Securitatea aprovizionării cu energie electrică. Analiză HENRO a stadiului de implementare a mecanismelor de capacitate și a schemelor de demand response

Publicat pe Categorii Electrica si termica, Energie, Opinii / Analize
Prima Pagina Energie Electrica si termica Securitatea aprovizionării cu energie electrică. Analiză HENRO a stadiului de implementare a mecanismelor de capacitate și a schemelor de demand response

Odată cu amploarea regenerabilelor în sistemele energetice din toată lumea, se resimte necesitatea investițiilor în capacități de flexibilizare și în mecanisme de piață care să faciliteze adaptarea rapidă a profilului de generare sau de utilizare, astfel încât caracterul puternic variabil al surselor regenerabile să nu pună în pericol securitatea aprovizionării cu energie electrică.

În prezent, combustibilii fosili, sursele hidro și cele nucleare sunt principalele surse care furnizează servicii de capacitate, contribuind permanent la menținerea echilibrului dintre puterea generată și cea utilizată. Pe de altă parte, capacitățile de stocare și mecanismele de consum dispecerizabil au o contribuție relativ redusă în ceea ce privește adecvarea resurselor energetice, deoarece nu au ajuns încă la maturitate, însă potențialul lor este uriaș și trebuie exploatat. Mai mult, creșterea ponderii regenerabilelor în mixul energetic va presupune schimbarea variație curbei de sarcină a sistemelor electroenergetice, care va fi una mult mai rapidă și incertă, din cauza caracterului aleatoriu al regenerabilelor.

Astfel, pe termen lung, soluția pentru menținerea echilibrului între producție și consum nu poate fi alta decât stocarea.

Pezentăm un articol realizat de HENRO ce cuprinde o analiză a stadiului actual de implementare a mecanismelor de capacitate și a schemelor de demand response, conform ultimului raport al ACER privind securitatea alimentării cu energie electrică în UE și analizei  Auction Markets and Other Procurement Mechanisms for Demand Response Services, realizată de CIGRE.

Context

Schimbările climatice se resimt din ce în ce mai puternic la nivel mondial și, odată cu ele, acțiunile statelor din întreaga lume, în special a celor din Uniunea Europeană (UE), pentru reducerea emisiilor de gaze cu efect de seră (GES). În sectorul energetic, sursele regenerabile de energie ocupă ponderi tot mai însemnate în mixul energetic al țărilor din UE. Recent, Comisia Europeană a propus creșterea țintei de energie provenită din surse regenerabile de la 32% la 42,5%, până în anul 2030, statele membre fiind însă încurajate să vizeze o țintă de 45%.

Îndeplinirea acestor obiective presupune o schimbare a modului de gestionare a sistemului energetic, de la funcționare predominant centralizată, la funcționare predominant descentralizată, bazată, în principal, pe surse regenerabile. De asemenea, o pondere ridicată a regenerabilelor în mixul energetic va ridica provocări de ordin tehnic, din cauza caracterului puternic variabil de generare al acestor surse. Spre deosebire de sursele clasice, unde profilul de generare este controlat astfel încât să satisfacă cererea de energie electrică, sursele regenerabile nu se bucură de această caracteristică. Prin urmare, odată cu integrarea regenerabilelor în sistemul electroenergetic, devine obligatorie adoptarea unor măsuri care să asigure securitatea alimentării cu energie electrică a utilizatorilor finali.

Mecanisme de capacitate

Mecanismele de capacitate sunt măsuri de sprijin pe care țările membre UE la pot introduce temporar pentru a remunera resursele de capacitate (centrale electrice, unități de stocare, consumatori dispecerizabili) care se angajează, pe termen mediu și lung, să fie disponibile pentru livrarea de energie electrică atunci când este nevoie. Veniturile provenite din participarea la aceste mecanisme de capacitate se adaugă la veniturile provenite din vânzarea energiei electrice livrate și sunt concepute astfel încât să acopere pierderile cauzate de menținerea în rezervă a capacităților.

Ultimul raport al ACER (Agency for the Cooperation of Energy Regulators) privind securitatea alimentării cu energie electrică descrie, pe larg, stadiul de implementare a mecanismelor de capacitate în UE, barierele cu care se confruntă și soluții pentru acestea.

Astfel, 8 state membre au implementat, în prezent, mecanisme de capacitate: Belgia, Finlanda, Franța, Germania, Irlanda, Italia, Polonia și Suedia. Dintre acestea, 3 state au implementate mecanisme de tipul strategic reserves, iar 5 state au implementate mecanisme de tipul market-wide. În Figura 1, este prezentat stadiul actual de dezvoltare a mecanismelor de capacitate în UE. Este de reținut că un stat poate implementa astfel de mecanisme doar dacă a identificat riscuri de adecvare a resurselor energetice.

Figura 1 Stadiul de implementare a mecanismelor de capacitate în UE, în anul 2022

Sursă: ACER, Security of EU electricity supply 2023

Conform raportului ACER, cea mai mare parte a centralelor care sunt implicate în mecanisme de capacitate sunt termocentrale pe gaz natural și cărbune, hidrocentrale și centrale nucleare, așa cum se poate observa în Figura 2. Pe de altă parte, sursele de flexibilitate precum capacitățile de stocare și mecanismele de demand response (consum dispecerizabil) au, în prezent, o importanță relativ redusă în asigurarea securității aprovizionării cu energie electrică față de sursele clasice. Astfel, ACER solicită statelor membre să analizeze consecințele unei ponderi predominante a combustibililor fosili în mecanismele de capacitate aplicate la nivelul UE asupra tranziției energetice către 0 emisii nete de GES.

Un alt aspect important pentru asigurarea securității alimentării cu energie electrică este reprezentat de nivelul de interconectare a statelor membre. Liniile electrice de interconexiune pot asigura transferarea serviciilor de capacitate din țările care nu prezintă un risc însemnat de adecvare a resurselor energetice către țările care au nevoie de acest serviciu. Prin Regulamentul (UE) 943/2019 privind piața internă de energie electrică, au fost introduse reguli comune la nivel european pentru participarea directă a centralelor din afara unei țări la mecanisme de capacitate naționale. Cu toate acestea, conform raportului ACER, încă există bariere legislative la nivelul statelor membre, care determină o concurență inechitabilă între furnizorii de capacitate din interiorul țării și cei din afară.

În ceea ce privește penalitățile aplicate beneficiarilor care nu-și îndeplinesc serviciile asumate prin contract, acestea sunt de 2 tipuri: non-delivery penalties (penalități pentru nerespectarea obligației de a construi capacități noi) și non-performance penalties (penalități pentru indisponibilitatea capacităților în intervalele necesare). ACER constată un dezechilibru între valoarea penalităților aplicate participanților la aceste mecanisme și costurile reale pe care le generează la nivelul rețelei. Astfel, penalitățile existente nu stimulează suficient de mult beneficiarii mecanismelor de capacitate să-și respecte condițiile contractuale.

De asemenea, ACER a identificat faptul că statele membre au adoptat diferite soluții pentru a trata problema adecvării resurselor energetice, soluții care, în cea mai mare parte, nu se suprapun cu cadrul european de adecvare (The European adequacy framework), descris de Regulamentul (UE) 943/2019 privind piața internă de energie electrică și de Regulamentul (UE) 941/2019 privind pregătirea pentru riscuri în sectorul energetic. În opinia ACER, dezvoltarea neuniformă a măsurilor de adecvare poate implica riscuri în ceea ce privește: concurența inegală, deoarece unele mecanisme vin cu obligații clare, în timp ce altele presupun mai puține cerințe; riscul fragmentării pieței europene de energie electrică; riscul achiziționării a prea multe servicii de capacitate, ca urmare a unei abordări netransparente și necoordonate, în detrimentul utilizatorilor finali și al pieței de energie electrică.

Conform raportului ACER, principalul motiv al răspândirii acestor măsuri eterogene la nivel european este lipsa de atractivitate a ajutoarelor de stat pentru implementarea mecanismelor de capacitate, care sunt lente și greu de aplicat. Astfel ACER și-a propus, în primul rând, să eficientizeze procesele asociate acestor mecanisme și, în al doilea rând, să furnizeze consultanță pentru orientarea statelor membre către soluțiile potrivite și coordonate pentru creșterea adecvării resurselor energetice.

Consum dispecerizabil (demand response)

Demand response sau, așa cum este tradus în legislația românească, consumul dispecerizabil înglobează modificările în utilizarea energiei electrice față de profilul normal de utilizare, ca răspuns la modificări ale nivelului de preț al energiei electrice sau la stimulente acordate pentru reducerea cantității de energie electrică utilizată în anumite intervale, când energia electrică pe piața angro are prețuri ridicate sau când există riscuri pentru securitatea alimentării cu energie electrică.

Analiza  Auction Markets and Other Procurement Mechanisms for Demand Response Services, realizată de CIGRE în iulie 2022, identifică principalele tipuri de mecanisme pentru consumul dispecerizabil și stadiul lor de aplicare la nivel mondial. În continuare, sunt prezentate principalele idei ale analizei CIGRE.

Astfel, există 2 tipuri de programe de consum dispecerizabil:

Programe bazate pe stimulente (incentive based program) – participantul la program este remunerat pentru că își reduce consumul de energie electrică la solicitările operatorului de distribuție, care funcționează mai eficient, deoarece evită supraîncărcarea liniilor electrice și congestiile. În cadrul acestui program, există 3 modalități de participare:

Controlul direct al sarcinii – operatorul de distribuție comandă direct reducerea puterii utilizate de receptoarele (electrocasnice, dispozitive electrice etc.) utilizatorului;

Programe de urgență – utilizatorii reduc voluntar sarcina când sunt solicitați de către operator;

Piețe pentru consum dispecerizabil – utilizatorii mari pot oferta o anumită capacitate de reducere, la un anumit preț, în cadrul licitațiilor din piețele organizate.

Programe bazate pe preț (price based programs) – clienții primesc semnale de preț și sunt, astfel, stimulați să-și reducă puterea utilizată când prețul energiei electrice este ridicat. În cadrul acestui program, există următoarele 3 modalități de participare:

  • În funcție de intervalul de utilizare a energiei electrice – tarife presetate în funcție de momentul din zi sau/ și sezon în care este utilizată energia electrică;
  • În funcție de prețul pentru vârful critic – prețul pentru perioadele de vârf critic de sarcină este considerabil mai mare decât cel obișnuit;
  • În funcție de prețul în timp real – încurajează adaptarea consumului în timp real.

În continuare, sunt prezentate principalele mecanisme de consum dispecerizabil care sunt aplicate sau urmează să fie aplicate în următorii ani, la nivel mondial:

Africa de Sud:

000 MW capacitate de consum dispecerizabil prin programul de control direct al sarcinii, pentru reglajul rapid al frecvenței;

600 MW capacitate de consum dispecerizabil prin alt program bazat pe stimulente, în scopuri economice (reducerea consumului în perioade cu preț ridicat).

Japonia:

960 MW capacitate de consum dispecerizabil în programe de urgență bazate de stimulente.

Suedia:

Programe bazate pe stimulente: Există programe clasice (operatorul de transport poate apela la reducerea forțată a consumului ca soluție pentru menținerea sigurenței sistemului electroenergetic), dar și programe bazate pe piață (demand bidding, emergency demand response, capacity markets, ancillary services market). Pentru programele market based, există, în prezent, o participare redusă, dar potențialul este ridicat (5.000 MW).

Programe bazate pe preț: Pentru modalitățile de participare în funcție de intervalul de utilizare a energiei electrice și în funcție de prețul pentru vârful critic, există câteva proiecte pilot pentru a crea o piață structurată de consum dispecerizabil la nivelul operatorului de distribuție. În ceea ce privește modalitatea de participare în funcție de prețul în timp real, interesul este scăzut, dar potențialul este mare (5.000 MW).

Texas:

240 MW capacitate de consum dispecerizabil prin controlul direct al sarcinii;

400 MW pentru servicii de rezervă prin piața pentru servicii de sistem.

Australia:

Participare redusă în programul de control direct al sarcinii;

Participare moderată în programul de urgență;

Participare ridicată în piața pentru servicii de sistem;

Programul pentru consum dispecerizabil în funcție de intervalul de utilizare are participare limitată;

Programul pentru consum dispecerizabil în funcție de prețul pentru vârful critic are participare foarte scăzută;

Programul pentru consum dispecerizabil în funcție de prețul în timp real are participare moderată și crește.

Conform analizei realizate de CIGRE, principalele cerințe tehnice necesare pentru implementarea mecanismelor de consum dispecerizabil sunt: infrastructură de comunicație; măsurare inteligentă; existența modalităților prin care clientul final să poată eficientiza utilizarea resurselor; existența soluțiilor pentru stocarea unor cantități mari de date și procesarea lor în timp real.


Publicat de

Redacția

Echipa InvesTenergy

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *