioru, właściwy pomiar rzeczywiste sygnały rynkowe i precyzyjne decyzje na rynku, nowe modele biznesowe i nowi uczestnicy rynku (prosumenci, agregatorzy rynku, ADR, magazyny energii itp.), integracja działań rynków, dojrzały i efektywny system mediów energetycznych.
Definicja komisji EU:
Zespół zadaniowy do spraw SG przy Komisji
Europejskiej:
SG to sieć elektryczna, która w efektywny kosztowo
sposób może integrować zachowania i działania
wszystkich użytkowników do niej przyłączonych -wszystkich użytkowników do niej przyłączonych -
wytwórców, konsumentów, i tych, którzy zarówno są
konsumentami jak i wytwórcami.
Celem takiej integracji jest zapewnienie efektywnego kosztowo, niezawodnego systemu energetycznego z
małymi stratami i wysokim poziomem bezpieczeństwa
dostaw"
Definicja sieci inteligentnej (USA):
�jest samo-naprawiająca się,�umożliwia aktywne działania konsumentów w zapotrzebowaniu na energię,�jest odporna na ataki zarówno fizyczne, jak i cybernetyczne,�dostarcza energię o jakości wymaganej w XXI wieku,�przyjmuje wszystkie źródła i magazyny energii,�przyjmuje wszystkie źródła i magazyny energii,�umożliwia rozwój nowych produktów, usług i rynków,�optymalizuje racjonalne wykorzystanie majątku i eksploatacyjną sprawność.
Jakie technologie są
zaangażowane w tworzenie SG?
Cechy SG• Niezawodność
• Interoperacyjność
• Elastyczność
• Bezpieczeństwo (dostaw jak i cybernetyczne)
• Optymalne koszty (efektywna)• Optymalne koszty (efektywna)
• Umożliwia włączanie nowych źródeł, uczestników i technologii
• Możliwości rozwoju nowych rynków i usługNajwcześniejsze SG w : Colorado (2003r.), Austin (Teksas
2008r), Kalifornia - Circuit of the future (2007r.)
definicja z www.piio.pl
SG w elektroenergetyce to sieć, która potrafi harmonijnie integrować zachowania i działania wszystkich przyłączonych do niej użytkowników, w tym wytwórców, użytkowników, w tym wytwórców, odbiorców i tych, którzy pełnią obydwie te role budując wolny rynek - celem zapewnienia zrównoważonego, ekonomicznego i niezawodnego zasilania
Smart Grid według NIST (s3_roadmap.pdf, 2009)
Źródło: Matusiak B.E.; Modele biznesowe na nowym,
zintegrowanym rynku energii; wyd. UŁ, w druku (2013)
System informacyjno komunikacyjny
inteligentnych sieci
Źródło: Matusiak B.E.; Modele biznesowe na nowym, zintegrowanym rynku energii; wyd. UŁ, w druku (2013)
Gdzie tkwi wartość dodana inteligentnych sieci?
From: IEEE SMARTGRIDComm2011 conference, Brussels 2011
http://www.iec.ch/smartgrid/standards/
http://ec.europa.eu/energy/gas_electricity/smartgrids/smartgrids_en.htm
…efektywna ekonomicznie…1. Racjonalizuje zużycie i precyzyjnie
dopasowuje wytwarzanie
2. Daje sygnały decyzyjne w czasie rzeczywistym, w obie strony
3. Optymalizuje (poprawia) krzywą obciążenia dobowego (shaving peaks)
4. Zmienia postawy i przyzwyczajenia klienta
5. Zmniejsza straty przesyłowe
6. Zmniejsza koszty utrzymania niezawodności i bezpieczeństwa dostaw
Racjonalizuje zużycie i precyzyjnie dopasowuje wytwarzanie
Mechanizmy:
• Rozproszona mała generacja ze źródeł OZE
• Smart Meters, Smart things & Buildings, EVs,
• Active demand response (ADR)
• Bodźce cenowe odziaływujące na klienta w
czasie rzeczywistym, oferty dobrane do profili
klienta
• Nowe modele biznesowe integracji usług dla
klienta
• Mechanizmy wynagradzań za dopasowanie
(certyfikaty)
Niemcy
Fraunhofer
Institute
Grecja, badania
laboratoryjne i testowe
nad zarządzaniem
microsiecią z
tzw. adaptive protection
(projekt: Microgrid ,
more Microgrid)
Institute
Źródło: http://www.der-ri.net/index.php?id=251
The Dutch Energy Company - Greenchoice w 2011 r. zakończyło projekt „Zonvast”, polegający na inwestycjach i instalacji paneli
solarnych dla około 500 właścicieli domów mieszkalnych (1,5MW), tworząc w ten sposób dodatkowy potencjał zielonej energii elektrycznej
na rynku.Instalacje nie są własnością właścicieli domów, ale za udostępnienie
dachów dostają wyprodukowaną energię elektryczną dla swoich potrzeb, po stałej, atrakcyjnej cenie. Energia nie zużyta w całości
(nadwyżki) jest włączana w sieć bez zapłaty właścicielom dachów, tzn. jest zarobkiem dla firmy Greenchoice.
Greenchoice montował od 8 do 10 paneli na pojedynczym dachu. Oczekiwana produkcja energii elektrycznej była na poziomie 1990 MWh rocznie, z czego według założeń, niewiele mniej niż połowa jest konsumowana przez właścicieli budynków. Każda instalacja na dachu kosztowała Greenchoice około 8 tys. Euro. Cała inwestycja dla 500 domów wyniosła około 4 mln Euro. Greenchoice korzystała w niewielkim stopniu z dofinansowań państwowych.Kontrakt jakim są objęci właściciele obejmuje okres 20 lat, a cena za energię elektryczną, uzyskaną z paneli dla własnych potrzeb to 0,23 Euro centa za 1 kWh.
From: IEEE SMARTGRIDComm2011
Conference, Brussels 2011
Dzienny profil zapotrzebowania
na energię elektryczną
- Przykład wyników
ADR dla ogrzewania elektrycznego- badania projektu
Źródło: http://www.der-ri.net/index.php?id=251
Tajemnica zmian tkwi we właściwych
modelach biznesowych dla nowego
rynku smart• Przykłady: ACCIONA Solar “Solar Gardens” (7 ogrodów solarnych) Hiszpania.
Największa infrastruktura fotowoltaiczna w Hiszpanii, oddana do użytku w
marcu 2006 r. w Castrejon, Navarre.
Instalacja on-site umożliwia małym, indywidualnym klientom uzyskanie
prawa własności, po okresie leasingu. Zarządzanie energią elektryczną i
wydajnością jest zoptymalizowane, a infrastruktura i usługi są dzielone wydajnością jest zoptymalizowane, a infrastruktura i usługi są dzielone
wśród najemców.
Właściwości omawianych ogrodów solarnych (2006 r.):3000 modułów solarnych o powierzchni 50 m2 każdy, śledzących słońce w
ciągu dnia, każdy moduł złożony z 36 kryształowych paneli silikonowych.
23 MWp mocy, wtedy: 2000 właścicieli.
Usługi prowadzone przez firmę na rzecz klientów to:•sprzedaż energii do sieci w ich imieniu,
•fakturowanie i rozliczanie,
•procedury administracyjne i kontrola produkcji każdego właściciela ze
swojego centralnego biura, dostępna dla właściciela do sprawdzenia przez
Internet, dzienna, miesięczna i roczna konsumpcja energii oraz produkcja
do sieci.
Azure Power Solar, IndieBelgijska wspólnota, Ecopower już w 1991 realizowała pierwsze inwestycje we
Flandrii. Obecnie prowadzi inwestycje solarne w Indiach na zasadzie
finansowania ich realizacji z funduszy zbieranych poprzez dobrowolne wpłaty
(minimalny okres bycia członkiem wspólnoty: 6 lat) w wys. ok. 200-280 dol.
(udział) z dywidendą roczną 6%. Tak zebrany fundusz wystarcza na realizacje
pilotażowych inwestycji w różnych krajach.
Azure Power Solar to projekt pilotażowy, całkowicie prywatny, pierwotnie dotyczący farmy 2 MW w miejscowości Punjab, obecnie zaś posiadający
ponad 22 MW mocy paneli solarnych dla zasilania ponad 32 wiosek w okolicy
Punjab.
Przyszłe plany rozbudowy (w 2013 r.) dotyczą osiągnięcia 1 GW mocy.Przyszłe plany rozbudowy (w 2013 r.) dotyczą osiągnięcia 1 GW mocy.Model polega na tzw. solar as a service (Azure Power jest firmą typu ESCO) -
czyli na dostarczaniu energii tylko z tego źródła na podstawie umowy i opłat za
zużycie energii elektrycznej - bez dodatkowych kosztów instalacji czy
utrzymania itp. Umowa gwarantuje stałą cenę, i to taką, która kalkuluje się na
poziomie pokrywającym koszty utrzymania i działania farmy, jednak wszystko
co dotyczy instalacji i bieżącego działania instalacji jest poza klientem.
Uczestnicy projektu płacą mniej za energię elektryczną. Po minimum 10 latach
jest możliwość wykupu instalacji na własność, wtedy Azure Power jest tylko
Operatorem dystrybucji dostaw.
Smart Cities:
• Amsterdam
• Berlin• Berlin
• Projekt Mazdar city
http://ses.jrc.ec.europa.eu/jrc-scientific-and-policy-report, 2012
To około 300 projektów w krajach UE+3 i około 90 projektów rozpoczętych
(1,8 bilonów euro)
http://ses.jrc.ec.europa.eu/jrc-scientific-and-policy-report, 2012
http://ses.jrc.ec.europa.eu/jrc-scientific-and-policy-report, 2012
Koszty w Polsce:
• Rozbudowa i modernizacja sieci OSD: 34 mld zł (na podstawie dofinansowania: ISE)
• OIP, wg portalu www.piio.pl 6 mld zł
• Koszty wprowadzenia liczników inteligentnych i • Koszty wprowadzenia liczników inteligentnych i infrastruktury pomiarowej: 10 mld zł (50-75 zł za licznik rocznie)
• Koszty ICT dla SG ?
Wybrane dofinansowania:
• Program POLSEFF Program
Finansowania Rozwoju Energii Zrównoważonej w Polsce, przeznaczono 150 mln euro150 mln euro
• Projekt Inteligentne sieci – wspierany przez NFOŚiGW
• Projekt Prosument
• Projekt dom energooszczędny…itp
OSIĄGNIĘCIA ŚWIATOWEJ ENERGETYKI ODNAWIALNEJ
W 2011 roku zainstalowana moc OZE wyniosła 390GW,
jest to 2,5 – krotny wzrost, w porównaniu z wartością
160 GW z roku 2004
•Chiny – 76 GW
•Stany Zjednoczone – 40 GW
•Niemcy – 34 GW •Niemcy – 34 GW
•Hiszpania – 22 GW
•Indie – 13 GW
•Japonia – 8 GW
Moc zainstalowana w krajach rozwijających stanowi
43% całkowitej mocy zainstalowanej i wynosi 119 GW,
głównie dzięki:
Chinom i małej energetyce wodnej i wiatrowej
Indiom – energetyce wiatrowej
Emisja CO2 w 2011r.(T/mieszk.)
• USA 17,3
• Kanada 16,2
• Australia 19
• Rosja 12,8• Rosja 12,8
• Korea Płd. 12,6
• Chiny 7,2
• UE 7,5
Sytuacja OZE w Polsce Polityka energetyczna Polski do roku 2030
• wzrost zużycia całkowitej energii finalnej w Polsce o 11% do 2020 r.,
– największy udział sektorów: transportu, usług i rolnictwa,
– zakładając jednocześnie że w przemyśle zostanie on na poziomie stałym• do 2020 r. przewiduje się, że spadnie zużycie węgla.
• pozostałe nośniki zanotują wzrost:
– produkty naftowe o 11%,– gaz ziemny także o 11%,– energia odnawialna o 40,5%,
• zapotrzebowanie na energię elektryczną - wzrost o 17,9%.• zapotrzebowanie na energię elektryczną - wzrost o 17,9%.• 30% wzrost zużycia ciepła sieciowego i 33% wzrost zużycia pozostałych paliw.
• największą dynamikę wzrostu zanotują energetyka wiatrowa (54%)i ciepło słoneczne (34%).
• dla osiągnięcia udziału 15% energii odnawialnej w 2020r w strukturze energii finalnej najistotniejsze znaczenie będą miały:
– energia wiatrowa,
– biogaz i biomasa,
– paliwa transportowe II generacji, geotermia (po 2025 roku – biodisel, biowodór i bioetanol).
W praktyce, obecnie nie mówi się o rozwiązaniach kogeneracyjnych ani też o fotowoltaice – której nieznaczny rozwój przewiduje się po 2020r (do 2% udziału).
Bariery rozwoju dla OZE • Technologie spalania i współspalania biomasy
stałej, gazowej i płynnej
– to technologie dość kłopotliwe w ocenie rezultatów ich
stosowania; nadużycie zielonych certyfikatów
• Koszty instalacji wiatrowych wciąż rosną a • Koszty instalacji wiatrowych wciąż rosną a
długość trwania inwestycji to średnio ponad 1 rok;
• Potencjał wodny w Polsce jest co prawda
znaczny, ale inwestycje w elektrownie wodne nie
są to inwestycje na kieszeń drobnych inwestorów.
• Obecnie największy nacisk kładziony jest na
biomasę i biogaz (biogazownie) oraz energię wiatrową.
Z doświadczeń zagranicznych
• Wielka Brytania– od 1 kwietnia 2010 r. zaczęły tam obowiązywać
nowe taryfy dla drobnych producentów czystej energii elektrycznej.
– Rządowy program "clean energy cashback" (zwrot pieniędzy za czystą energię) przewiduje subwencje pieniędzy za czystą energię) przewiduje subwencje dla gospodarstw domowych i społeczności, które wdrożą instalacje małej mocy, produkujące do 5 megawatów energii elektrycznej.
– Dopłata jest przewidziana również dla tych lokalnych producentów, którzy wykorzystują całą wytworzoną przez siebie energię.
– Za każdą dodatkową ilość energii, jaką odprowadzą do sieci, otrzymają kolejną dopłatę.
Z doświadczeń zagranicznych
• Sztokholm – ma dobrze zorganizowaną zbiórkę odpadów segregowanych
w trzech grupach: bioodpady, papier i pozostałe. Pojemniki opróżniane są automatycznie kilka razy na dobę poprzez podziemny system rurociągów eksploatowanych pod próżnią.
– Ścieki komunalne kierowane są do miejskiej oczyszczalni, w której osady w wyniku reakcji chemicznych są oczyszczane z CO2 i z siarkowodoru dla uzyskania czystego biometanu, który sprężony w stalowych butlach napędza autobusy komunikacji CO2 i z siarkowodoru dla uzyskania czystego biometanu, który sprężony w stalowych butlach napędza autobusy komunikacji miejskiej.
– W ten sposób obecnie pokrywa się 50% zapotrzebowania na paliwo, natomiast do 2025 roku autobusy w Sztokholmie mają być w 100% napędzane biometanolem wraz z etanolem.
– Trakcja elektryczna metra i kolei miejskiej w 100 % zasilana jest ze źródeł odnawialnych (95% energia wodna, 5% energia wiatru).
– Podobnie duży udział energii ze źródeł odnawialnych służy do ogrzewania lub chłodzenia całych dzielnic.
Z doświadczeń zagranicznych • Litwa
– przewiduje do 2020 pokryć 23% zużycia energii ze
źródeł odnawialnych (20% energii elektrycznej, 50%
energii cieplnej, 10% w transporcie).
• We Włoszech
– zbuduje się 18 elektrowni fotowoltaicznych o
łącznej mocy 65,35 MW (Sycylia, oraz regiony Apulii,
Emilii-Romanii i Abruzji).
• W Kalifornii
– powstaje największa w świecie elektrownia słoneczna o mocy 1000 MW (pustynia Mojave).
Wnioski• Brakuje koordynacji i strategicznego
długofalowego planu rozwoju dla SG
• Nie wypracowano jasnego wskazania jakie
korzyści mieć będą poszczególni beneficjenci w
zamian za zaangażowanie się w kosztowne
technologietechnologie
• Czy będziemy skazani na zakup technologii od
innych państw?
• Co z integracją mediów energetycznych?
• I najważniejsze: czy wypracowaliśmy nowe
modele biznesowe dla rozwoju nowego rynku
Energii i choćby włączenia OZE?
[email protected] ŁódzkiWydział Zarządzania Katedra InformatykiZakład Sztucznej Inteligencji i Narzędzi Informatyki
Dziękuję za uwagę
Informatyki+48 635 50 45