Władza polityczna: Postępowe przepisy prawne napędzają transformację energetyczną w 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 roku, co oznacza techniczną recesję. Niemniej jednak, pomimo spowolnienia gospodarczego, wydatki na transformację energetyczną w Wielkiej Brytanii wzrosły w 2023 r. o 84% w porównaniu z 2022 r., co podkreśla silny, długoterminowy trend w kierunku dekarbonizacji. Nieustanne dążenie Wielkiej Brytanii do wykorzystania energii odnawialnej skłoniło rząd do wprowadzenia norm technicznych dotyczących integracji urządzeń wykorzystujących energię odnawialną z siecią energetyczną. Wdrożenie tych norm nie tylko chroni przed awariami i przestojami, ale także toruje drogę dla innowacyjnych modeli biznesowych i możliwości rynkowych.

Wśród krajów uprzemysłowionych Wielka Brytania uchodzi za jednego z czołowych orędowników transformacji energetycznej – jest to pierwsza duża gospodarka, która w drodze ustawodawczej zobowiązała się do osiągnięcia zerowej emisji netto do 2050 roku. Chociaż Wielka Brytania dąży do osiągnięcia zerowej emisji netto, skuteczne włączenie energii odnawialnej do systemu energetycznego pozostaje poważnym wyzwaniem ze względu na przestarzałą infrastrukturę sieciową.

W wyniku nagłych zaburzeń równowagi między podażą a popytem na energię odnawialną w Wielkiej Brytanii doszło do poważnych awarii sieci, które spowodowały rozległe przerwy w dostawach prądu, dotykające ponad milion odbiorców i mające wpływ na infrastrukturę krytyczną. Wydarzenia te podkreślają, w jaki sposób dekarbonizacja destabilizuje brytyjski system elektroenergetyczny, co potwierdza dokument roboczy Energy Policy Research Group (EPRG) Uniwersytetu Cambridge, w którym podkreślono zwiększone prawdopodobieństwo awarii wynikające z działań na rzecz dekarbonizacji:

„W ciągu ostatnich dziesięciu lat brytyjski system elektroenergetyczny uległ dość szybkim zmianom w wyniku dekarbonizacji i upowszechnienia się technologii inteligentnych sieci. W związku z tym ESO ma coraz większe trudności z kompleksowym monitorowaniem, modelowaniem i sterowaniem całym systemem, co zwiększyło prawdopodobieństwo wystąpienia ukrytych awarii zbiorczych”.

W Wielkiej Brytanii znaczenie stabilności sieci, niezawodności oraz ciągłej integracji energii odnawialnej doprowadziło do ustanowienia norm technicznych G98, G99 i G100; przy czym norma G100 została ostatnio zaktualizowana na początku 2023 roku. Standardy te, określane w niniejszym artykule łącznie jako „standardy”, zostały opracowane przez brytyjski Urząd ds. Rynków Gazu i Energii Elektrycznej (OFGEM) oraz Stowarzyszenie Sieci Energetycznych (ENA) w celu włączenia większej ilości energii odnawialnej do brytyjskiej sieci energetycznej bez powodowania obciążenia marginalnego. Standardy te są uważane za pionierów innowacji w zakresie stabilności i wydajności sieci i są gotowe inspirować oraz kształtować podobne działania legislacyjne na całym świecie, mające na celu optymalizację sieci, ograniczenie marnotrawstwa energii oraz globalny krok w kierunku zerowej emisji netto.

W dalszej części artykułu przeanalizujemy zmiany zachodzące w brytyjskim sektorze energetycznym, rolę norm oraz możliwości, jakie one stwarzają.

Wzrost znaczenia GD wprawdzie wspiera przejście na niskoemisyjną przyszłość energetyczną, ale zwiększa również ryzyko awarii sieci. Badania przeprowadzone w lutym 2022 r. przez Instytut Inżynierii i Technologii wykazały, że w przeszłości w Wielkiej Brytanii brakowało wymagań technicznych dotyczących zapewniania wsparcia systemowego przez GD oraz wymagań wobec operatorów sieci w zakresie monitorowania, sterowania i gromadzenia szczegółowych informacji o instalacjach GD. Na rysunku 1 mapa cieplna zdecentralizowanego wytwarzania energii elektrycznej opracowana przez Scottish Power Energy Network pokazuje, że wiele regionów w Wielkiej Brytanii boryka się z ograniczonymi możliwościami przyłączenia systemów GD (rys. 1), co nieuchronnie może prowadzić do niestabilności sieci i nieefektywności.

Rysunek 1: Wąskie gardła w połączeniach DG

Wielka Brytania, stacja transformatorowa

Wspieranie rozwoju wspólnot energetycznych

Normy te ułatwiają tworzenie wspólnot energetycznych — lokalnych organizacji, które zajmują się wykorzystaniem zasobów energii rozproszonej (DER), takich jak małe panele słoneczne i turbiny wiatrowe, w celu wytwarzania czystej energii odnawialnej w pobliżu miejsca jej zużycia. Normy te gwarantują, że włączenie zasobów energii rozproszonej do sieci dystrybucyjnej jest nie tylko wykonalne, ale także bezpieczne i niezawodne. W ten sposób wspierają one przejście na bardziej zrównoważone i zorientowane na społeczność systemy energetyczne oraz umożliwiają społecznościom lokalnym wytwarzanie własnej energii i przyczynianie się do tworzenia bardziej przyjaznej dla środowiska sieci energetycznej. Podejście to pomaga w decentralizacji wytwarzania energii, zmniejszeniu strat przesyłowych i poprawie stabilności sieci.

Rysunek 3: Schemat wspólnoty energetycznej

Czerpać korzyści ze wspólnot energetycznych

Powstanie wspólnot energetycznych przynosi znaczne korzyści zarówno konsumentom, jak i przedsiębiorstwom z sektora energetycznego:

Dla konsumentówwspólnoty energetyczne sygnalizująprzejście w kierunku niższych kosztów energii dzięki wspólnym inwestycjom w odnawialne źródła energii. To oparte na współpracy podejście nie tylko zapewnia jednostkom większą kontrolę nad zużyciem energii, ale także wspiera lokalny rozwój gospodarczy poprzez tworzenie miejsc pracy. Ponadto zwiększa on niezawodność dostaw energii i wzmacnia odporność społeczności na zakłócenia. Wpływ tego modelu wykracza poza zwykłe oszczędności kosztów; wspiera on lokalną gospodarkę i wzmacnia stabilność infrastruktury energetycznej. Wprowadzając energię odnawialną, społeczności te wnoszą znaczący wkład w ochronę środowiska, zmniejszają całkowitą emisję CO2 i torują drogę do bardziej zrównoważonej przyszłości.

Dla przedsiębiorstw energetycznychpojawienie się wspólnot energetycznych stanowi fundamentalną zmianę, która wymusza przeorientowanie tradycyjnych modeli biznesowych. Zmiana ta powoduje, że główny nacisk kładzie się na usługi zorientowane na klienta, w tym dostosowane do indywidualnych potrzeb zarządzanie energią, doradztwo oraz wsparcie w zakresie integracji systemów energii odnawialnej. Ponadto wspólnoty energetyczne zmniejszają konieczność dokonywania przez przedsiębiorstwa energetyczne znacznych inwestycji kapitałowych w nową infrastrukturę oraz ograniczają zależność od wytwarzania energii na dużą skalę, co wspiera przejście na bardziej zdecentralizowaną, odporną i przyjazną dla środowiska sieć energetyczną. Powstanie wspólnot energetycznych wspiera również rolę agregatorów, którzy wykorzystują aktywne zarządzanie siecią (ANM) do monitorowania szeregu zasobów energii rozproszonej (DER) i umożliwiania udziału w hurtowych rynkach energii elektrycznej.

Rozwój wspólnot energetycznych

W raporcie z 2022 r. dotyczącym sytuacji sektora w Wielkiej Brytanii, sponsorowanym przez Scottish Power Energy Networks, podano, że w 2021 r. istniało 495 wspólnot energetycznych, w porównaniu z 228 w 2017 r. (rys. 3), co odpowiada średniemu rocznemu wskaźnikowi wzrostu (CAGR) na poziomie 21%.

Wykres 3: Rozwój wspólnot energetycznych wspierany przez ramy regulacyjne

Wielka Brytania, liczba gmin

Ustanowienie standardów dotyczących podłączania lokalnych źródeł energii do sieci energetycznej w Wielkiej Brytanii wspiera rozwój wspólnot energetycznych poprzez uproszczenie integracji lokalnych odnawialnych źródeł energii, a tym samym sprzyja przejściu na zdecentralizowane systemy energetyczne, takie jak wspólnoty energetyczne.

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

Standardy odgrywają kluczową rolę w tworzeniu sprzyjających warunków dla solidnego handlu energią w modelu peer-to-peer (P2P) poprzez: (1) ułatwienie podłączenia małych wytwórców energii elektrycznej oraz zwiększenie możliwości udziału odbiorców; (2) umożliwienie integracji dużych projektów w dziedzinie energii odnawialnej, a tym samym zwiększenie ogólnej podaży energii odnawialnej dostępnej do obrotu; oraz (3) wspierając efektywną równowagę między podażą a popytem na energię, która ma kluczowe znaczenie dla stabilności handlu P2P. Normy te zapewniają stabilną, wydajną i skalowalną infrastrukturę oraz tworzą solidną podstawę, na której mogą rozwijać się dynamiczne i zrównoważone ekosystemy handlu energią elektryczną P2P.

Handel energią elektryczną typu P2P, oparty na połączonej platformie, umożliwia kupującym i sprzedającym bezpośrednią wymianę energii elektrycznej (rys. 5a i 5b). Metoda ta eliminuje pośredników z procesu transakcyjnego. Model ten, często porównywany do „Uber” lub „Airbnb” w sektorze energetycznym, umożliwia osobom prywatnym lub przedsiębiorstwom wytwarzającym energię lokalnie ustalanie własnych cen i nawiązywanie kontaktu z konsumentami gotowymi do zakupu energii elektrycznej po tych stawkach.

Zalety handlu energią elektryczną w systemie peer-to-peer

Sieć P2P oferuje uczestnikom szereg korzyści i zalet:

• Większa efektywność i niższe koszty: dzięki wyeliminowaniu pośredników na rynku energii elektrycznej handel bezpośredni (P2P) pozwala obniżyć koszty transakcyjne, co przekłada się na niższe ceny dla konsumentów i wyższe zyski dla producentów. Dzięki tej większej efektywności odnawialne źródła energii mogą stać się bardziej konkurencyjne i dostępne.
• Wzmocnienie pozycji konsumentów i producentów: Handel między użytkownikami (P2P) zapewnia konsumentom i producentom większą kontrolę nad zużyciem energii i jej wytwarzaniem. Producenci mogą samodzielnie ustalać ceny za wytwarzaną przez siebie energię elektryczną, natomiast konsumenci mogą wybierać dostawców energii na podstawie ceny, źródła pochodzenia i innych preferencji, co sprzyja tworzeniu bardziej dynamicznego i opartego na partycypacji rynku energii.
• Zwiększona stabilność sieci i wydajność: Handel energią elektryczną w modelu P2P może przyczynić się do stabilności sieci poprzez ułatwienie rozłożenia produkcji energii na większym obszarze. To zdecentralizowane podejście może pomóc w skuteczniejszym zrównoważeniu podaży i popytu, zmniejszeniu ryzyka awarii zasilania oraz poprawie ogólnej odporności systemu energetycznego.
• Korzyści finansowe dla producentów: Mali producenci , tacy jak gospodarstwa domowe wyposażone w kolektory słoneczne, mogą spieniężyć swoje inwestycje poprzez sprzedaż nadwyżek energii elektrycznej, co stanowi dodatkowe źródło dochodów oraz poprawia opłacalność instalacji systemów energii odnawialnej, wspierając w ten sposób transformację energetyczną.

Rozpowszechnienie handlu energią elektryczną w sieci peer-to-peer

Handel energią elektryczną w modelu P2P w Wielkiej Brytanii znajduje się wciąż na wczesnym etapie rozwoju (ze względu na strukturę rynku, złożone ramy regulacyjne, wyzwania techniczne itp.), jednak zainteresowanie tą dziedziną rośnie, o czym świadczą projekty pilotażowe realizowane przez niektóre z największych przedsiębiorstw energetycznych w kraju, takie jak Centrica i EDF Energy. Wielka Brytania przoduje w badaniach naukowych dotyczących handlu energią P2P. Stanowi prawie 20% światowej produkcji naukowej na ten temat (wykres 5a) i plasuje się wśród pięciu krajów z największą liczbą projektów dotyczących handlu energią (wykres 5b) do 2022 r.

Opierając się na standardach umożliwiających bezpieczną i wydajną integrację odnawialnych źródeł energii, Wielka Brytania kładzie podwaliny pod środowisko, w którym mogą rozwijać się dynamiczne i zrównoważone ekosystemy handlu energią typu P2P, przyczyniając się w ten sposób do stworzenia bardziej zdecentralizowanej, wydajniejszej i przyjaznej dla użytkowników przyszłości energetycznej.

Podsumowanie

Brytyjski sektor energetyczny przechodzi obecnie znaczące przemiany, które wynikają z inwestycji w technologie niskoemisyjne i są wspierane przez normy G98, G99 oraz G100. Normy te odgrywają kluczową rolę w integracji odnawialnych źródeł energii z siecią energetyczną, przyczyniając się tym samym do wykorzystania potencjału istniejących możliwości w brytyjskim sektorze energetycznym.

W miarę jak Wielka Brytania czyni postępy na drodze do osiągnięcia zerowej emisji netto, podkreśla ona kluczową rolę jasnych ram regulacyjnych i norm technicznych dla pomyślnej transformacji energetycznej oraz wykorzystania nowych możliwości. Podczas gdy inne kraje również deklarują cele zerowej emisji netto i rozpoczynają dekarbonizację swoich sektorów energetycznych, pionierskie wysiłki i osiągnięcia Wielkiej Brytanii wkrótce staną się źródłem inspiracji i zostaną powtórzone gdzie indziej, otwierając podobne możliwości w skali globalnej.