Władza polityczna: postępowe przepisy prawne napędzają 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 roku, co oznaczało wystąpienie recesji technicznej. Jednak w obliczu recesji gospodarczej wydatki Wielkiej Brytanii na transformację energetyczną wzrosły w 2023 r. o 84% w porównaniu z 2022 r., co podkreśla silny długoterminowy trend w kierunku dekarbonizacji. Zdecydowane dążenie Wielkiej Brytanii do wykorzystania energii odnawialnej skłoniło rząd do wdrożenia norm technicznych dotyczących integracji urządzeń wykorzystujących energię odnawialną z siecią energetyczną. Wdrożenie tych norm nie tylko chroni przed awariami i przerwami w dostawach, ale także toruje drogę dla innowacyjnych modeli biznesowych i możliwości rynkowych.

Wśród gospodarek rozwiniętych Wielka Brytania jest jednym z głównych orędowników transformacji energetycznej, ponieważ jako pierwsza duża gospodarka wprowadziła przepisy dotyczące osiągnięcia zerowej emisji netto do 2050 roku. Pomimo zaangażowania Wielkiej Brytanii w realizację celu zerowej emisji netto, skuteczne włączenie odnawialnych źródeł energii w kontekście przestarzałej infrastruktury sieciowej nadal stanowi poważne wyzwanie.

W wyniku nagłych zaburzeń równowagi między podażą a popytem spowodowanych energią odnawialną w Wielkiej Brytanii doszło do poważnych awarii sieci, które doprowadziły do powszechnych przerw w dostawach energii elektrycznej, dotykających ponad milion odbiorców i mających wpływ na infrastrukturę krytyczną. Wydarzenia te pokazują, w jaki sposób dekarbonizacja destabilizuje system elektroenergetyczny Wielkiej Brytanii. Dokument roboczy Grupy Badawczej ds. Polityki Energetycznej (EPRG) Uniwersytetu Cambridge podkreśla wzrost prawdopodobieństwa awarii spowodowanych kampanią dekarbonizacji:

„W ciągu ostatnich około 10 lat brytyjski system elektroenergetyczny uległ dość gwałtownym zmianom w wyniku dążenia do dekarbonizacji oraz upowszechnienia się technologii inteligentnych sieci. W związku z tym ESO ma coraz większe trudności z kompleksowym monitorowaniem, modelowaniem i sterowaniem całym systemem, co z kolei zwiększyło prawdopodobieństwo wystąpienia ukrytych wspólnych trybów awarii”.

W Wielkiej Brytanii znaczenie stabilności sieci, niezawodności oraz ciągłej integracji energii odnawialnej doprowadziło do ustanowienia norm technicznych G98, G99 i G100; najnowsza aktualizacja normy G100 miała miejsce na początku 2023 roku. Normy te, określane w niniejszym artykule zbiorczo jako „normy”, zostały opracowane przez brytyjski Urząd ds. Rynków Gazu i Energii Elektrycznej (OFGEM) oraz Stowarzyszenie Sieci Energetycznych (ENA) w celu ułatwienia włączenia większej ilości energii odnawialnej do brytyjskiej sieci energetycznej bez powodowania nadmiernego obciążenia. Standardy te stanowią wzorce innowacji w zakresie stabilności i wydajności sieci i mają na celu inspirowanie oraz kształtowanie podobnych inicjatyw legislacyjnych na całym świecie, aby zoptymalizować sieć, ograniczyć marnotrawstwo energii i zbliżyć się globalnie do osiągnięcia zerowej emisji netto.

Poniżej analizujemy zmiany zachodzące w brytyjskim sektorze energetycznym, rolę norm oraz możliwości, jakie one stwarzają.

Chociaż rozwój Dyrekcji Generalnej wspiera przejście na niskoemisyjną przyszłość energetyczną, zwiększa on również ryzyko awarii systemu sieciowego. Badanie przeprowadzone przez Instytut Inżynierii i Technologii w lutym 2022 r. wykazało, że w Wielkiej Brytanii historycznie brakowało wymogów technicznych dotyczących wsparcia systemu przez DG oraz monitorowania, kontroli i gromadzenia szczegółowych informacji o instalacjach DG przez operatorów sieci. Jak pokazano na rysunku 1, mapa rozproszonego wytwarzania energii Scottish Power Energy Network pokazuje, że wiele regionów Wielkiej Brytanii boryka się z ograniczonymi możliwościami przyłączenia DG (rys. 1), co nieuchronnie może prowadzić do niestabilności i nieefektywności sieci.

Rysunek 1: Informacje na temat poziomów ograniczeń w połączeniach DG

Wielka Brytania, podstacja zasilająca sieć

Wspieranie rozwoju społeczności energetycznych

Normy te ułatwiają rozwój społeczności energetycznych – lokalnych organizacji zajmujących się wykorzystaniem zasobów energii rozproszonej (DER), takich jak panele słoneczne i małe turbiny wiatrowe, do wytwarzania czystej i odnawialnej energii w pobliżu miejsc 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 oparte na społeczności systemy energetyczne, umożliwiając społecznościom lokalnym wytwarzanie własnej energii i przyczynianie się do tworzenia bardziej ekologicznej sieci. Takie podejście pomaga w decentralizacji produkcji energii, zmniejszeniu strat przesyłowych oraz poprawie odporności sieci.

Rysunek 3: Ilustracja przedstawiająca wspólnotę energetyczną

Korzyści płynące ze społeczności energetycznych

Powstanie społeczności energetycznych przynosi znaczące korzyści zarówno konsumentom, jak i przedsiębiorstwom z sektora energetycznego:

Dla konsumentów społeczności energetyczne oznaczają przejście w kierunku obniżenia kosztów energii poprzez wspólne inwestycje w odnawialne źródła energii. To oparte na współpracy podejście nie tylko zapewnia ludziom większą kontrolę nad zużyciem energii, ale także wspiera lokalny rozwój gospodarczy poprzez tworzenie miejsc pracy. Ponadto poprawia niezawodność dostaw energii i wzmacnia odporność społeczności na przerwy w dostawach. Wpływ tego modelu wykracza poza zwykłą oszczędność kosztów; wspiera on lokalną gospodarkę i wzmacnia stabilność infrastruktury energetycznej. Wdrażając praktyki związane z energią odnawialną, społeczności te wnoszą znaczący wkład w ochronę środowiska, zmniejszają ogólną emisję dwutlenku węgla i torują drogę do bardziej zrównoważonej przyszłości.

Dla przedsiębiorstw energetycznych pojawienie się społeczności energetycznych stanowi fundamentalną zmianę, która skłania do ponownego przemyślenia konwencjonalnych modeli biznesowych. Zmiana ta kładzie nacisk na usługi zorientowane na klienta, obejmujące spersonalizowane zarządzanie energią, doradztwo oraz wsparcie w zakresie wdrażania systemów energii odnawialnej. Ponadto społeczności energetyczne zmniejszają potrzebę dokonywania przez przedsiębiorstwa energetyczne znacznych inwestycji kapitałowych w nową infrastrukturę oraz ograniczają zależność od wytwarzania energii na dużą skalę, co przyczynia się do przejścia na bardziej rozproszoną, odporną i ekologiczną sieć energetyczną. Powstanie społeczności energetycznych wspiera również rolę agregatorów, którzy wykorzystują aktywne zarządzanie sieciami (ANM) do monitorowania zbioru zasobów energii rozproszonej (DER) i umożliwiania udziału w hurtowych rynkach energii.

Rozwój społeczności energetycznych

Według raportu „State of the Sector” z 2022 r., sponsorowanego przez Scottish Power Energy Networks, w Wielkiej Brytanii w 2021 r. działało 495 społeczności energetycznych, w porównaniu z 228 w 2017 r. (wykres 3), co oznacza średni roczny wzrost (CAGR) na poziomie 21%.

Wykres 3: Rozwój społeczności energetycznych jest wspierany przez ramy prawne

Wielka Brytania, liczba regionów

Ustanowienie norm dotyczących podłączania urządzeń do wytwarzania energii odnawialnej (DER) do sieci w Wielkiej Brytanii wspiera rozwój społeczności energetycznych poprzez uproszczenie integracji lokalnych źródeł energii odnawialnej, co sprzyja przejściu na zdecentralizowane systemy energetyczne, takie jak społeczności energetyczne.

Wspieranie handlu energią elektryczną między użytkownikami (P2P)

Normy odgrywają kluczową rolę w tworzeniu sprzyjających warunków dla stabilnego handlu energią elektryczną między użytkownikami (P2P) poprzez (1) ułatwianie podłączania małych wytwórców energii, zwiększając tym samym potencjał udziału konsumentów; (2) umożliwiając integrację dużych projektów w zakresie energii odnawialnej, zwiększając w ten sposób ogólną podaż energii odnawialnej dostępnej do handlu; oraz (3) wspierając efektywną równowagę między podażą a popytem na energię, która ma kluczowe znaczenie dla stabilności handlu między równorzędnymi podmiotami. Standardy te gwarantują stabilną, wydajną i skalowalną infrastrukturę, tworząc solidną podstawę, na której mogą rozwijać się dynamiczne i zrównoważone ekosystemy handlu energią elektryczną P2P.

Handel energią elektryczną typu P2P, oparty na połączonej platformie, tworzy przestrzeń, w której nabywcy i sprzedawcy mogą bezpośrednio wymieniać się energią elektryczną (rys. 5a i 5b). Metoda ta eliminuje potrzebę udziału pośredników w procesie transakcji. Model ten, często porównywany do odpowiednika „Uber” lub „Airbnb” w sektorze energetycznym, pozwala osobom lub firmom wytwarzającym energię na poziomie lokalnym ustalać własne ceny i nawiązywać kontakt z konsumentami gotowymi kupować energię elektryczną po tych stawkach.

Korzyści płynące z handlu energią elektryczną na zasadach peer-to-peer

Sieć P2P zapewnia uczestnikom szereg korzyści i zalet:

• Większa efektywność i niższe koszty: Dzięki wyeliminowaniu pośredników na rynku energii elektrycznej handel P2P może obniżyć koszty transakcyjne, co przekłada się na niższe ceny dla konsumentów i większą rentowność dla producentów. Ta większa efektywność może sprawić, że odnawialne źródła energii staną się bardziej konkurencyjne i dostępne.
• Wzmocnienie pozycji konsumentów i producentów: Handel między użytkownikami (P2P) zapewnia konsumentom i producentom większą kontrolę nad zużyciem i wytwarzaniem energii. Producenci mogą samodzielnie ustalać ceny za wytwarzaną przez siebie energię elektryczną, natomiast konsumenci mogą wybierać, od kogo kupują energię, kierując się ceną, źródłem pochodzenia i innymi preferencjami, co sprzyja tworzeniu bardziej dynamicznego i opartego na uczestnictwie rynku energii.
• Zwiększona stabilność i wydajność sieci: Handel energią elektryczną typu P2P może przyczynić się do stabilności sieci poprzez ułatwienie dystrybucji wytworzonej energii na większym obszarze. Takie zdecentralizowane podejście może pomóc w skuteczniejszym zrównoważeniu podaży i popytu, zmniejszając ryzyko przerw w dostawach energii i poprawiając ogólną odporność systemu energetycznego.
• Korzyści finansowe dla producentów: Mali producenci , tacy jak gospodarstwa domowe wyposażone w panele słoneczne, mogą czerpać zyski ze swojej inwestycji, sprzedając nadwyżki energii elektrycznej, co zapewnia dodatkowe źródło dochodów i poprawia opłacalność instalacji systemów energii odnawialnej, wspierając tym samym transformację energetyczną.

Rozwój handlu energią elektryczną między podmiotami

Handel energią elektryczną w modelu P2P w Wielkiej Brytanii znajduje się wciąż w początkowej fazie rozwoju (ze względu na strukturę rynku, złożone ramy regulacyjne, wyzwania techniczne itp.), jednak zainteresowanie tym rozwiązaniem rośnie, o czym świadczą pilotażowe projekty 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, generując prawie 20% światowej produkcji naukowej na ten temat (wykres 5a) i plasując się wśród pięciu czołowych krajów pod względem liczby projektów dotyczących handlu energią (wykres 5b) do 2022 r.

Opierając się na standardach, które ułatwiają bezpieczną i wydajną integrację odnawialnych źródeł energii, Wielka Brytania tworzy podstawy dla środowiska, w którym dynamiczne i zrównoważone ekosystemy handlu energią elektryczną typu P2P mogą się rozwijać, przyczyniając się do powstania bardziej zdecentralizowanej, wydajnej i zorientowanej na użytkowników przyszłości energetycznej.

Wnioski

Sektor energetyczny Wielkiej Brytanii przechodzi obecnie znaczącą transformację, napędzaną inwestycjami w technologie niskoemisyjne i wspieraną przez normy G98, G99 oraz G100. Normy te odgrywają kluczową rolę w integracji odnawialnych źródeł energii z siecią energetyczną, zwiększając tym samym potencjał istniejących możliwości w brytyjskim sektorze energetycznym.

W miarę jak Wielka Brytania zbliża się do osiągnięcia zerowej emisji netto, coraz bardziej widoczna staje się kluczowa rola jasnych ram regulacyjnych i norm technicznych, które umożliwiają pomyślną transformację energetyczną i otwierają nowe możliwości. Ponieważ inne kraje również zobowiązały się do osiągnięcia zerowej emisji netto i rozpoczęły dekarbonizację swoich sektorów energetycznych, pionierskie wysiłki i osiągnięcia Wielkiej Brytanii wkrótce staną się źródłem inspiracji i zostaną powielone w innych miejscach, stwarzając w ten sposób podobne możliwości w skali globalnej.