Potęga polityki: Postępowe prawodawstwo napędza transformację energetyczną Wielkiej Brytanii

Rok 2023 upłynął pod znakiem zawirowań geopolitycznych, wysokiej inflacji i restrykcyjnej polityki pieniężnej. W Wielkiej Brytanii (UK) produkt krajowy brutto (PKB) spadł w ostatnich dwóch kwartałach 2023 r., oznaczając techniczną recesję. Niemniej jednak, pomimo spowolnienia gospodarczego, wydatki na transformację energetyczną w Wielkiej Brytanii wzrosły o 84% w 2023 r. w porównaniu z 2022 r., co podkreśla silny sekularny ruch w kierunku dekarbonizacji. Niezłomne dążenie Wielkiej Brytanii do energii odnawialnej doprowadziło rząd do wdrożenia standardów technicznych dotyczących integracji urządzeń odnawialnych z siecią. Wdrożenie tych standardów nie tylko chroni przed awariami i przestojami, ale także toruje drogę dla innowacyjnych modeli biznesowych i możliwości rynkowych.

Wśród rozwiniętych gospodarek, Wielka Brytania jest wiodącym orędownikiem transformacji energetycznej, będąc pierwszą dużą gospodarką, która wprowadziła zerową emisję netto do 2050 roku. Pomimo zobowiązania Wielkiej Brytanii do zerowej emisji netto, skuteczna integracja odnawialnych źródeł energii w obliczu przestarzałej infrastruktury sieciowej pozostaje poważnym wyzwaniem.

Ze względu na nagłą nierównowagę podaży i popytu ze strony odnawialnych źródeł energii, Wielka Brytania doświadczyła poważnych awarii sieci, które doprowadziły do rozległych przerw w dostawie energii, dotykając ponad milion klientów i wpływając na infrastrukturę krytyczną. Wydarzenia te podkreślają, w jaki sposób dekarbonizacja destabilizuje brytyjski system elektroenergetyczny, a dokument roboczy z University of Cambridge's Energy Policy Research Group (EPRG) podkreśla zwiększone prawdopodobieństwo awarii z powodu dążenia do dekarbonizacji:

"W ciągu ostatnich 10 lat system energetyczny Wielkiej Brytanii zmienił się dość szybko ze względu na dążenie do dekarbonizacji i penetrację technologii inteligentnych sieci. W związku z tym ESO coraz trudniej jest w pełni monitorować, modelować i kontrolować cały system, a zatem wzrosło prawdopodobieństwo ukrytych wspólnych trybów awarii".

W Wielkiej Brytanii znaczenie stabilności sieci, niezawodności i ciągłej integracji odnawialnych źródeł energii doprowadziło do ustanowienia standardów technicznych G98, G99 i G100; przy czym G100 ma swoją najnowszą wersję na początku 2023 roku. Standardy te zostały opracowane przez brytyjski Urząd Rynków Gazu i Energii Elektrycznej (OFGEM) oraz Stowarzyszenie Sieci Energetycznych (ENA), aby pomóc w dostosowaniu większej liczby odnawialnych źródeł energii do brytyjskiej sieci elektrycznej bez powodowania marginalnych obciążeń. Standardy te są drogowskazami innowacji w zakresie stabilności i wydajności sieci, które mogą inspirować i kształtować podobne przedsięwzięcia legislacyjne na całym świecie, mające na celu optymalizację sieci, ograniczenie marnotrawstwa energii i globalne dążenie do zerowej emisji netto.

Poniżej przedstawiamy zmiany w brytyjskim sektorze energetycznym, rolę standardów i możliwości, które one wspierają.

Chociaż rozwój DG wspiera przejście na niskoemisyjną przyszłość energetyczną, zwiększa również ryzyko awarii systemu sieciowego. Badania przeprowadzone przez Institution of Engineering and Technology w lutym 2022 r. podkreśliły, że w Wielkiej Brytanii w przeszłości brakowało wymagań technicznych dla DG w celu zapewnienia wsparcia systemowego oraz dla operatorów sieci w celu monitorowania, kontrolowania i gromadzenia szczegółowych informacji na temat instalacji DG. Przedstawiona na rysunku 1 mapa ciepła rozproszonej generacji Scottish Power Energy Network pokazuje, że wiele regionów w Wielkiej Brytanii stoi w obliczu ograniczonych połączeń DG (rysunek 1), co może nieuchronnie prowadzić do niestabilności i nieefektywności sieci.

Rysunek 1: Poziomy ograniczeń w połączeniach DG

Wielka Brytania, podstacja zasilania sieciowego

Wspieranie rozwoju społeczności energetycznych

Standardy te ułatwiają rozwój społeczności energetycznych - lokalnych organizacji zajmujących się wykorzystaniem DER, takich jak małe panele słoneczne i turbiny wiatrowe, do generowania czystej, odnawialnej energii w pobliżu miejsca jej wykorzystania. Standardy te zapewniają, że integracja DER z siecią dystrybucyjną jest nie tylko wykonalna, ale także bezpieczna i niezawodna. W ten sposób wspierają przejście w kierunku bardziej zrównoważonych i opartych na społeczności systemów energetycznych, umożliwiając społecznościom wytwarzanie własnej energii i przyczynianie się do bardziej ekologicznej sieci. Takie podejście pomaga w decentralizacji produkcji energii, zmniejszeniu strat przesyłowych i zwiększeniu odporności sieci.

Rysunek 3: Ilustracja społeczności energetycznej

Czerpanie korzyści ze społeczności energetycznych

Pojawienie się społeczności energetycznych przynosi znaczące korzyści zarówno konsumentom, jak i firmom z sektora energetycznego:

Dla konsumentów społeczności energetyczne sygnalizują zmianę w kierunku niższych kosztów energii poprzez wspólne inwestycje w odnawialne źródła energii. Takie podejście do współpracy nie tylko zapewnia jednostkom większą kontrolę nad zużyciem energii, ale także promuje lokalny rozwój gospodarczy poprzez tworzenie miejsc pracy. Co więcej, zwiększa niezawodność dostaw energii i wzmacnia odporność społeczności na zakłócenia. Wpływ tego modelu wykracza poza zwykłe oszczędności kosztów; wspiera on lokalne gospodarki i wzmacnia stabilność infrastruktury energetycznej. Przyjmując praktyki w zakresie energii odnawialnej, społeczności te wnoszą znaczący wkład w ochronę środowiska, obniżając ogólną emisję dwutlenku węgla i torując drogę do bardziej zrównoważonej przyszłości.

Dla firm energetycznych pojawienie się społeczności energetycznych stanowi fundamentalną zmianę, skłaniającą do ponownego przemyślenia konwencjonalnych modeli biznesowych. Zmiana ta prowadzi do położenia nacisku na usługi skoncentrowane na kliencie, w tym dostosowane do potrzeb zarządzanie energią, doradztwo i wsparcie w zakresie włączania systemów energii odnawialnej. Ponadto społeczności energetyczne zmniejszają potrzebę angażowania przez firmy energetyczne znacznych inwestycji kapitałowych w nową infrastrukturę i zmniejszają zależność od wytwarzania energii na dużą skalę, wspierając przejście w kierunku bardziej rozproszonej, odpornej i przyjaznej dla środowiska sieci energetycznej. Pojawienie się społeczności energetycznych wspiera również rolę agregatorów, którzy wykorzystują aktywne zarządzanie siecią (ANM) do nadzorowania zbioru DER i umożliwiają uczestnictwo w hurtowych rynkach energii.

Powstanie społeczności energetycznych

W raporcie o stanie sektora z 2022 r., sponsorowanym przez Scottish Power Energy Networks, Wielka Brytania miała 495 społeczności energetycznych w 2021 r., w porównaniu z 228 w 2017 r. (wykres 3), co oznacza złożoną roczną stopę wzrostu (CAGR) na poziomie 21%.

Wykres 3: Ekspansja w społecznościach energetycznych wspierana przez ramy regulacyjne

Wielka Brytania, liczba społeczności

Ustanowienie standardów podłączania DER do sieci w Wielkiej Brytanii wspiera rozwój społeczności energetycznych poprzez uproszczenie integracji lokalnych odnawialnych źródeł energii, zachęcając tym samym do przejścia na zdecentralizowane systemy energetyczne, takie jak społeczności energetyczne.

Wspieranie handlu energią elektryczną w modelu peer-to-peer (P2P)

Standardy te odgrywają kluczową rolę we wspieraniu korzystnego środowiska dla solidnego handlu energią elektryczną w modelu peer-to-peer (P2P ) poprzez (1) ułatwianie podłączania małych generatorów, zwiększając potencjał udziału konsumentów; (2) umożliwienie integracji dużych projektów energii odnawialnej, zwiększając w ten sposób ogólną podaż energii odnawialnej dostępnej do handlu; oraz (3) wspieranie skutecznego równoważenia podaży i popytu na energię, co ma kluczowe znaczenie dla stabilności handlu P2P. Standardy zapewniają stabilną, wydajną i skalowalną infrastrukturę, tworząc solidną podstawę, na której mogą rozwijać się dynamiczne i zrównoważone ekosystemy handlu energią elektryczną P2P.

Handel energią elektryczną P2P, oparty na wzajemnie połączonej platformie, ułatwia przestrzeń, w której kupujący i sprzedający mogą bezpośrednio wymieniać energię elektryczną (rysunek 5a i 5b). Metoda ta eliminuje konieczność udziału pośredników w procesie transakcyjnym. Często porównywany do odpowiednika "Uber" lub "Airbnb" w sektorze energetycznym, model ten umożliwia osobom fizycznym lub firmom wytwarzającym energię lokalnie ustalanie własnych cen i łączenie się z konsumentami gotowymi do zakupu energii elektrycznej po tych stawkach.

Korzyści z handlu energią elektryczną w modelu peer-to-peer

P2P oferuje szereg korzyści i zalet dla uczestników:

• Większa wydajność i niższe koszty: Eliminując pośredników na rynku energii elektrycznej, handel P2P może obniżyć koszty transakcji, prowadząc do niższych cen dla konsumentów i wyższych zysków dla producentów. Zwiększona wydajność może sprawić, że odnawialne źródła energii staną się bardziej konkurencyjne i dostępne.
• Wzmocnienie pozycji konsumentów i producentów: Handel P2P daje konsumentom i producentom większą kontrolę nad zużyciem i produkcją energii. Producenci mogą ustalać własne ceny za wytwarzaną energię elektryczną, podczas gdy konsumenci mogą wybierać, od kogo kupują energię elektryczną w oparciu o cenę, źródło i inne preferencje, co sprzyja bardziej dynamicznemu i partycypacyjnemu rynkowi energii.
• Zwiększona stabilność i wydajność sieci: Handel energią elektryczną P2P może przyczynić się do stabilności sieci poprzez ułatwienie dystrybucji wytwarzania energii na szerszym obszarze. Takie zdecentralizowane podejście może pomóc w skuteczniejszym równoważeniu podaży i popytu, zmniejszając ryzyko przerw w dostawie energii i poprawiając ogólną odporność systemu energetycznego.
• Korzyści finansowe dla producentów: Drobni producenci, tacy jak gospodarstwa domowe z panelami słonecznymi, mogą zarabiać na swoich inwestycjach, sprzedając nadwyżki energii elektrycznej, zapewniając dodatkowy strumień dochodów i poprawiając ekonomikę instalacji systemów energii odnawialnej, wspierając transformację energetyczną.

Rozprzestrzenianie się handlu energią elektryczną w modelu peer-to-peer

Handel energią elektryczną na zasadzie P2P w Wielkiej Brytanii jest wciąż na wczesnym etapie (ze względu na strukturę rynku, złożone ramy regulacyjne, wyzwania techniczne itp.), ale zainteresowanie rośnie, o czym świadczą próby pilotażowe przeprowadzone przez niektóre z największych firm energetycznych w kraju, takie jak Centrica i EDF Energy. Wielka Brytania znajduje się w czołówce pod względem badań akademickich nad handlem energią P2P, przyczyniając się do prawie 20% globalnej produkcji akademickiej na ten temat (wykres 5a) i plasując się w pierwszej piątce krajów pod względem liczby projektów handlu energią (wykres 5b) do 2022 roku.

Dzięki standardom, które ułatwiają bezpieczną i wydajną integrację odnawialnych źródeł energii, Wielka Brytania kładzie podwaliny pod środowisko, w którym dynamiczne i zrównoważone ekosystemy handlu energią elektryczną P2P mogą się rozwijać, przyczyniając się do bardziej zdecentralizowanej, wydajnej i opartej na użytkownikach przyszłości energetycznej.

Wnioski

Krajobraz energetyczny Wielkiej Brytanii doświadcza znaczącej transformacji, napędzanej inwestycjami w technologie niskoemisyjne i wspieranej przez standardy G98, G99 i G100. Standardy te odgrywają kluczową rolę w integracji odnawialnych źródeł energii z siecią, zwiększając tym samym potencjał istniejących możliwości w brytyjskim sektorze energetycznym.

W miarę postępów Wielkiej Brytanii na drodze do osiągnięcia zerowej emisji netto, podkreśla ona kluczową rolę jasnych ram regulacyjnych i standardów technicznych w umożliwieniu udanej transformacji energetycznej i odblokowaniu nowych możliwości. Ponieważ inne kraje również zobowiązały się do osiągnięcia celów zerowej emisji netto i rozpoczęły dekarbonizację swoich sektorów energetycznych, pionierskie wysiłki i osiągnięcia Wielkiej Brytanii mogą służyć jako źródło inspiracji i być powielane w innych miejscach, zapewniając tym samym podobne możliwości w skali globalnej.