Jugoistočna Evropa je tradicionalno posmatrala električnu energiju i toplotu kao odvojene energetske sisteme, iako se njihova ekonomika sve više približava. Na tržištima električne energije mogu se beležiti veoma niske cene tokom perioda snažne solarne proizvodnje, nakon čega slede skupi večernji periodi naglog rasta potrošnje, dok gradovi i industrijska postrojenja i dalje koriste gas, ugalj, biomasu i naftne derivate za proizvodnju tople vode i pare.
Pretvaranje električne energije u toplotu (power-to-heat) može povezati ova dva tržišta, pretvarajući potrošnju za potrebe grejanja u fleksibilan resurs elektroenergetskog sistema.
Električni kotlovi i velike toplotne pumpe mogu povećati potrošnju električne energije kada su cene niske, dok skladištenje toplote omogućava da se proizvedena toplota koristi nekoliko sati kasnije. Na taj način nastaje kontrolisana potrošnja električne energije čija krajnja svrha nije sama potrošnja struje, već obezbeđivanje toplotne energije.
Ta razlika je važna jer najekonomičniji oblik skladištenja zavisi od usluge koja se pruža. Ako je krajnja potreba topla voda, skladištenje električne energije u bateriji i njeno naknadno pretvaranje u toplotu može imati malo ekonomskog smisla ako rezervoar tople vode može da obezbedi istu vremensku fleksibilnost po nižoj ceni.
Termičko skladištenje je manje univerzalno od elektrohemijskih baterija, ali univerzalnost nije uvek neophodna. Jugoistočnoj Evropi su potrebne velike količine potrošnje koje mogu da se pomere iz skupih večernjih perioda u sate obilne podnevne proizvodnje iz obnovljivih izvora.
Toplota bi mogla da bude jedan od najdostupnijih izvora takve fleksibilnosti u regionu.
Daljinsko grejanje kao tržišni resurs
Sistemi daljinskog grejanja širom Srbije, Rumunije, Bugarske, Hrvatske, Mađarske, Bosne i drugih tržišta Jugoistočne Evrope već objedinjuju hiljade korisnika oko centralizovanih postrojenja za proizvodnju toplote. Mnogi od njih i dalje zavise od gasa i drugih konvencionalnih goriva, što otvara mogućnost uvođenja električne energije kao dodatnog izvora energije.
Električni kotao može da obezbedi fleksibilnost bez potrebe za trenutnom zamenom postojeće opreme na fosilna goriva. Operater sistema daljinskog grejanja mogao bi da koristi električnu energiju kada veleprodajne cene struje padnu ispod graničnog troška proizvodnje toplote iz gasa, a da se vrati konvencionalnim kotlovima kada električna energija poskupi.
Ugradnja velikog, dobro izolovanog rezervoara za skladištenje toplote može značajno da proširi ovaj operativni period tako što razdvaja trenutak proizvodnje toplote od trenutka kada je korisnicima ona stvarno potrebna.
Toplotne pumpe pružaju dodatni nivo efikasnosti. One mogu da proizvedu više jedinica toplote za svaku jedinicu utrošene električne energije, naročito kada koriste niskotemperaturne izvore kao što su otpadne vode, reke, industrijska otpadna toplota ili sistemi za hlađenje data centara.
Njihov način rada je manje binaran nego kod električnog kotla, ali može biti ekonomski isplativ u širem rasponu cena električne energije.
Zajedno, električni kotlovi, toplotne pumpe i termičko skladištenje mogu tradicionalnog operatera daljinskog grejanja pretvoriti u optimizatora koji upravlja sa više energenata.
Industrijska toplota
Industrijska postrojenja predstavljaju podjednako važnu priliku. Prehrambena industrija, proizvodnja papira, hemijska i tekstilna industrija, kao i drugi sektori, zahtevaju paru i toplotu umerenih temperatura, što se sve više može elektrifikovati.
Hibridni kotlovski sistem može prelaziti između gasa, električne energije i uskladištene toplote u zavisnosti od tržišnih cena i proizvodnih potreba. Time industrijski potrošači dobijaju fizičku zaštitu od volatilnosti cena energije, umesto da se u potpunosti oslanjaju na finansijsko hedžovanje.
Fleksibilna industrijska potrošnja može stvoriti vrednost i za proizvođače iz obnovljivih izvora. Fabrika koja se nalazi u blizini čvora sa velikim potencijalom solarne proizvodnje mogla bi da poveća potrošnju električne energije tokom perioda niskih cena, preuzimajući energiju koja bi u suprotnom mogla biti ograničena ili prodata po veoma niskim tržišnim cenama.
To otvara prostor za dugoročne ugovore zasnovane na fleksibilnoj potrošnji, a ne na tradicionalnoj baznoj potrošnji.
U takvom modelu vrednost industrijskog potrošača ne određuje samo količina električne energije koju troši, već i njegova sposobnost da menja trenutak u kojem tu električnu energiju troši.
Šta sprečava razvoj poslovnog modela
Mrežne tarife predstavljaju jednu od najvažnijih prepreka. Električni kotao može prvenstveno raditi tokom perioda niskih veleprodajnih cena, ali naknade za kapacitet, porezi i drugi troškovi mreže i dalje mogu učiniti njegov rad neekonomičnim ako su tarife projektovane za korisnike sa kontinuiranom potrošnjom.
Raspoloživi kapacitet mreže predstavlja još jedno veliko ograničenje. Zamena gasnog kotla snage 20 MW električnom opremom mogla bi da zahteva značajno unapređenje trafostanice, što bi razvoj projekta potencijalno produžilo za nekoliko godina.
Regulisane tarife za toplotnu energiju mogu predstavljati dodatni problem jer ograničavaju mogućnost gradskih i opštinskih toplana da ostvare tržišnu vrednost ili povrate ulaganja u novu fleksibilnu opremu.
Regulatorni okvir zato treba da prepozna sistemsku vrednost kontrolisane potrošnje električne energije. Električni kotao čiji je rad ugovorom ograničen tokom perioda opterećenja mreže ne bi nužno trebalo da ima istu strukturu troškova kao potrošač koji dodatno doprinosi vršnom opterećenju.
Dinamički ugovori o priključenju, vremenski promenljive mrežne tarife i pristup tržištima pomoćnih usluga mogli bi značajno da poboljšaju ekonomiku projekata.
Cilj nije subvencionisanje potrošnje električne energije. Cilj je nagrađivanje potrošnje u trenucima kada elektroenergetski sistem ima ekonomsku ili operativnu potrebu za dodatnom tražnjom.
Posledice po tržište
Razvoj velikog sektora pretvaranja električne energije u toplotu mogao bi da ima posledice koje daleko prevazilaze sektor grejanja.
Dodatna fleksibilna potrošnja mogla bi da smanji dubinu pada solarnih cena tokom podneva, dok bi potrošnja gasa postala osetljivija na relativnu ekonomiku električne energije i goriva. Operateri sistema daljinskog grejanja mogli bi da počnu aktivno da upravljaju razlikama između cena električne energije i gasa, dok bi se termičko skladištenje sve više takmičilo sa baterijama za određene usluge fleksibilnosti.
Zimska potrošnja električne energije porasla bi sa daljom elektrifikacijom grejanja, ali bi važan deo te dodatne potrošnje istovremeno postao kontrolisan, umesto fiksan.
Strateška vrednost power-to-heat koncepta zato je šira od dekarbonizacije. Toplota bi mogla da postane resurs za balansiranje elektroenergetskog sistema, sa potencijalom od stotina megavata širom elektroenergetskih sistema Jugoistočne Evrope.
Region godinama traži odgovor na pitanje odakle će doći njegov sledeći veliki izvor fleksibilnog kapaciteta. Deo odgovora možda se već nalazi u kotlarnicama, rezervoarima za skladištenje toplote, sistemima daljinskog grejanja i industrijskim parnim sistemima.
Ova imovina tradicionalno se posmatrala kao deo sektora grejanja. Novi model power-to-heat pokazuje, međutim, da bi ti sistemi trebalo da budu tretirani i kao resursi elektroenergetskog sistema.
