Distribucijsko omrežje - hrbtenica energetske tranzicije mag. Boris Sovič Predsednik skupščine GIZ distribucije in predsednik uprave Elektro Maribor d.d.
Pomembne teme Slovenija je pred pomembnimi izzivi energetske tranzicije. Ključno je ravnotežje med cilji energetske politike: podnebna trajnost; zanesljivost in kakovost oskrbe; konkurenčnost in sprejemljivost oskrbe. V vsebinskem smislu pa gre tudi za skladnost: potreb uporabnikov; zmogljivosti omrežij; razpoložljivosti proizvodnih virov.
Potrebe uporabnikov vs. jakost omrežij
Potrebe uporabnikov Naraščajoče potrebe uporabnikov so povezane tudi s priključevanjem novih naprav in virov, kot so: toplotne črpalke (TČ) in klimatske naprave; električna vozila (EV); male elektrarne; hranilniki. 200 tisoč TČ do leta 2030 bi lahko povečalo obremenitve do 950 MW. 200 tisoč EV do leta 2030 bi lahko povečalo obremenitve do 400 MW. Vir: Študija Vpliv množične elektrifikacije osebnega prometa in ogrevanja na razvoj distribucijskega omrežja, EIMV, mag. Leon Valenčič, 2018.
Napoved obremenitev do leta 2028 Načrt razvoja omrežja (2019-2028) upošteva precejšnje povečanje koničnih obremenitev do leta 2028: osnovna varianta: + 558 MW oz. + 27 %; razširjena varianta: + 1.150 MW oz. + 57 % (množična elektrifikacija ogrevanja in prometa). Vir: Razvojni načrt SODO za obdobje 2019-2028.
Naravni vplivi vs. robustnost omrežij
Naravni pojavi - ujme V zadnjih letih so izredne vremenske razmere vse pogostejše in vse bolj intenzivne. Izrazit primer so obsežne poškodbe omrežja leta 2014 (žledolom) ter leta 2017 in 2018 (vetrolom). Vir: Predstavitev družbe Elektro Maribor, Boris Sovič, 2019. Vir fotografije: Portal Severe Weather Europe
Naravni pojavi - strele Narašča tudi gostota strel na koridorjih daljnovodov. Povprečno število strel na enoto površine se je v petih letih povečalo iz 0,9 strele/km 2 na 2,75 strele/km 2. Vir: Analiza omrežnih podatkov leta 2017 za regulacijo kakovosti oskrbe, študija 2364 (priloga), EIMV, 2018.
Povečevanje robustnosti Vedno pogostejše vremenske ujme zahtevajo povečevanje odpornosti omrežij na vremenske dejavnike. Elektrodistribucijska podjetja zato načrtno povečujejo robustnost omrežij s kabliranjem oziroma izoliranjem srednje- in nizkonapetostnih (SN in NN) vodov. Cilj je zmanjšati izpostavljenost vplivom podnebnih sprememb, občutljivosti in ranljivosti Slovenije. Kabliranje SN omrežja. Vir: Elektro Maribor
Povečevanje robustnosti V času po katastrofalnem žledu leta 2014 so slovenska elektrodistribucijska podjetja: zmanjšala dolžino neizoliranih SN in NN vodov za 2.800 km. povečala dolžino izoliranih vodov SN in NN za 4.700 km. Robustnost SN in NN omrežja se je povečala iz 67 % na 73 % (skupni investicijski vložek 560 mio EUR). Vir: Podatki elektrodistribucijskih podjetij, 2019.
Povečevanje robustnosti V Sloveniji je > 60.000 km distribucijskega omrežja. V nadzemni izvedbi je še 32.000 km SN in NN vodov. Neizoliranih je še 15.600 km oziroma 27 % SN in NN vodov. Vir: Podatki elektrodistribucijskih podjetij, 2019.
Potrebe uporabnikov vs. viri energije
Viri energije Slovenija večinoma ne proizvede dovolj električne energije za potrebe svojega prebivalstva in gospodarstva. Potrebno bo sprejeti odločitve o tem, kako zagotoviti dovolj električne energije za naraščajoče potrebe prebivalstva in gospodarstva. Pri tem je pomembna tako njihova cenovna kot okoljska sprejemljivost. Podatki za obdobje 1996-2017. Vir: Statistični urad Republike Slovenije, 2018. V zadnjih dveh desetletjih je bila neto proizvodnja, z izjemo kriznih let, v glavnem nižja od končne rabe.
Viri energije Potrebne so pravočasne in ustrezne odločitve o nadomestitvi virov, ki pokrivajo skoraj 60 % sedanje proizvodnje električne energije za Slovenijo. Ne-nadomestitev zmogljivosti TEŠ in NEK ob koncu njihove življenjske dobe bi zmanjšala kapacitete za skoraj 1.300 MW. Podatki za obdobje 1996-2018. Vir: Statistični urad Republike Slovenije, 2018.
Mednarodne obveze Slovenija dosega 21,8 % delež (leto 2017) obnovljivih virov energije (OVE) v končni rabi (KE). Do leta 2020 bi moral znašati delež OVE v KE 25 %, do leta 2030 pa 27 %. V teku so nova usklajevanja o deležu. Ob sedanjem pristopu bo težko doseči ciljne deleže. Vir: Statistični urad Republike Slovenije.
Potrebni proizvodni viri V Sloveniji je precejšnje nasprotovanje večjim proizvodnim enotam, tako konvencionalnim kot obnovljivim virom energije. Zato je potrebno računati s tem, da bo v prihodnje v omrežju velika množica manjših proizvodnih virov. To ima svojo ceno. To bo tudi zahtevalo dodatna vlaganja v elektrodistribucijsko omrežje. TEŠ in NEK oddajata energijo v 400 kv prenosno omrežje. Skoraj vse male elektrarne pa oddajajo energijo v distribucijsko 20 kv (SN) oziroma 0,4 kv (NN) omrežje.
Novi proizvodni viri Do leta 2030 napovedujejo akcijski načrti 852 MW dodatne moči virov (<10 MW). Če bi se nadaljeval sedanji model podpor za SE, bi to pomenilo 153 EUR mio podpor in še brezplačno uporabo omrežja za sezonski hranilnik energije. Mrežna integracije SE lahko poveča stroške do 380 mio EUR, hkrati pa bi po sedanjem modelu bilo v 10 letih zbrano do 340 mio EUR manj omrežnine. Število malih elektrarn ponovno močno narašča. V letu 2018 se je število (pretežno gre za SE) povečalo za skoraj tisoč (iz 4.979 na 5.961), priključna moč pa se je povečala za 14 MW.
Proizvodni viri OVE vsekakor predstavljajo temelj bodočega energetskega sistema. Zavedati pa se je potrebno tehnoloških in finančnih razsežnosti. V gradivu za EKS je do leta 2030 naveden max. potencial: talne sončne elektrarne 4.321 MW; strešne sončne elektrarne 9.076 MW; vetrne elektrarne 919 MW. Mrežna integracija teh virov lahko pomeni od nekaj sto mio EUR do več mlrd EUR dodatnih stroškov v elektrodistribucijskem sistemu. Vir: Poročilo izdelovalca končnih bilanc za EKS (tabela 15). V odvisnosti od gibanja cen modulov in hranilnikov bi za na primer 9.700 MW sončnih elektrarn potrebovali do 10 mlrd EUR.
Hranilniki Osnutek CNEPN razkriva, da»na področju skladiščenja energije Slovenija nima specifičnih ciljev«. To predstavlja velik problem, če upoštevamo pomen obnovljivih virov energije za prihodnost oskrbe z električno energijo. Sedanji model brezplačne uporabe omrežja kot sezonski hranilnik električne energije (poletni proizvodni viški t.i. samooskrb se brezplačno hranijo v omrežju in uporabljajo za napajanje toplotnih črpalk pozimi) pa ni trajnosten niti vzdržen. Hranilniki električne energije predstavljajo potencialno precejšnje finančno breme. Tudi če bi se sedanje cene hranilnikov razpolovile, bi stroški razpršenih hranilnikov v Sloveniji lahko presegli mlrd EUR. V prihodnje bodo pri zagotavljanju hranilniških zmogljivosti pomembna tudi EV (funkcionalnost V2G).
Potrebe uporabnikov vs. naprednost omrežij
Naprednost omrežij EDP morajo uporabnikom sistema zagotoviti uvajanje naprednih merilnih sistemov, ki: spodbujajo dejavno sodelovanje uporabnikov na trgu elektrike; omogočajo obračunavanje po dejanski rabi; uporabo novih načinov obračunavanja, ki so prilagojeni ponudbi in povpraševanju na trgu; ter izvajanje storitev s strani ponudnikov na trgu. Napredni merilni sistemi (NMS) omogočajo merjenje, daljinsko odčitavanje in upravljanje podatkov o rabi energije za namene obračunavanja, spremljanja kakovosti oskrbe ter obratovanja in načrtovanja distribucijskih omrežij.
Napredni merilni sistemi Skoraj 62 % merilnih mest v Sloveniji je že v daljinskem odčitavanju (600 tisoč uporabnikov je že vključenih, 365 tisoč pa še bo). Po načrtu uvedbe NMS bodo vsa merilna mesta v Sloveniji vključena v sistem daljinskega merjenja najkasneje do konca leta 2025. Vir: Podatki elektrodistribucijskih podjetij, 2018. Tehnologija že prehiteva regulacijo. Na posameznih območjih je že 75 % uporabnikov vključenih v napredni sistem merjenja. Kljub temu pa še vedno cca. 50 % uporabnikov uporabljajo le enotarifno merjenje.
Napredno upravljanje distribucijskega sistema EDP izvajajo številne projekte, vključno s funkcionalnostmi ADMS (Advanced Distribution Management System), ki med drugim omogoča uporabo naprednih funkcionalnosti, kot so: restavracija izpadov; optimizacija zmogljivosti omrežja; lociranje okvar, osamitev okvar in povrnitev napajanja; izravnava koničnih obremenitev; podpora za mikro omrežja. Digitalizacija elektrodistribucije je pomemben predpogoj za aktivno vlogo uporabnika in za uveljavljanje naprednih storitev. Arhitekturni model evropskih pametnih omrežij (CEN- CENELEC-ETSI) Interoperabilnostni sloji GWAC sklada
Razmerja med uporabniki vs. tarifni sistemi
Aktivni uporabniki Za realizacijo načrtovane elektrifikacije bo ključno spodbujanje prilagajanja proizvodnje in odjema. To predpostavlja aktivno vlogo uporabnikov. Napredni tarifni sistemi so zelo pomembni za učinkovito mrežno integracijo predvidenega števila EV ter drugih novih naprav oziroma nasploh za spodbujanje: prilagajanja odjema in prilagajanje proizvodnje. Napredni tarifni sistemi so vsekakor ključni za uveljavljanje naprednih in trajnostnih razvojnih strategij. Pred regulatorjem je v tem pogledu zahtevna naloga pri njihovi vpeljavi.
Omrežnina Za mrežno integracijo novih naprav (EV, TČ in druge naprave) in virov (sončne elektrarne, male hidroelektrarne, soproizvodnje in drugo), ter za zagotavljanje ustrezne kakovosti oskrbe z električno energijo so potrebna precejšnja vlaganja v omrežje. Poglavitni vir zanje je omrežnina. Za uporabnike je pomembno tudi: višina omrežnine ter preglednost in utemeljenost načina izračuna; učinkovitost njene uporabe; sorazmernost razporeditve bremen; preprečevanje erozije omrežnine; spodbujanje prilagajanja odjema.
Razmerja med uporabniki V razmerah prehoda v nizkoogljično družbo potrebujejo aktivni uporabniki in napredna omrežja tudi napredni omrežninski sistem: preprečiti je potrebno erozijo omrežnine in zagotoviti preglednost; zagotoviti pokrivanje stroškov sorazmerno z uporabo omrežja in preprečiti prevaljevanje plačevanja omrežnine na posamezne skupine uporabnikov; z naprednimi omrežninskimi tarifami spodbujati prilagajanje odjema in proizvodnje ter s tem omogočiti mrežno integracijo novih naprav in virov, skladno s potrebami uporabnikov. Ob naraščajočih potrebah uporabnikov po moči in energiji je spodbujanje prilagajanja odjema in proizvodnje zelo pomembno za zagotavljanje zanesljive in kakovostne oskrbe.
Potrebna vlaganja v omrežje vs. razvojni načrt
Potrebne ojačitve elektrodistribucijskih omrežij Zaradi: naraščajočih potreb uporabnikov, priključevanja novih virov in naprav ter zahtev po kakovosti in zanesljivosti oskrbe z električno energijo; vedno bolj pogostih in intenzivnih vremenskih ujm, ki lahko negativno vplivajo na kakovost in zanesljivost oskrbe uporabnikov z električno energijo; nadomestitve sedanjih večjih proizvodnih objektov, ki so priključeni na prenosno omrežje, z množico manjših, priključenih na distribucijsko omrežje;
Potrebne ojačitve elektrodistribucijskih omrežij Se potrebuje: ojačitve omrežja, vključno z večjo stopnjo zazankanosti; povečevanje robustnosti omrežja; vgradnjo elementov naprednih omrežij, vključno s hranilniki, ki bodo omogočali prilagajanje odjema, aktivnost uporabnikov, sodobno upravljanje in optimizacijo zmogljivosti; napredne tarifne sisteme, ki bodo spodbujali prilagajanje odjema in proizvodnje. Eurelectric navaja: Sistem z velikim deležem OVE bo zahteval povečanje dekarboniziranih fleksibilnih zmogljivosti proizvodnje, hranjenja in prilagajanja odjema. Gre za velik tehnični in tržni izziv.
Razvojni načrt V desetletnem obdobju 2009-2018 so EDP realizirala 1,1 mlrd EUR investicijskih vlaganj. Razvojni načrt 2019-2028 predvideva vlaganja med 1,2 mlrd EUR (osnovna varianta) in 1,6 mlrd EUR (razširjena varianta, ki upošteva mrežno integracijo EV, TČ in OVE, kot jo nakazujejo akcijski načrti). Ocena razpoložljivih sredstev temelji na: ustrezni regulaciji dejavnosti; uspešnosti poslovanja EDP; razvojno naravnani dividendni politiki ter zadolževanju.
Prehod v nizkoogljično družbo
Stroškovne razsežnosti Ekonomska analiza scenarijev v gradivu za EKS opozarja na pomembne stroškovne razsežnosti tranzicije: v letu 2030 bi naj bila razlika med scenariji 0,9 mlrd EUR, leta 2050 pa kar 3 mlrd EUR. Prehod v nizkoogljično družbo zahteva v povprečju letno več kot 0,7 mlrd EUR investicij v celotni energetski sistem več kot v referenčnem scenariju.
Energetska tranzicija V ospredju energetskega prehoda so nove naprave in storitve: obnovljivi viri energije in hranilniki; elektrifikacija mobilnosti in ogrevanja; prilagajanje proizvodnje in odjema. Vsa EV, TČ in velika večina proizvodnih virov bodo integrirani v elektrodistribucijsko omrežje.
Infrastruktura trajnostnega razvoja Od jakosti, robustnosti in naprednosti elektrodistribucijskega omrežja je odvisna sposobnost prehoda v nizkoogljično družbo. Elektrodistribucijska omrežja zato predstavljajo infrastrukturo trajnostnega razvoja in hrbtenico energetske tranzicije.
Sprejemljivost oskrbe z energijo V osnutku NEPN je navedeno, da je glavna naloga prihodnjega razvoja energetike v Sloveniji zagotavljanje ravnotežja med tremi osnovnimi stebri energetske politike: podnebna trajnost zanesljivost oskrbe in konkurenčnost oskrbe z energijo. Zaradi finančnih razsežnosti prehoda v nizkoogljično družbo je pomembna tudi sprejemljivost oskrbe z energijo.
Preglednost in trajnost energetske tranzicije Prehod v nizkoogljično družbo predstavlja enega najzahtevnejših razvojnih projektov te generacije. Zaradi njegovega pomena je potrebno zagotoviti, da bo uspešen, vzdržen in pravičen za uporabnike. Sloveniji se ne sme zgoditi, da bi bila energetska tranzicija vir družbene nestabilnosti, namesto da bi bila razvojna priložnost za skupnost. Za uspešnost prehoda v nizkoogljično družbo je ključno zagotoviti vzdržnost, sprejemljivost in pravičnost porazdelitve bremen za uporabnike.
Usklajenost politik Od regulatorja se pričakujejo pregledne, sorazmerne, trajnostne in vsekakor z deklariranimi cilji regulacije skladne odločitve. To je še posebej pomembno na pragu prehoda v nizkoogljično družbo. Pomembna pa je tudi usklajenost ključnih deležnikov pri realizaciji prehoda v nizkoogljično družbo. Potrebne so odgovorne odločitve energetske politike. Vse to postavlja politične odločevalce pred zahtevne naloge. Vsi si želimo, da bi jih opravili dobro in v korist skupnosti.
Pomembni izzivi Napačne energetske odločitve, bi lahko pahnile: prebivalstvo v energetsko revščino, gospodarstvo v stagnacijo, okolje pa v degradacijo. Prebivalstvu in gospodarstvu je potrebno zagotoviti sprejemljivo in kakovostno oskrbo z električno energijo, skupnosti pa je potrebno zagotoviti prehod v nizkoogljično družbo.
Pomembni izzivi Slovenska energetika je sedaj po oceni svetovnega energetskega sveta (WEC) rangirana kot šesta na svetu. Po zanesljivosti infrastrukture je Slovenija celo druga na svetu. Naloga vseh pristojnih deležnikov je zagotoviti, da bo vsaj tako tudi v prihodnje. Vir fotografije: Portal Energetika
Hvala za pozornost boris.sovic@elektro-maribor.si Vir fotografije: Portal Energetika