Енергетска транзиција Немачке стављена под проверу реалности: Зашто батерије и електране на гас иду заједно

Крај јаза у електричној енергији: Како изгледа савршена интеракција батерија и електрана

Водонична замка или право спасење? Истина о новим немачким гасним електранама

Енергетска транзиција Немачке налази се на кључној прекретници – ипак ризикује да се заплете у погрешну дебату „или-или“. С једне стране су заговорници масивних система за складиштење батерија као спасилаца без емисија, а с друге стране заговорници класичних, диспечерских електрана на гас. Али они који супротстављају ове две технологије једну другој ризикују ништа мање од будуће безбедности и приступачности наше електричне енергије. Док батерије чине окосницу свакодневне, краткорочне флексибилности у мрежи, електране остају ретко коришћена, али економски неопходна заштита од вишенедељних периода ниске производње енергије ветра и сунца. Са недавно одобреним тржиштем капацитета од више милијарди евра из Брисела, архитектура немачког тржишта електричне енергије сада се фундаментално реструктурира. Прави изазов, дакле, није: складиштење или електране? Ради се о интелигентној, дигитално контролисаној интеракцији оба света – и питању како ће нас водоник, паметне тарифе за електричну енергију и европска солидарност спречити да зими изгубимо струју.

Они који захтевају само складишта или само електране не граде климатски неутралан систем – већ следећи јаз у снабдевању

Лажна дебата „или-или“

Немачка енергетска дебата се често представља као конкуренција између батерија и гасних термоелектрана. С једне стране, постоје системи за складиштење енергије у батеријама као модерна, технологија без емисија и која се брзо скалира. С друге стране, постоје електране које се могу диспечирати, а њихови заговорници их виде као неопходну заштиту од несташице електричне енергије, а њихови критичари као регресију на фосилна горива. Ова супротстављеност је политички привлачна, али обмањујућа са становишта енергетске економије. Батерије и гасне термоелектране решавају различите проблеме унутар истог система. Они који их супротстављају мешају краткорочну флексибилност са дугорочном сигурношћу снабдевања.

Батерије су посебно моћне када је потребно преносити електричну енергију током неколико минута или сати. Оне могу да преносе соларну енергију од поднева до вечери, покривају краткорочна вршна оптерећења, компензују флуктуације фреквенције и апсорбују вишкове обновљиве енергије. С друге стране, флексибилне електране постају посебно вредне када недостатак и даље постоји, нивои складиштења се смањују и истовремено се јављају велика оптерећења. Њихов кључни допринос није у производњи што већег броја киловат-сати, већ у томе да буду поуздано доступни у неколико критичних ситуација.

Кључно економско питање, дакле, није која је технологија фундаментално супериорнија. Кључно питање је која комбинација обновљивих извора енергије, електроенергетских мрежа, батерија, флексибилне потражње, европског увоза и диспечерских електрана обезбеђује жељену сигурност снабдевања по најнижој укупној цени. Систем са недовољним гарантованим капацитетом ризикује несташице, екстремне цене и ванредне политичке мере. Систем са прекомерно субвенционисаним капацитетом ставља непотребан терет на потрошаче и слаби инвестиционе подстицаје за складиштење и флексибилност. Економски исправан пут налази се негде између ове две замке.

Шта је Брисел заправо одобрио

Одобравање немачког механизма капацитета од стране Европске комисије означава фундаменталну промену у архитектури тржишта електричне енергије. Од 2031. године, учесници на тржишту више неће бити плаћени само за произведену електричну енергију и системске услуге. Такође могу добити надокнаду за осигуравање да је гарантовани капацитет доступан када је то потребно. Процењени укупни трошкови одобреног оквира крећу се од 15,6 милијарди евра до 35,2 милијарде евра. У зависности од резултата аукције, очекују се годишњи трошкови од приближно 1 милијарде до 3 милијарде евра за 2031. годину, а од приближно 0,9 милијарди до 2,3 милијарде евра годишње након тога до 2045. године.

Уобичајена скраћеница да Немачка субвенционише електране на гас са 35 милијарди евра је нетачна. Одобрени механизам је у основи отворен за различите технологије. Поред нових и постојећих производних постројења, могу учествовати и складишта, контролисани потрошачи, а у будућности и прекогранични капацитети. Уговори могу имати рокове до 15 година. Стварни настали трошкови зависе од понуђених количина, понуда, трошкова финансирања и тржишних прихода додељених постројења.

Истовремено, било би наивно умањивати значај нових гасних термоелектрана. Почетни тендери су првенствено усмерени на дугорочне капацитете који могу континуирано да снабдевају електричном енергијом током периода ниске производње ветра и сунца у трајању од неколико дана. Батерија технички може да испуни овај захтев ако има довољно велики капацитет складиштења енергије. Међутим, са економског становишта, батерије са веома дугим временима пражњења за ретке догађаје тренутно су често скупље од електрана чије се гориво складишти одвојено и користи се само када је потребно. Стога ће гасне термоелектране вероватно добити значајан удео у раним уговорима.

За јавну процену, разлика између излазне снаге и излазног рада је кључна. Електрана капацитета једног гигавата може бити стално у функцији, али производити електричну енергију само неколико дана у години. Њен утицај на климу зависи не само од њене величине, већ и од коришћеног горива, њене ефикасности, радних сати и времена преласка на климатски неутралне изворе енергије. Велика флота електрана која ради са малим капацитетом може емитовати мање CO₂ него мања флота која редовно ради како би покрила преостало оптерећење.

Механизам капацитета стога није само субвенција за електране на гас, али није ни неутралан административни акт без технолошких последица. То је нови модел осигурања за електроенергетски систем. Његов квалитет ће се мерити тиме да ли пружа довољну сигурност без трајног финансирања прекомерног капацитета или гушења иновација.

Електрификација мења више од пуке годишње потрошње

Потражња за електричном енергијом у Немачкој ће значајно порасти због електрификације транспорта, зграда, индустрије и дигиталне инфраструктуре. Електрична возила замењују бензин и дизел, топлотне пумпе потискују системе грејања на нафту и гас, електричне пећи и електролизери трансформишу индустријске процесе, а центри података стварају велика додатна оптерећења са високим захтевима за доступност. Ово повећање није у супротности са енергетском транзицијом. То је кључни механизам за декарбонизацију јер електрична енергија из обновљивих извора замењује фосилна горива у другим секторима.

Електричне примене су често ефикасније од њихових алтернатива фосилним горивима. Топлотна пумпа генерише топлоту не само претварањем електричне енергије већ и коришћењем топлоте околине. Електромотор претвара енергију у покрет много ефикасније од мотора са унутрашњим сагоревањем. Стога, потрошња електричне енергије може да се повећа, док се укупна коначна потрошња енергије смањује. Разуман циљ није постизање најмање могуће потрошње електричне енергије, већ обезбеђивање топлоте, мобилности, индустријске производње и дигиталних услуга на најисплативији и најнижи могући начин са нижом емисијом.

Међутим, само посматрање годишње количине електричне енергије није довољно за потребе планирања. Кључно је када и где је електрична енергија потребна. Када се милиони електричних возила пуне у раним вечерњим сатима, топлотне пумпе раде истовремено током хладног периода, а индустријски погони повећавају производњу, вршна оптерећења могу нагло порасти. Мреже и гарантовани капацитети морају бити пројектовани за вршне сате, а не за годишњи просек.

Дугорочно планирање мреже стога претпоставља значајно повећање бруто потрошње електричне енергије, у зависности од сценарија. Распони су широки јер зависе од претпоставки о индустријском развоју, производњи водоника, реновирању зграда, електромобилности, енергетској ефикасности и брзини трансформације. Управо та неизвесност говори против крутих, једнопрогностичких прогноза. Немачкој је потребна робусна инфраструктура која може да поднесе неколико могућих развојних путева.

Лоше координисана електрификација би непотребно повећала потражњу за електранама, складиштима енергије и мрежама. С друге стране, интелигентно контролисана електрификација може сама по себи постати извор флексибилности. Возила, системи за складиштење топлоте, индустријски процеси и одабрана рачунарска оптерећења могу временом мењати потрошњу електричне енергије, све док мобилност, удобност и производња остану непромењени. Економска вредност електрификације стога све више зависи од њене контролабилности.

Флексибилност захтева аутоматизацију, а не жртву

Флексибилност потрошње енергије се понекад приказује као да домаћинства треба да организују своје животе око ветра и сунца. Овај модел не би био ни атрактиван нити погодан за масовну примену. Флексибилност мора да функционише у позадини. Возачи би требало да буду у могућности да одреде када њихово возило треба да буде спремно и са којим дометом. Систем за управљање енергијом затим оптимизује процес пуњења. Станари дефинишу жељену температуру у просторији, док топлотна пумпа, топлотна маса зграде и бафер складиште подешавају рад унутар дефинисаних граница комфора.

Да би ово функционисало, Немачкој су потребни паметни системи мерења, безбедни комуникациони канали, интероперабилни уређаји и транспарентне тарифе. Од 2025. године, добављачи електричне енергије су обавезни да понуде динамичке тарифе. Међутим, само постојање таквих производа не ствара системску флексибилност. Без паметних бројила, аутоматизоване контроле и лако разумљивих уговорних услова, динамичке тарифе ће остати нишна тржишна ниша за посебно заинтересоване купце.

Временски променљиве цене указују на то када је електричне енергије мало или много. Систем за складиштење енергије у кући не би требало пунити из мреже сунчаним летњим јутром ако су велике количине фотонапонске енергије доступне у подне. Слично томе, електрично возило не мора нужно да се пуни током вечерњег вршног оптерећења ако неће бити потребно до следећег јутра. Аутоматизовани системи могу да спроведу такве промене без потребе да корисник стално прати тржишне цене.

Међутим, сами временски сигнали нису довољни. Електрична енергија може бити јефтина широм земље чак и ако је регионална мрежа преоптерећена. Додатни киловат-сат потрошње може помоћи у локалном коришћењу енергије ветра у северној Немачкој, док истовремено изазива додатно оптерећење мреже у региону са уским грлима на југу Немачке. Накнаде за мрежу које се могу мењати у зависности од локације, флексибилни споразуми о прикључењу на мрежу или регионални подстицаји могу помоћи да се осигура да се складишта, електролизери и контролисана оптерећења користе тамо где генеришу највећу корист за систем.

Не треба потцењивати социјалну димензију. Власници електричних возила, топлотних пумпи и система за складиштење енергије у кући могу снажније реаговати на ценовне сигнале него закупци или домаћинства са ниским приходима без контролисаних великих потрошача енергије. Реформа тарифа која једнострано оптерећује нефлексибилне купце изгубила би на јавном прихватању. Праведни оквир треба да награди флексибилност, али истовремено да одржи предвидљиве понуде за потрошаче који не могу да реагују или који свесно преферирају стабилност цена.

Батерије преузимају свакодневни прецизан рад

Системи за складиштење батерија су посебно погодни за задатке који се често дешавају и у кратком року. Они реагују на флуктуације фреквенције у року од милисекунди, пребацују соларну енергију на вечерње сате, смањују вршна оптерећења и стабилизују локалне мреже. Због свог модуларног дизајна, могу се инсталирати у приватним кућама, пословним зградама, индустријским постројењима, трафостаницама и великим складишним објектима. Време изградње је обично знатно краће него за термоелектране.

Крајем 2025. године, Немачка је имала више од два милиона система за складиштење батерија са укупним употребљивим капацитетом складиштења од приближно 24 до 25,5 гигават-сати. Највећи удео су и даље чинили стамбени системи за складиштење у комбинацији са фотонапонским инсталацијама. Иако су велике батерије брзо расле, оне су и даље представљале релативно мали сегмент у погледу укупног енергетског капацитета. Ове бројке такође истичу снагу и ограничења технологије: Иако инсталирани капацитет може бити висок, количина ускладиштене енергије није аутоматски довољна да издржи дуже периоде несташице енергије.

Једноставан пример илуструје разлику. Систем за складиштење енергије капацитета једног гигавата и два гигават-сата може теоретски да испоручи пуну снагу два сата. Након тога, потребно га је поново напунити. Ово може бити изузетно вредно за вршну вечерњу потражњу. Међутим, исти систем за складиштење не може сам по себи да премости тродневни период ниске производње енергије ветра и сунца. Дуже време пражњења захтева додатни капацитет батерије, који се мора платити, иако се ретко може у потпуности користити.

Ипак, батерије смањују потражњу и радно време конвенционалних електрана. Оне спречавају да електрана мора да се покреће само током кратког вршног оптерећења, апсорбују електричну енергију која би иначе била ограничена и ублажавају брзе промене оптерећења. Систем за складиштење батерија такође може премостити време док термоелектрана не почне да ради. У хибридним системима, батерија може преузети брзе контролне задатке, док електрана ради ефикасније и са мање хабања.

Међутим, како се капацитет складиштења шири, пословни модел се мења. Рани системи складиштења имају користи од великих разлика у ценама између јефтинијих подневне енергије и скупих вечерњих сати. Када се многе батерије истовремено пуне и празне, оне смањују управо ту разлику у цени. Ово је позитивно за цео систем и потрошаче, али смањује приходе нових пројеката. Будући системи складиштења ће стога морати да комбинују неколико токова прихода: трговину енергијом, балансирање снаге, услуге мреже, управљање вршним оптерећењем и потенцијално плаћање капацитета.

Огроман број захтева за прикључење на мрежу не треба мешати са стварним проширењем. У 2025. години поднети су захтеви за неколико стотина гигавата капацитета за складиштење. Само део тога ће бити финансиран, одобрен и изграђен. Вишеструки захтеви, незрели пројекти и спекулативно обезбеђене тачке прикључења на мрежу искривљују слику. За енергетску транзицију, оно што је важно није виртуелни пројектни цевовод, већ стварно инсталирани и мрежно опслужујући капацитет.

Мрачна стагнација је првенствено енергетски проблем

„Мрачно затишје“ односи се на период у којем енергија ветра и сунца истовремено доприносе само минимално. Термин се често користи генерички, иако изазов у ​​великој мери зависи од трајања, годишњег доба, температуре, географског обима, потражње за електричном енергијом и могућности увоза. Ноћ без ветра лети је сасвим другачија са становишта енергетске економије од хладне, облачне и зимске недеље без ветра у великим деловима Европе.

За недостатке који трају само неколико сати, батерије, пумпно-акумулационе хидроелектране, флексибилна потражња и увоз електричне енергије могу надокнадити велики део разлике. Ако ситуација потраје, уско грло не постаје капацитет пражњења, већ расположиви енергетски садржај. Батерије могу резервисати свој преостали капацитет за посебно критичне сате. Међутим, без довољне производње обновљиве енергије, потребан им је други извор енергије за пуњење.

Стога, само поређење инсталираних гигавата није довољно. Термоелектрана на гас и батерија са четворочасовним трајањем могу имати исти номинални излаз, али не могу да обезбеде исту количину енергије током вишедневне несташице. Тржишта капацитета морају реално да процене поуздан допринос различитих технологија. Системи за складиштење захтевају попусте у зависности од времена пражњења, стања напуњености и вероватноће неколико узастопних сати несташице.

Чак ни електране на гас нису аутоматски потпуно безбедне. Оне захтевају гориво, функционалне гасне или водоничне мреже, квалификовано особље, резервне делове, мрежне везе и довољно робусне резервне системе. Енергетска криза која је уследила након руског напада на Украјину показала је да снабдевање природним гасом носи геополитички ризик. Електрана је поуздана само колико и цео њен ланац горива и инфраструктуре.

Безбедност снабдевања стога захтева вероватносни приступ. Није свака замислива екстремна ситуација мора бити покривена искључиво немачким постројењима. Истовремено, планирање не може претпоставити да ће увоз, батерије или гас бити доступни у неограниченим количинама у свакој ситуацији. Робусна стратегија комбинује различите ресурсе чији су ризици од квара што је могуће мање повезани.

Смањење вршног оптерећења је вредно, али није неограничено

Флексибилни потрошачи и батерије могу значајно смањити највећу истовремену потражњу за електричном енергијом. Ово је посебно економски вредно јер се последњи гигавати потребни за покривање годишњег вршног оптерећења ретко захтевају, а ипак се морају финансирати. Свако трајно избегнуто вршно оптерећење може уштедети инвестиције у производњу, мреже и резерве.

Међутим, оствариви потенцијал није фиксна количина. Зависи од састава потрошње, трајања складиштења, временских услова, тржишних правила и потреба корисника. Електрични аутомобил може одложити пуњење, али не унедоглед. Систем за складиштење топлоте може привремено растеретити систем грејања, али ће се зграде и даље хладити. Индустријске компаније могу прекинути процесе само у оквиру техничких и уговорних ограничења. Батерије су корисне само ако су довољно напуњене пре периода оскудице.

Планирање стога мора избегавати две супротстављене заблуде. Прва је да се сваки додатни киловат-сат потрошње електричне енергије аутоматски претвара у пропорционално повећање вршног оптерећења. Ово игнорише могућности дигиталног управљања. Друга грешка је претпоставка да флексибилна оптерећења могу нестати на неодређено време током кризе. У стварности, флексибилност може значајно смањити потребу за гарантованим капацитетом, али га не може у потпуности заменити.

Праћење безбедности снабдевања од стране Федералне агенције за мреже илуструје обим изазова. У зависности од развоја обновљивих извора енергије, мрежа, потражње и флексибилности, до 2035. године може бити потребан додатни контролисани капацитет од приближно 22 до 36 гигавата. Ове бројке представљају бруто додавања пре декомисије. Овај широк распон није слабост анализе, већ израз стварне неизвесности. Такође показује колико могу бити скупа кашњења у развоју мреже, обновљивих извора енергије и флексибилности потражње.

Гасне електране постају ретко коришћена полиса осигурања

Економска предност флексибилних гасних термоелектрана лежи у њиховој релативно ниској инвестицији по киловату, њиховој управљивости и могућности складиштења великих количина енергије одвојено од електране као горива. Стога су погодне за покривање преосталог оптерећења које остаје након енергије ветра, соларне енергије, складиштења, премештања оптерећења и увоза.

Различите врсте електрана испуњавају различите задатке. Гасне турбине отвореног кола могу се брзо покренути и имају релативно ниске инвестиционе трошкове. Њихова ефикасност је нижа, што је мањи проблем ако се ретко користе. Електране са комбинованим циклусом гасних турбина (CCGT) су скупље, али ефикасније користе гориво и боље су прилагођене за дуже радне сате. Електране са гасним мотором и модерне когенерацијске електране (CHP) могу се распоредити на децентрализован начин и посебно су флексибилне.

Међутим, ниска искоришћеност доводи до проблема са финансирањем. Електрана која је потребна само током неколико сати оскудице можда неће генерисати довољно прихода на нормалном тржишту електричне енергије да покрије своје фиксне трошкове. На тржишту само енергије, морала би да рефинансира значајан део своје инвестиције кроз ретке, веома високе цене. Ово је теоретски могуће, али у пракси подразумева високе политичке и регулаторне ризике. Владе би могле да интервенишу у случају екстремних цена, мењајући ограничења цена или ретроактивно уводећи посебне намете.

Плаћања за капацитет преносе део овог ризика са инвеститора на потрошаче електричне енергије. Ово може смањити трошкове финансирања и убрзати одлуке о изградњи. Међутим, носи ризик вештачког задржавања неефикасних постројења на тржишту, набавке прекомерних количина или стављања нових технологија у неповољан положај. Термоелектране на гас стога не треба третирати као привилеговану инфраструктуру, већ као учеснике на конкурентном тржишту поузданости.

Уговори морају да садрже јасне захтеве за доступност. Они који су плаћени за гарантовани капацитет морају да испуне услове у временима несташице или ће се суочити са значајним казнама. Поред тога, неопходна су ограничења емисија, захтеви за техничку надоградњу и проверљиви привремени циљеви. Плаћања за капацитет не смеју гарантовати радне сате или продају горива. Плаћање треба да буде за способност обезбеђивања капацитета, а не за право на производњу електричне енергије на бази фосилних горива.

Суштина овог технолошког напретка је намерно одустајање од конвенционалне монтаже стезаљкама, која је била стандард деценијама. Нови, временски и исплативији систем монтаже решава ово фундаментално другачијим, интелигентнијим концептом. Уместо стезања модула на одређеним тачкама, они се убацују у континуирану, посебно обликовану носећу шину и чврсто држе на месту. Овај дизајн осигурава да су све силе – било да су статичка оптерећења од снега или динамичка оптерећења од ветра – равномерно распоређене по целој дужини оквира модула.

Више информација овде:

• Клик уместо шрафа: Овај генијални систем гради соларне паркове 40% брже и револуционише енергетску транзицију

Могућности производње водоника не смеју постати маркетиншки трик

Нове електране на гас треба дугорочно да се пребаце на водоник или друга климатски неутрална горива. Ова перспектива је неопходна како би се осигурало да додатни капацитети остану компатибилни са циљем климатске неутралности. Међутим, термин „способан за водоник“ је непрецизан. То може значити да електрана већ може да сагорева велике количине водоника, да је планирана каснија техничка конверзија или једноставно да на локацији има довољно простора за такву конверзију.

Техничка конверзија је само један део изазова. Кључни фактори такође укључују доступност климатски неутралног водоника, транспортну инфраструктуру, складиштење, безбедносне захтеве и економску исплативост. Електрана на водоник без везе са водоничном мрежом је мало више од опције за декарбонизацију. Уговори би стога требало да садрже конкретне техничке стандарде, рокове и последице непоштовања.

Реконверзија водоника у електричну енергију подразумева значајне губитке при конверзији. Електрична енергија се прво користи за производњу водоника, затим се гас мора компримовати, транспортовати или складиштити, а касније поново претворити у електричну енергију. Укупна ефикасност је знатно нижа него код директног међускладиштења у батеријама. Међутим, то не значи да водоник није погодан. Батерије су ефикасне, али складиштење великих количина енергије недељама или сезонама је скупо. Упркос нижој ефикасности, водоник може бити економски исплатив за ретке и дуже периоде несташице енергије.

Још једно уско грло је конкуренција за климатски неутралан водоник. Челична индустрија, хемијска индустрија, бродарство и делови ваздухопловног сектора потребни су молекули за процесе које је тешко директно електрификовати. Електране би стога могле да се такмиче са индустријским применама за ограничене количине. Немачка не би требало да заснива своју резервну стратегију на преурањеној претпоставци да ће јефтини зелени водоник бити доступан у неограниченим количинама.

Фазни приступ има смисла. Нови постројења морају бити технички прилагодљива, изграђена на одговарајућим локацијама и имати обавезујуће путеве декарбонизације. Истовремено, не треба искључити ни друге климатски неутралне опције, под условом да се њихове укупне емисије и утицаји на одрживост могу поуздано доказати. Међутим, технолошка неутралност не сме довести до нејасних обећања о будућности која легитимишу наставак рада природног гаса.

Децентрализовани системи могу учинити систем робуснијим

Велике електране имају користи од економије обима, искусних оператера и ефикасних мрежних веза. Међутим, чисто централизована стратегија би оставила могућности у индустријским парковима, општинским комуналним предузећима и мрежама даљинског грејања неискоришћеним. Мање гасне турбине, електране на бази мотора и когенерационе електране могу се градити близу места потрошње, подржавајући локалне мреже и доприносећи регионалном снабдевању у случају прекида.

Комбинована производња топлоте и електричне енергије (КГЕ) је ефикасна само ако се произведена топлота заиста ефикасно користи. Електрана не постаје економски или еколошки повољна само зато што може да екстрахује топлоту. Модерне мреже даљинског грејања морају да омогуће рад на електрични погон. Велике топлотне пумпе, електродни котлови, индустријска отпадна топлота и системи за складиштење топлоте могу се комбиновати са флексибилном КГЕ. Систем за складиштење топлоте одваја време производње електричне енергије од потрошње топлоте.

Флексибилна биогас постројења такође могу допринети поузданом снабдевању електричном енергијом. Уместо да производе електричну енергију константном снагом током целе године, биогас се може складиштити и користити селективно током периода високог преосталог оптерећења. Одрживи потенцијал је ограничен, а питања у вези са коришћењем земљишта, губицима метана и конкурентским коришћењем земљишта остају релевантна. Међутим, постојећа постројења могу дати вредан допринос ако је њихов рад доследно усклађен са потражњом система.

Децентрализовани ресурси захтевају агрегаторе, стандардизовану комуникацију и поуздано мерење. Хиљаде малих постројења могу колективно формирати виртуелну електрану, под условом да је њихова доступност проверена и да су њихови системи управљања безбедни. Тржиште капацитета чијом претквалификацијом могу управљати само велике комуналне компаније било би формално технолошки неутрално, али у пракси централизовано. Прописи морају понудити мањим постројењима и обједињеним портфолијима реалне могућности за учешће.

Европско тржиште електричне енергије је део механизма заштите од ризика

Немачка је интегрисана у европско тржиште електричне енергије. Прекогранични далеководи омогућавају размену са земљама чије се временске прилике, потражња и структуре производње разликују. Скандинавска хидроенергија, алпски објекти за складиштење енергије, француска нуклеарна енергија, вишкови обновљивих извора енергије из других региона и флексибилни потрошачи у иностранству могу помоћи у ублажавању немачких недостатака у снабдевању.

Увоз генерално смањује потребу за искључиво националним резервама. Не доживљава свака земља истовремено највеће оптерећење или најнижу производњу. Веће тржиште уравнотежује регионалне разлике и ефикасније користи електране и складишта. Национална стратегија самодовољности би стога обично захтевала већи капацитет и веће трошкове.

Истовремено, увоз се не може сматрати загарантованим без ограничења. Хладни и безветровити временски услови могу истовремено утицати на неколико земаља. Суседне земље такође електрификују, затварају конвенционалне електране или се боре са сопственим уским грлима у мрежи. Стога се поуздан допринос увоза мора проценити коришћењем европских модела вероватноће, а не на основу појединачних историјских вршних вредности.

Отварање механизма капацитета за одговарајуће стране ресурсе је економски логично, али изазовно. Немачка мора да осигура да уговорени капацитети заиста испоручују током периода истовремене оскудице и да је доступан довољан прекогранични преносни капацитет. Национални механизми могу постати обострано скупи ако свака земља покуша сама да покрије најгори могући сценарио. Заједнички стандарди поузданости и координисано европско планирање могли би да смање укупну потражњу.

Тржиште само енергије или тржиште капацитета

На тржишту које се бави искључиво енергијом, добављачи добијају приход за електричну енергију коју продају и за системске услуге. Несташица се манифестује високим ценама. Ове цене награђују електране, складишта, увознике и потрошаче који смањују своју потражњу. Модел је у основи технолошки неутралан јер ценовни сигнал, а не ауторитет, одређује који је одговор економски исплатив.

Његова слабост лежи у такозваном проблему недостајућег новца. Политичке интервенције, ограничења цена и ретке несташице могу довести до тога да инвеститори не очекују довољан принос. Чак и ако су екстремне цене дозвољене, финансирање дуготрајне електране на основу неколико неизвесних сати је скупо. Банке и инвеститори у акције захтевају високе премије ризика.

Тржиште капацитета такође плаћа за обећану доступност. Ово стабилизује приходе, смањује инвестиционе ризике и може ограничити екстремне флуктуације на спот тржишту. Истовремено, кључна одлука се пребацује на регулатора: он мора да одреди колико капацитета треба набавити. Ако се понуди превише, потрошачи годинама плаћају за непотребан капацитет, а ценовни сигнали за складиштење и преусмеравање оптерећења су ослабљени. Ако се набави премало, проблем сигурности снабдевања и даље постоји.

Најекономичније решење стога није крут централни план, већ конкурентски механизам са редовно ажурираном анализом потражње. Нагнута крива потражње може спречити мале промене у обиму да изазову екстремне скокове цена. Различита трајања уговора могу задовољити потребе за финансирањем нових постројења без непотребног везивања постојећих капацитета. Постојеће електране, новоградње, складишта, флексибилни потрошачи и одговарајући страни ресурси требало би да се такмиче на основу упоредивих стандарда поузданости.

Тржиште само енергије остаје важно чак и уз плаћање капацитета. Оно наставља да одређује која се електрана користи у датом сату. Сигнал цена мора остати довољно јак да истакне краткорочне несташице и награди флексибилност. Тржиште капацитета треба да допуни тржиште електричне енергије, али не и да га замени.

Права технолошка отвореност захтева другачије стандарде

Тендер може деловати неутрално на папиру, али у пракси бити прилагођен одређеној технологији. Дуготрајна, непрекидна обавеза снабдевања фаворизује електране на бази горива. Изузетно кратко време одзива фаворизује батерије. Високи минимални капацитети искључују мале електране. Дугорочни уговори искључиво за нове градње могу угрозити флексибилност потражње, иако би то могло бити повољније.

Циљ стога не би требало да буде шематски једнак третман, већ упоредивост која обухвата технологију. Батерије захтевају реалне одбитке на основу трајања пражњења и стања напуњености. Флексибилним потрошачима су потребне проверљиве основне вредности како би се наведено смањење оптерећења заиста могло измерити. Електране морају да демонстрирају сигурност горива и техничку доступност. Страни капацитети захтевају правила која узимају у обзир и оскудицу и доступност мреже.

Хибридни концепти могу бити посебно вредни. Батерија која се налази поред гасног термоелектране реагује тренутно када се турбина покрене, смањујући неефикасан рад са делимичним оптерећењем. Постројења за обновљиве изворе енергије са складиштењем могу понудити стабилнији профил снабдевања. Индустријски објекат може комбиновати производњу на лицу места, складиштење батерија, складиштење топлоте и флексибилне процесе. Тржишна правила треба да дозволе такве портфолије као интегрисане ресурсе.

Истовремено, претквалификација мора ограничити спекулације. Пројекти треба да покажу расположиво земљиште, напредак у добијању дозвола, финансирање и реалне мрежне везе. Гаранције, прекретнице и све веће казне могу спречити да незрели пројекти победе на тендерима само да би касније пропали. Међутим, захтеви не смеју бити толико сложени да их могу испунити само велике корпорације.

Локација одређује вредност система

Додатни мегават нема исту вредност свуда. Северна Немачка често производи велике количине енергије ветра, док се значајан део индустријске потрошње налази на западу и југу. Проширење мреже има за циљ да надокнади ове разлике, али захтева време и суочава се са проблемима са добијањем дозвола и јавним прихватањем. Електрана или складиште које се налази иза погрешног уског грла мреже тешко може побољшати локално снабдевање.

Тендери за капацитете стога захтевају просторну компоненту. Могуће опције укључују регионалне обиме набавке, бонусе за локацију, приоритетне мрежне конекције или захтеве засноване на транспарентним анализама мреже. Међутим, прешироке регионалне квоте могу створити локалну тржишну моћ и повећати трошкове. Додела локација мора бити довољно прецизна да би се решила уска грла, али довољно широка да би се одржала конкуренција.

Ово питање је посебно хитно за системе за складиштење батерија. Многи пројекти се пријављују за повезивање са истим атрактивним чворовима мреже. Операторима мреже су потребни критеријуми за давање приоритета зрелим и пројектима који опслужују систем. Флексибилни споразуми о повезивању могу омогућити системима за складиштење да се раније повежу ако се сложе да не пуне или не испоручују енергију у мрежу у одређеним ситуацијама.

Инфраструктура за гориво такође мора бити просторно планирана. Електране које могу да производе водоник захтевају могућ приступ будућим цевоводима за водоник, складиштима или алтернативним путевима снабдевања. Когенерационе електране (КОГЕ) захтевају дугорочно употребљиве хладњаке. Електране које могу да почну без принудног старта захтевају посебно робусно напајање на лицу места. Одлука о локацији заснована искључиво на цени земљишта и прикључку за електричну енергију била би превише поједностављена.

Заштита климе се одлучује радним временом

Инсталирани капацитет термоелектрана на гас није директна мера емисија. Кључни фактори су количина произведене електричне енергије, ефикасност, коришћено гориво, емисије метана узводно и време преласка на климатски неутралне изворе енергије. Велика електрана која ради само ретко може бити компатибилна са климатски неутралним електроенергетским системом. Мања електрана са великим бројем радних сати била би проблематичнија.

Батерије помажу у смањењу времена рада термоелектрана на фосилна горива. Оне прелазе на обновљиве изворе енергије, смањују ограничења и покривају кратке врхове. Ширење мреже, флексибилна потражња и европска трговина енергијом имају сличан ефекат. Што боље ови елементи функционишу, то више термоелектране на гас постају ретко коришћена сигурносна мрежа за редовне произвођаче енергије.

Цена CO₂ мора да подржава ову оперативну логику. Плаћања за капацитет могу да покрију фиксне трошкове, али не смеју да пониште варијабилне трошкове емисије. Ако би субвенционисана електрана на гас могла вештачки да понуди електричну енергију по нижој цени на тржишту него складишта или флексибилни потрошачи, механизам би створио изопачене подстицаје и са климатске политике и са економске перспективе.

Стога би стварни радни сати требало јавно проценити. Ако нове термоелектране на гас раде знатно чешће него што је планирано, то указује на недостатке у ширењу обновљивих извора енергије, у мрежама, складиштењу или флексибилности. Тржиште капацитета не сме постати замена за ова улагања. Требало би да заштити од преосталог ризика, а не да прикрије постепену трансформацију остатка система.

Рачун за струју приказује само део трошкова

Финансирање путем накнаде повећаће рачуне за струју. Међутим, било би непотпуно фокусирати се само на видљиво повећање. Потрошачи већ плаћају енергију, мреже, балансирајућу снагу, редиспечерску расподелу, резерве, порезе и накнаде. Недовољна сигурност снабдевања такође ствара трошкове: кроз екстремне цене, прекиде производње, ванредне мере и скупе краткорочне набавке.

Тржиште капацитета може повећати једну ставку трошка, а истовремено смањити друге. Предвидљиви приходи смањују трошкове финансирања. Довољан капацитет може ограничити цене у екстремним оскудицама. Истовремено, ризици настају због прекомерне набавке и дугорочних уговорних обавеза. Стога су кључни укупни трошкови система, а не изоловани износ накнаде.

Економски оптималан стандард безбедности не лежи ни у нултој резерви нити у апсолутној заштити од сваког теоретског догађаја. Додатна поузданост је разумна све док је њен трошак нижи од очекиване штете од избегнутих нестанака струје. Овај компромис мора бити транспарентан јер различити потрошачи сносе веома различите трошкове штете. Кратак нестанак струје може бити незгодан за домаћинство, али изузетно скуп за центар података или континуирани индустријски процес.

Расподела трошкова је такође релевантна. Фиксна накнада по киловат-сату оптерећује потрошаче који интензивно користе енергију другачије од накнаде засноване на вршној потражњи или потрошњи током критичних сати. Модел који је више заснован на узрочности трошкова могао би да награди флексибилност, али би био сложенији. Једноставност, друштвена равнотежа, међународна конкурентност и системски утицај морају се међусобно одмерити.

Поверење захтева транспарентност. Обим тендера, понуде, доделе, трајање уговора, доступност и годишњи трошкови треба да буду објављени на разумљив начин. Подједнако важно је питање да ли се потребни капацитет смањује са повећањем флексибилности. Механизам који једноставно расте и продужава постојеће уговоре брзо би попримио карактер сталне структуре субвенција.

Кашњење је сада најскупљи сценарио

Немачка је под временским притиском јер електране, мреже, цевоводи и дозволе имају дуге рокове испоруке. Нови капацитети се не могу наручити тек када постане очигледан недостатак енергије. Системи за складиштење батерија могу се брже градити, али они такође захтевају земљиште, прикључке на мрежу, финансирање и ланце снабдевања. Флексибилност потрошње захтева паметна бројила, стандарде, уговоре и јавно прихватање.

Регулаторна несигурност наводи инвеститоре да сачекају и виде. Без јасних правила о капацитету, инвеститор термоелектрана на гас не зна да ли је искључиво тржишно заснована инвестиција профитабилна. Инвеститор у складиштење енергије тешко процењује свој пројекат када су накнаде за мрежу, услови прикључења и правила тржишта капацитета нејасни. Индустријске компаније не могу монетизовати флексибилност све док недостају производи и компензације.

Јасноћа не значи утврђивање свих правила као непроменљивих прописа деценијама. То значи кредибилан пут, транспарентне формуле за прилагођавање и обавезујуће рокове. Инвеститори се боље носе са предвидљивим ажурирањима него са наглим променама политика. Стога се тржиште капацитета, реформа прикључења на мрежу, увођење паметних бројила и прописи о водонику морају третирати као кохезиван пакет.

Убрзање не сме елиминисати конкуренцију. Хитне процедуре и директни појединачни уговори могу деловати привлачно на краћи рок, али могу постати скупи и фаворизовати већ успостављене добављаче. Стандардизоване дозволе, паралелне процедуре, ране процене мреже, јасна документација о аукцијама и обавезујући пројектни циљеви су разумнији.

Отпоран електрични систем је изграђен у слојевима

Економски робусна стратегија састоји се од неколико узастопних слојева. Први слој је ширење обновљивих извора енергије. Велике количине јефтине енергије ветра и сунца смањују увоз горива, емисије и време рада термоелектрана. Без довољне производње из обновљивих извора енергије, потражња за гасом, а касније и за водоником, непотребно ће се повећати.

Други ниво обухвата мреже и европске везе. Веће балансно подручје боље користи регионалне разлике и смањује ограничења. Трећи ниво је дигитално контролисана потражња. Електрична возила, топлотне пумпе, индустријска оптерећења и одговарајући рачунарски процеси морају бити у стању да аутоматски реагују на цене и услове у мрежи.

Четврти ниво обухвата краткорочно складиштење. Батерије се баве дневним померањем оптерећења, контролом фреквенције, смањењем вршних оптерећења и растућим уделом балансирајуће снаге. Њихове локације и режими рада требало би да буду усмерени ка системским користима. Пети ниво покрива дуготрајне несташице. То укључује пумпно-акумулационе хидроелектране, флексибилну биоенергију, складиштење топлоте, водоник, друга климатски неутрална горива и, током прелазне фазе, природни гас.

Шести ниво је институционално управљање. Захтеви за капацитетом морају се редовно израчунавати користећи реалне претпоставке о времену, увозу, прекидима и потражњи. Тендери морају бити технолошки инклузивни, географски диференцирани и отворени за мање обједињене ресурсе. Санкције обезбеђују доступност, док емисије и захтеви за санацију штите климатске циљеве.

Овај слојевити модел избегава обе крајности. Само батерије не могу у потпуности и економски покрити дуже периоде ниске производње енергије ветра и сунца са тренутним структурама трошкова. Само гасне електране би резултирале високим трошковима горива, зависношћу од увоза и непотребним емисијама. Најисплативији систем произилази из међусобног деловања обе технологије са мрежама, флексибилном потражњом, европском трговином и дугорочним складиштењем.

Није технологија та која одлучује, већ координација

Немачка не мора да бира између економије батерија и флоте електрана. Мора да утврди које задатке сваки ресурс обавља, где доноси највећу корист, како се његова производња компензује и колико брзо се смањују радни сати фосилних горива. Батерије би требало да победе за чест, брз и аутоматизован флексибилан рад. Диспечибилне електране треба да покрију ретки, дуготрајни и економски посебно опасни резидуални ризик.

Нови механизам капацитета може покренути неопходне инвестиције. Међутим, његов успех не зависи од максималног износа одобреног финансирања. Кључни фактори су широка конкуренција, пажљиви прорачуни количина, ефикасне санкције и спремност да се механизам прилагоди повећању флексибилности складиштења и потражње. У супротном, постоји ризик од скупог паралелног система који социјализује инвестиционе ризике и истовремено слаби ценовне сигнале за иновације.

Најважнији климатски индикатор неће бити број инсталираних гигавата гасних термоелектрана. Важно је колико мало фосилног гаса ове електране сагоревају, колико поуздано испоручују енергију током критичних сати и да ли заиста прелазе на климатски неутрална горива. За батерије, оно што је важно није број захтева за прикључење, већ стварно инсталирани, расположиви и енергетски и електрични капацитет који опслужује мрежу.

Поуздана енергетска транзиција се неће догодити проглашењем једне технологије за победника. Доћи ће до тога када свака технологија преузме задатак за који је најпогоднија, и технички и економски, и када се такмиче за мерљиве системске користи. Прави избор Немачке, дакле, није: батерије или електране на гас. То је: интелигентна координација или трајно скупа фрагментација.

Гласови стручњака који стоје иза дебате

Професор др Матијас Хубер руководи Институтом за нове енергетске системе на Универзитету примењених наука у Инголштату. Његов рад се фокусира на међусекторске енергетске системе, паметне мреже, регионалне концепте снабдевања, енергетска тржишта и методе оптимизације за интеграцију обновљивих извора енергије.

Марко Винш је дипломирани инжењер индустријског инжењерства и менаџмента и ради у компанији Prognos у Берлину. Фокусиран је на будуће снабдевање енергијом, моделирање производње електричне и топлотне енергије, потрошњу енергије и улогу когенерације (КПТЕ) у Немачкој и Европи.

Од индустријских кровних фотонапонских система до соларних паркова и већих соларних паркинга

☑️ Наш пословни језик је енглески или немачки

☑️ НОВО: Преписка на вашем матерњем језику!

 

Ја и мој тим смо срећни што вам можемо бити на располагању као ваш лични саветник.

Можете ме контактирати попуњавањем контакт форме овде wolfenstein@xpert.digital:или ме једноставно позовите на +49 7348 4088 965. Моја имејл адреса је

Радујем се нашем заједничком пројекту.

 

 

☑️ EPC услуге (инжењеринг, набавка и изградња)

☑️ Развој пројеката по систему „кључ у руке“: Развој пројеката соларне енергије од почетка до краја

☑️ Анализа локације, пројектовање система, инсталација, пуштање у рад, одржавање и подршка

☑️ Финансијер пројекта или посредник добављача капитала