Suavização de pico durante o carregamento: estrangulamento? Desligamento forçado? Racionamento de energia elétrica para carros elétricos?

Otimização da rede – medidas tomadas pelos operadores de redes de distribuição alemães em 2020 – Imagem: Xpert.Digital

* EEG = Lei de Energia Renovável, Seção 9 Parágrafo 1 EEG

As estatísticas mostram o número de operadores de redes de distribuição de acordo com medidas aplicadas para otimização e reforço da rede de acordo com a Lei de Fontes de Energia Renováveis ​​na Alemanha em 2020. Em 1 de abril de 2020, 226 operadores de redes de distribuição (ORD) alemães estavam construindo sistemas paralelos .

Número de operadores de redes de distribuição de acordo com medidas aplicadas para otimização e reforço de rede de acordo com o EEG na Alemanha em 2020

• Aumento da secção transversal dos cabos – 459 operadores de redes de distribuição
• Aumento dos serviços de transformadores – 394 operadores de redes de distribuição
• Cabeamento de linhas aéreas – 408 operadores de redes de distribuição
• Otimização do ponto de isolamento – 365 operadores de redes de distribuição
• Alteração na topologia da rede – 315 operadores de redes de distribuição
• Instalação de tecnologia de medição – 406 operadores de redes de distribuição
• Construção de sistemas paralelos – 226 operadores de redes de distribuição
• Aumento da secção transversal dos cabos condutores – 90 operadores de redes de distribuição
• Peak capping – 7 operadoras de redes de distribuição
• Instalação de transformadores de rede local controláveis ​​– 58 operadores de redes de distribuição
• Instalação de reguladores de tensão – 56 operadores de redes de distribuição
• Regulação de afundamentos de corda – 47 operadores de redes de distribuição
• Monitoramento de condutores – 20 operadores de redes de distribuição
• Cabo Condutor de Alta Temperatura – 9 Operadores de Rede de Distribuição
• Outros – 72 operadores de redes de distribuição

Um cabo condutor é um cabo usado para transportar eletricidade em uma linha aérea como parte de uma linha elétrica.

Operadores de redes elétricas – número na Alemanha em 2020 – Imagem: Xpert.Digital

Em 2020, foram contados um total de 874 operadores de redes eléctricas na Alemanha. Comparativamente a 2010, o número de operadores mencionados aumentou onze. Os operadores de redes elétricas podem ser divididos em operadores de redes de transmissão e operadores de redes de distribuição. A rede de transmissão está conectada às redes dos operadores da rede de distribuição através de subestações.

Transmissão e distribuição

Existem quatro operadores de sistemas de transmissão na Alemanha: Amprion, 50Hertz, Transnet BW e TenneT. São responsáveis ​​pela infra-estrutura das redes eléctricas nacionais. A Amprion foi a operadora da rede de transmissão com maior receita em 2019. Os actuais 874 operadores de redes de distribuição são responsáveis ​​pelas redes eléctricas nas gamas de baixa e média tensão e, em alguns casos, nas gamas de alta e extra-alta tensão. Por exemplo, eles abastecem residências com eletricidade.

Geração e consumo de eletricidade na Alemanha

Na Alemanha, a quantidade de eletricidade gerada aumentou significativamente nos últimos 30 anos, com ligeiras flutuações. A maior parte da eletricidade foi gerada a partir de lenhite de combustível fóssil e energias renováveis. A indústria era o maior consumidor de eletricidade. Usou quase metade da eletricidade total. Os grupos de consumidores “comerciais, retalhistas, serviços” e “domésticos” consumiram, cada um, cerca de um quarto da electricidade na Alemanha.

Número de operadores de redes elétricas na Alemanha de 2010 a 2020

• 2006 – 876/4 operadores de redes de distribuição/operadores de redes de transmissão
• 2007 – 877/4 operadores de redes de distribuição/operadores de redes de transmissão
• 2008 – 855/4 operadores de redes de distribuição/operadores de redes de transmissão
• 2009 – 862/4 operadores de redes de distribuição/operadores de redes de transmissão
• 2010 – 866/4 operadores de redes de distribuição/operadores de redes de transmissão
• 2011 – 869/4 operadores de redes de distribuição/operadores de redes de transporte
• 2012 – 883/4 operadores de redes de distribuição/operadores de redes de transmissão
• 2013 – 883/4 operadores de redes de distribuição/operadores de redes de transmissão
• 2014 – 884/4 operadores de redes de distribuição/operadores de redes de transmissão
• 2015 – 880/4 operadores de redes de distribuição/operadores de redes de transmissão
• 2016 – 875/4 operadores de redes de distribuição/operadores de redes de transporte
• 2017 – 878/4 operadores de redes de distribuição/operadores de redes de transporte
• 2018 – 890/4 operadores de redes de distribuição/operadores de redes de transporte
• 2019 – 883/4 Operadores de redes de distribuição/operadores de redes de transmissão
• 2020 – 874/4 Operadores de redes de distribuição/operadores de redes de transmissão

Francis McLloyd , áreas de controle com operadores de sistemas de transmissão na Alemanha , editado, CC BY-SA 3.0

Os operadores de redes de transporte são empresas de serviços que operam a infra-estrutura das redes eléctricas supra-regionais para o transporte de energia eléctrica, asseguram a manutenção e o dimensionamento com base nas necessidades e concedem aos comerciantes/fornecedores de electricidade acesso não discriminatório a estas redes. Além disso, têm a função de adquirir energia de controle quando necessário e disponibilizá-la ao sistema, a fim de manter as flutuações da rede resultantes do descasamento entre a energia elétrica gerada e consumida em um horário o mais baixo possível. As redes de transmissão ou transporte estão ligadas através de subestações às redes mais densamente malhadas e de menor tensão dos operadores de redes de distribuição (ORD), que geralmente asseguram o abastecimento dos clientes finais, normalmente em redes de baixa tensão. Grandes clientes individuais, como empresas industriais com uso intensivo de energia, também podem ser conectados diretamente à rede de transmissão.

As redes de transmissão representam monopólios naturais e os seus operadores estão geralmente sujeitos à supervisão governamental.

Na Alemanha, o modelo de “acesso à rede regulamentado” entrou em vigor em 2005 com a segunda alteração à Lei da Indústria Energética (EnWG). Autoriza a Agência Federal de Redes a regular os operadores de sistemas de transmissão.

Existem quatro operadores de sistemas de transmissão na Alemanha:

• Princípio TSO
• Transmissão 50Hertz
• Amprião
• TransnetBW

A área da rede municipal de serviços públicos de Flensburg representa um caso especial na Alemanha. Devido à ligação direta à rede elétrica dinamarquesa, pertence tecnicamente à área de controle do operador dinamarquês do sistema de transmissão energinet.dk e não à área de controle de ​. ​o operador do sistema de transmissão TenneT TSO, responsável pelo noroeste da Alemanha.

Desde a liberalização do fornecimento de energia, as empresas de fornecimento de energia já não são geralmente também os operadores de rede. Apenas pequenas concessionárias municipais estão autorizadas a operar redes sem separação jurídica da empresa. No entanto, as vendas de electricidade e as operações de rede também devem ser dissociadas do ponto de vista organizacional. As redes são monopólios naturais. É por isso que existe apenas um operador de rede de gás ou eletricidade em cada área da rede, que não pode ser livremente escolhido pelo cliente. Apesar da separação entre fornecedor e operador de rede, ambos podem fazer parte da mesma empresa de energia.

• Um operador de rede de distribuição é uma empresa que opera redes de eletricidade ou gás para distribuição a consumidores finais (famílias e pequenos consumidores).
• Um operador de rede de distribuição mantém redes de energia nos níveis de rede nos setores de baixa tensão, média tensão e alta tensão para fornecimento de energia regional.
• Um operador da rede de distribuição está a jusante do operador da rede de transmissão, que transmite eletricidade por longas distâncias em redes de alta tensão.
• O operador da rede de distribuição é responsável pelo funcionamento seguro e fiável das redes numa determinada área e pela sua ligação a outras redes eléctricas.
• Os operadores da rede de distribuição normalmente pertencem a uma empresa local ou municipal de fornecimento de energia, como: B. uma concessionária municipal, mas às vezes também uma das grandes empresas de energia que muitas vezes adquiriram essas redes durante a privatização.
• O operador da rede de distribuição é responsável pelo registo das leituras dos contadores do consumidor final, que depois encaminha ao parceiro contratual do cliente para faturação.
• O operador da rede de distribuição obtém a sua electricidade do operador da rede de transporte ou o seu gás do operador da rede de transporte.

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Desde meados de 2020, a difusão dos veículos eléctricos na Alemanha deu um salto significativo. O fator decisivo para isso é a introdução do bônus de inovação em 8 de julho de 2020, com o qual o governo federal dobrou o financiamento para aquisição de um veículo elétrico.

Ministro Federal Peter Altmaier: “Temos visto um aumento significativo na eletromobilidade desde a introdução do bônus de inovação. O número de inscrições permanece em níveis recordes. Foram reclamados mais prémios no primeiro semestre de 2021 do que em todo o ano passado. Um total de 1,25 mil milhões de euros. Haverá financiamento recorde para carros elétricos este ano. É por isso que nós, na coligação, decidimos continuar a financiar até ao final de 2025, para que o aumento do mercado da eletromobilidade continue a ganhar impulso.”

Torsten Safarik, Presidente do Gabinete Federal de Economia e Controlo de Exportações (BAFA): “Com a introdução do bónus de inovação, a procura pelo bónus ambiental aumentou significativamente. Foram inscritos 273 mil veículos no primeiro semestre de 2021 – já mais do que em todo o ano anterior. Este é um sinal forte para uma mobilidade amiga do clima na Alemanha.”

Com a introdução do bónus de inovação, o número de candidaturas ao bónus ambiental aumentou significativamente. Houve novos registros de aplicação todos os meses no segundo semestre de 2020. Em dezembro de 2020, o número de pedidos atingiu um pico temporário de 53.566 pedidos. Em março de 2021, o número de candidaturas voltou a ser pouco inferior a 52.000.

De janeiro até o final de junho de 2021, foram solicitados financiamentos para 273.614 veículos. Este é um sinal forte para a protecção do clima e mostra o interesse crescente e sustentado da população em veículos eléctricos. Em 1º de julho de 2021, um total de 693.601 veículos foram solicitados desde o início do financiamento em 2016.

O bônus de inovação, que dobra a parcela federal do bônus ambiental, será prorrogado além de 2021 até 31 de dezembro de 2025, de acordo com a resolução do Auto Summit (KAM) na Chancelaria Federal em 17 de novembro de 2020. O Ministério Federal da Economia e Energia realizará esta prorrogação em breve.

Com a duplicação da participação do governo no bónus ambiental, podem ser aplicados até 9.000 euros como financiamento para veículos eléctricos que custam menos de 40.000 euros no preço de tabela líquido; para carros híbridos é de 6.750 euros. Para veículos eléctricos com preços de tabela líquidos superiores a 40.000 euros, existe um subsídio até 7.500 euros para veículos puramente eléctricos e até 5.625 euros para carros híbridos.

“As alterações nas diretrizes de financiamento do ‘Bônus Inovação’ serão publicadas no Diário Oficial da União hoje, às 15h, e entrarão em vigor amanhã. Isto duplica a participação do Estado na promoção de carros eléctricos. No futuro, os carros puramente elétricos receberão financiamento até 9.000 euros; Os híbridos plug-in recebem financiamento de até 6.750 euros”, afirmou o Ministério Federal da Economia e Energia no seu comunicado de imprensa datado de 7 de julho de 2020.

Valor do bônus ambiental na compra de veículos elétricos – Imagem: Xpert.Digital

Ministro Federal da Economia, Peter Altmaier: “Estamos duplicando a participação do Estado na compra de um carro elétrico e, assim, proporcionando um incentivo claro para os consumidores comprarem um carro elétrico. Queremos promover a mudança para carros elétricos e dar um novo impulso à eletromobilidade na Alemanha.”

Presidente da BAFA, Torsten Safarik: “As novas taxas de financiamento até 9.000 euros tornam a mudança para um carro elétrico ainda mais atraente para os cidadãos. Com o processo enxuto e de etapa única, nós da BAFA estamos implementando o novo bônus de inovação de forma eficiente e de maneira amigável aos cidadãos.”

A partir de 8 de julho de 2020, a participação federal no sistema existente do chamado bônus ambiental será duplicada por um período limitado até 31 de dezembro de 2021. A participação do fabricante permanece inalterada. Os seguintes veículos adquiridos ou alugados podem beneficiar do “bónus de inovação” – mesmo retroativamente:

• Veículos novos matriculados pela primeira vez após 3 de junho de 2020 e até 31 de dezembro de 2021 inclusive, bem como veículos usados ​​jovens cuja primeira matrícula seja após 4 de novembro de 2019 e a segunda matrícula seja após 3 de junho de 2020 e até 31 de dezembro de 2021 ocorrerá.

O “bónus de inovação” baseia-se nos resultados do comité de coligação de 3 de junho de 2020. Além da duplicação temporária da participação federal, as orientações de financiamento alteradas prevêem a proibição da acumulação com financiamento de outros fundos públicos. O objetivo é evitar o excesso de financiamento. A Comissão Europeia examinou o “bónus de inovação” ao abrigo da lei dos auxílios estatais.

Correspondência:

• Eletromobilidade: Quão seguros são os carros elétricos? Como é verificada a segurança dos carros elétricos?
• Infraestrutura de carregamento para eletromobilidade na Alemanha

O operador de rede deve ser capaz de suavizar os picos de carga na rede e, assim, fazer melhor uso da rede

Isto poderia ser feito através de uma nova ferramenta de “suavização de pico”. O objetivo é permitir ao operador da rede controlar rapidamente a potência disponível para um consumo flexível e adaptá-la à situação de carga da rede. Por exemplo, mais processos de carregamento simultâneos para veículos eléctricos poderiam ser realizados sem que a rede de distribuição atingisse os seus limites. Isto poderia ser implementado através de conexão flexível e uso de rede.

A gestão da flexibilidade pelo operador de rede deve ser claramente limitada

A “suavização dos picos” só deverá ser possível até certo ponto, de modo que o consumo de benefícios só precise de ser ajustado o menos e tão raramente quanto possível. A gestão da flexibilidade do lado da rede deverá passar despercebida e sem qualquer impacto perceptível nos utilizadores da rede. O sinal de controlo do lado da rede tem prioridade sobre outras utilizações de flexibilidade dos dispositivos de consumo. Além disso, os utilizadores da rede são livres de comercializar a flexibilidade de outras formas - por exemplo, para tarifas variáveis ​​de electricidade ou para a prestação de serviços de sistema em conjunto com outros consumidores de baixa tensão através de agregadores. As intervenções para “suavização de pico” devem ser documentadas de forma transparente e, portanto, tão previsíveis quanto possível para terceiros (ver 6. abaixo). Ao definir os limites de intervenção do operador de rede, devem também ser tidos em conta os diferentes graus de flexibilidade dos diferentes sistemas.

A gestão da flexibilidade visa limitar a expansão das redes de baixa tensão a um nível eficiente

O operador de rede deve continuar a planear a sua rede de forma adequada e a expandi-la de acordo com as necessidades. No entanto, deve-se levar em conta mais do que antes que expandir a rede para raros momentos de pico de carga pode não fazer sentido. Vários estudos indicam que
a “suavização de pico” pode economizar significativamente a expansão da rede. O pré-requisito para isso é que os operadores de rede possam levar em conta a “suavização de pico” de forma confiável ao planejar a rede.

Modelo de “tampa de pontas”

A abordagem de “suavização de pico” do consumo de electricidade é semelhante ao procedimento comprovado e de longa data na produção de electricidade: devido ao chamado “peak capping” nas
energias renováveis, a rede já não tem de ser expandida para acomodar os últimos quilowatt-hora renovável.

De: Integração inteligente da flexibilidade nas redes de distribuição, avanço da eletromobilidade e acoplamento setorial: o instrumento de “suavização de pico”

Pontos de discussão sobre o desenvolvimento do quadro jurídico para consumidores flexíveis em redes de baixa tensão - Ministério Federal da Economia e Energia

Cargas flexíveis devem ter uso de conexão flexível

Atualmente, na ligação à rede de baixa tensão, é acordada com o destinatário da ligação uma capacidade de energia fixa padrão para consumo de eletricidade de 30 quilowatts (kW), que teoricamente deve estar sempre disponível. No entanto, isto não significa que seja alcançado um consumo de energia correspondente ao utilizar esta ligação, especialmente de forma não permanente.

Para utilizar a rede existente de forma mais eficiente e limitar a expansão adicional da rede a um nível eficiente, faz sentido diferenciar a capacidade da rede utilizada no futuro de acordo com a flexibilidade para as diferentes necessidades dos utilizadores da rede. Para a “suavização de pico”, a capacidade de ligação de 30 kW poderia, em princípio, ser mantida, mas a sua utilização poderia ser dividida em duas partes:

• Para consumos de energia que não sejam considerados flexíveis, deve continuar a ser sempre disponível . Esta parte não está sujeita a uma gestão orientada para a rede, mas só pode ser utilizada para necessidades inflexíveis. Deve, portanto, ser suficientemente alto para cobrir completamente as aplicações domésticas clássicas. A
  altura exata está em debate.
• Um “uso de conexão flexível” é criado para um consumo de energia flexível O operador da rede pode limitar temporariamente a capacidade de levantamento de acordo com os princípios de “suavização de pico” descritos acima. Esta parte poderia, por exemplo, consistir na capacidade que vai além da parte inflexível. Como a produção máxima só está disponível hoje em casos individuais e não em todos os lugares ao mesmo tempo, esta parte excedente é adequada para instalações de consumo que não exigem disponibilidade constante e podem reagir com flexibilidade a gargalos, se necessário.

O uso de conexões flexíveis deve se tornar a norma para o consumo considerado flexível

Quanto mais flexível o consumo for coberto através do uso de conexões flexíveis, mais instalações poderão ser conectadas à rede existente e mais amplamente as ações de controle do lado da rede poderão ser distribuídas.

O dimensionamento do “uso de conexão flexível” pode ser projetado individualmente pelo usuário

Em princípio, não há nada de errado em permitir que a conexão de rede usada de forma flexível seja convertida em uma conexão inflexível que pode ser usada sem restrições a qualquer momento.
pré-requisitos são a viabilidade e uma contribuição adequada para os custos adicionais incorridos.

De: Integração inteligente da flexibilidade nas redes de distribuição, avanço da eletromobilidade e acoplamento setorial: o instrumento de “suavização de pico”

Pontos de discussão sobre o desenvolvimento do quadro jurídico para consumidores flexíveis em redes de baixa tensão - Ministério Federal da Economia e Energia

Os consumidores que conseguem reagir de forma flexível deverão ser recompensados ​​se utilizarem a sua flexibilidade de uma forma orientada para a rede. De acordo com a Secção 14a EnWG, um consumidor que concorda em ser controlado pelo operador de rede já recebe uma redução nas taxas de rede. Este mecanismo deverá ser alargado e desenvolvido e, no futuro, ser utilizado como regra para todas as ligações de rede com dispositivos flexíveis de consumo de baixa tensão. Isto dá aos usuários da rede a oportunidade de escolher o produto de uso de rede que melhor lhes convém.

Os seguintes requisitos devem ser aplicados ao projeto:

• Serão introduzidos preços diferentes consoante o tipo de utilização da rede. Os consumidores flexíveis que participam na “suavização de pico” pagam taxas de rede significativamente mais baixas. Qualquer pessoa que ofereça flexibilidade pode compartilhar a economia de custos da rede. Porém, se você quiser usar toda a potência a qualquer momento para seu consumo flexível, terá que pagar taxas mais altas por isso.
• Estão disponíveis diferentes variantes para implementação: Até à data, as tarifas de rede para a maioria dos clientes de baixa tensão eram compostas por um preço básico e um preço de trabalho. Ambos os componentes poderiam fundamentalmente ser diferenciados de acordo com o tipo de utilização da rede. Seria também concebível complementar o sistema existente com uma componente de taxa para a capacidade de ligação acordada. Isso pode se referir a uma medição de desempenho (subsequente) do uso da conexão ou a uma ordem de serviço (anterior). Pagamentos únicos também seriam possíveis.

De: Integração inteligente da flexibilidade nas redes de distribuição, avanço da eletromobilidade e acoplamento setorial: o instrumento de “suavização de pico”

Pontos de discussão sobre o desenvolvimento do quadro jurídico para consumidores flexíveis em redes de baixa tensão - Ministério Federal da Economia e Energia

Publicada estratégia de padronização para digitalização intersetorial da transição energética

A digitalização das redes de energia é um pré-requisito central para a integração das redes de energias renováveis ​​e da eletromobilidade. Para este fim, o BMWi e o BSI publicaram conjuntamente a estratégia de padronização para a digitalização intersetorial da transição energética . Este roteiro contém o plano de trabalho para a conversão das redes de energia nas chamadas “redes inteligentes”. O objetivo é conectar todos os intervenientes no fornecimento de energia na rede de energia inteligente do futuro.

A base do roteiro é a lei sobre a digitalização da transição energética (GDEW). O GDEW redefiniu a medição inteligente na Alemanha e enviou um sinal importante para uma rede energética preparada para o futuro. Baseia-se em quatro pilares: padronização, proteção e segurança de dados, segurança e aceitação do investimento.

O elemento central do GDEW é a introdução de gateways de medidores inteligentes. O roteiro agora apresentado descreve o desenvolvimento do gateway de medidores inteligentes em uma plataforma de comunicação digital abrangente para a transição energética. Isto fornece aos intervenientes no fornecimento de energia – desde o operador da rede, ao fornecedor de electricidade e ao consumidor – as informações de que necessitam sobre a produção e o consumo. Ao mesmo tempo, os gateways de medidores inteligentes garantem proteção e segurança de dados no mais alto nível. Porque a transição energética precisa de mais do que apenas “medidores inteligentes”.

As normas técnicas mínimas para gateways de contadores inteligentes devem ser continuamente desenvolvidas. Devem acompanhar os requisitos da transição energética, garantir valor acrescentado para os consumidores, funcionar em todos os setores e no espírito de acoplamento setorial (nomeadamente aquecimento e casa inteligente), incluir a eletromobilidade e estar preparados para futuros cenários de ameaças, como ataques de hackers . O futuro desenvolvimento das normas relevantes é também objecto do roteiro.