Elektroenergetika prihodnosti – kako, kdaj in za koliko denarja?

Jasno mi je, da je elektroenergetika pred velikimi spremembami, pred preobrazbo, upam pa, da modri snovalci elektroenergetske strategije ne bodo skakali v bazen in v zraku ugotavljali, da je brez vode! Zakaj takšni pomisleki, bom skušal razložiti v tem prispevku.

Pametna omrežja, pametna mesta, električna mobilnost, hranilniki električne energije, brezogljična družba, pametno merjenje, napredni merilni sistemi, samooskrba, to so besede sedanjosti, ki se nanašajo na elektroenergetiko. Če hočeš biti »in«, potem jih uporabljaš. Na žalost jih uporablja marsikdo, ki ne pozna njihove vsebine in se ne zaveda, kako se da to uresničiti, koliko bo to stalo in kdo bo to plačal.

Zadnje čase se zelo malo uporabljajo stare, oguljene besede s področja elektroenergetike, kot so omrežja, veliki proizvajalci električne energije, stabilnost, neprekinjenost napajanja, zanesljiva oskrba, sistemske storitve. Kdor jih uporablja, ni »in«.

Elektroenergetska politika EU je polna besed o skupnem trgu z električno energijo. O prevladi tržnih zakonitosti. Potem pa doživimo šok cen na evropskih borzah z električno energijo. Te so bile in so še na ravni, ko se nobena investicija v proizvodno napravo brez državne podpore ne izplača. V najrazvitejših državah cena električne energije v končni ceni ne dosega niti 20 odstotkov. Kje je potem tu trg? Da ne omenjam kriznih obdobij z majhno proizvodnjo električne energije, kot je bilo letos januarja in februarja. Čezmejne prenosne kapacitete so se reducirale, obratovale so »stare« elektrarne na ogljična goriva, vsi pa smo bili srečni, da je bila elektrika. Članki o sončnih elektrarnah so začasno izginili. Zdaj smo priča debatam in pripravi strategij v luči pariškega podnebnega sporazuma. Tako kot uvajanje enotnega trga bo imela implementacija pariškega sporazuma različne narodnogospodarske učinke po članicah EU. Za Slovenijo si želim le to, da ne bomo postali zaradi vseh teh usmeritev samo uvozniki tuje tehnologije, kapitala, znanja, brez vpliva na domači BDP.

V elektroenergetiki lahko opredelimo tri povsem nasprotujoče si interesne skupine. Okoljevarstvenike, ki bi imeli samo zeleno energijo, razglašajo, kako to sploh ni problem. Kar »diši« po ogljični proizvodnji, bi že zdavnaj zaprli. Zatrjujejo, da je možno v razmeroma kratkem času preiti na proizvodne enote, ki uporabljajo energijo vetra, sonca. Te njihove težnje temeljijo predvsem na nepoznavanju delovanja celotnega elektroenergetskega sistema. Pri tem jih ne zanima vpliv na domači BDP, vpliv na proračunske izdatke naše države, niti na dodatne finančne obremenitve slovenskih končnih porabnikov električne energije. Še najmanj pa to, kako bi tak elektroenergetski sistem sploh deloval. Težko se je argumentirano pogovarjati z nekom, ki nima vsaj osnovnega tehničnega znanja. Nekateri ne razumejo, kaj je energija, moč, frekvenca … Jim pa to neznanje ne preprečuje, da ne bi s temi pojmi operirali karseda suvereno. Ljudje radi prisluhnejo okoljevarstvenemu leporečju, pri tem pa ne pomislijo, da gre denar (večkrat brez potrebe) iz njihovih denarnic. Druga skupina so končni porabniki. Razvajeni spričo zanesljivega elektroenergetskega sistema tudi v prihodnje pričakujejo razmeroma nizke končne cene električne energije. Tretja skupina so elektroenergetiki, zaskrbljeni zaradi pričakovanih razvojnih trendov. Na kar nekaj izzivov ne najdejo pravih rešitev. Če jih izpostavijo, jih predvsem prva interesna skupina zavrača z opisi, da so dinozavri, da gre za stare elektroenergetske strukture, nepripravljene na spremembe …

Neuspehi okoljevarstvenikov se hitro pozabijo, lahko zapišem, da nekateri živijo udobno, ko v javnosti prodajajo okoljevarstvene ideje, davkoplačevalci pa jih plačujemo. Ali se še kdo spomni teh okoljevarstvenih idej, ki so brez sledu izginile: biogoriva iz oljne repice, zajemanje CO2 iz zraka in skladiščenje pod zemljo, bioetanol iz koruze (cena koruze se je dvignila za 2,5-krat), bioplinarne?

Med vodilnimi v svetu

V naši državi se premalo zavedamo, kako dober je sedanji energetski sistem. Svetovni energetski svet (WEC) nas je novembra uvrstil na deseto mesto svoje lestvice Energy Trilemma Index, po zanesljivosti delovanja pa celo na drugo. Se bomo zmogli obdržati tako visoko tudi v prihodnje?

Še bolj zanimivi so podatki, kje smo po deležu proizvedene električne energije iz obnovljivih virov in brezogljičnih virov v skupni proizvodnji. Po podatkih evropskega združenja sistemskih elektrooperaterjev ENTSO-E za leto 2015 (zadnji celoviti podatki) smo daleč pred Nemčijo. V tem letu smo imeli 40,6 odstotka vse proizvedene električne energije iz OVE, 64,4 iz brezogljične, Nemčija pa 30 oziroma 45 odstotkov. Povprečje članic združenja je bilo 32,7 odstotka pri OVE in 57,2 pri brezogljični proizvodnji. Kam se nam mudi? Bodimo ponosni na naš prispevek brezogljične proizvodnje električne energije!

Navzkrižni cilji

Zadnji osnutek Energetskega koncepta Slovenije, objavljen na začetku tega meseca, ima pri oskrbi in ravnanju z energijo zapisane tri cilje: podnebna trajnost ter zanesljivost in konkurenčnost oskrbe.

Če se omejim na električno energijo, lahko brez vsake dileme zapišem, da so si ti trije cilji do leta 2030 krepko v navzkrižju. Podnebna trajnost pomeni uvajanje brezogljične proizvodnje električne energije, ki se bo praviloma zagotavljala iz malih proizvodnih virov, predvsem z izkoriščanjem energije sonca in vetra, za katere velja, da so z vidika proizvodnje nepredvidljivi. Njihova umestitev v elektroenergetski sistem pomeni večja tveganja, manj zanesljivo delovanje celotnega sistema. Brez ogromnih investicij v hranilnike električne energije jih sploh ni mogoče implementirati v večjih močeh. Potrebne bodo nove naprave za uravnavanje frekvence moči, dodatne zmogljivosti za zagotavljanje sekundarne regulacije (-/+ 6 megavatov na vsakih 100 megavatov novoinstaliranih sončnih elektrarn).

Električna mobilnost pomeni celovito prenovo distribucijskega omrežja. Povečevanje rabe toplotnih črpalk ravno tako. Električna mobilnost in ekspanzija uporabe toplotnih črpalk pomenita velik skok tako imenovanih končnih moči. Vse skupaj pa bo močno vplivalo na dvig končnih cen električne energije. Preobrazba elektroenergetskih omrežij z uvajanjem platform pametnega upravljanja, dodatne sistemske storitve – vse to bo pomenilo povečanje tarif za njihovo uporabo. Uvajanje razpršenih proizvodnih virov bo pomenilo spremembo strukture proizvodnih virov in prehod s cenejših na dražje. Tu lahko pričakujemo dvig bodisi same cene električne energije bodisi prispevnih stopenj zaradi povečanih potreb po obratovalnih podporah ali dvig obeh postavk. Hranilniki električne energije ravno tako. Da ne omenjam spodbud za nakup električnih avtomobilov, toplotnih črpalk. Konkurenčnost? Da, če ne bomo ravnali tako, kot smo v letih 2010–2013 pri spodbujanju investicij v sončne elektrarne, če bomo preudarni in če se bomo zavedali, kam nas te spremembe vodijo. Če bomo znali oceniti pravi trenutek za implementacijo vsega, kar se je pojavilo v zadnjih letih.

Poglejmo si samo primerjavo proizvodnje električne energije iz sončnih elektrarn in »zloglasnega« Teša 6 v letu 2016. Prva bistvena razlika je, da slovenske davkoplačevalce Teš 6 do danes ni stal niti centa. Kaj pa električna energija iz sončnih elektrarn? Lani je center za podpore pri Borzenu izplačal 67,8 milijona evrov, proizvedenih je bilo 259.640 megavatnih ur električne energije, kar pomeni 261,10 evra podpore za megavatno uro. Če to primerjamo s proizvodnjo Teša 6 v istem letu, ki je bila 3.646.700 megavatnih ur, bi znašala podpora za enak obseg proizvodnje 952,3 milijona evrov. Si sploh predstavljamo te številke?

Po projekcijah naj bi leta 2030 poraba električne energije glede na leto 2016 narasla za približno petino, pri tem je upoštevana 16-odstotna elektrifikacija osebnih vozil. Nominalna razlika je 2700 gigavatnih ur. Letni primanjkljaj proizvedene električne energije bo znašal 4500 gigavatnih ur, uvozna odvisnost bo 27-odstotna. Načrtovana je proizvodnja v bloku 6 in polovici krške nuklearke (slovenski delež). Če bi želeli elektroenergetsko samozadostnost, bi morali do leta 2030 instalirati za 4700 megavatov novih sončnih elektrarn (upoštevajoč 11-odstotni letni izkoristek). Toda dokler računamo s povprečji, je vse videti zelo preprosto, problem nastane, ko analiziramo mejne variante. Zaradi vedoželjnosti sem naredil testni izračun. Uporabil sem povprečne urne podatke proizvodnje in porabe električne energije v Sloveniji za julij 2016 in jih linearno povečal za pričakovano rast porabe leta 2030. Upošteval sem, da bi imeli za 4958 megavatov instaliranih sončnih elektrarn, upošteval sem tudi povprečno urno proizvodnjo elektrarn julija 2016. Dobljeni rezultati so naravnost osupljivi. Če bi želeli, da vse proizvodne enote obratujejo, bi potrebovali za 4736 megavatov koničnih baterij in za dodatnih 1968 megavatov zaradi kumulativnih dnevnih presežkov. Skupaj za 6704 megavatov baterij. Investicijska vrednost? Malenkost, okrog 6 milijard evrov! Kaj pa obseg hranilnikov v dneh, ko je proizvodnja iz sončnih elektrarn enaka nič?

Fascinantni izračuni

Drugi primer se nanaša na električno mobilnost. Vzel sem ciljni delež električnih osebnih vozil leta 2030, to je 16 odstotkov. Upošteval sem, da statistično v naši državi z osebnim vozilom prevozimo povprečno 41 kilometrov na dan, da je pri električnih osebnih vozilih poraba 20 kilovatnih ur na 100 kilometrov vožnje, kar pomeni dnevno porabo 8,2 kilovatne ure, in da bi se 68 odstotkov polnitev opravilo doma s klasičnimi polnilniki, preostale pa na hitrih polnilnicah. Če bi se teh 16 odstotkov osebnih vozil hkrati priklopilo na omrežje, bi to pomenilo dodatnih 6265 megavatov konične moči! V naši državi je najvišja konična moč okoli 2400 megavatov. Skupaj bi to pomenilo 9265 megavatov konične moči. Pri tem manjka še konična moč novoinstaliranih toplotnih črpalk.

Predstavljena izračuna sta mejna. Nekateri mediji objavljajo napovedi za posamezna območja Slovenije, kakšna bo predvidena proizvodnja iz sončnih elektrarn. Takšna napoved je čisto zavajanje ljudi. Trditev, da bo določenega dne sončna elektrarna proizvedla dovolj električne energije za tri gospodinjstva, je s stališča elektroenergetskega sistema nesmisel. Stabilnost sistema je med drugim odvisna od ravnovesja moči med porabo in proizvodnjo. Sumarna energija čez dan je nebistvena kategorija z vidika stabilnosti sistema. Če v vsakem trenutku zagotavljamo dovolj moči (česar energija iz OVE ne more), bo dovolj energije v kateremkoli časovnem oknu. Alternativa so seveda hranilniki, ki pa so vse prej kot poceni. Elektroenergetski sistem deluje na principu moči, ne energije, zato lahko nepredvidljiva elektrika iz OVE zelo poslabša obratovalne razmere. Sistem mora prevzeti vso z OVE proizvedeno električno energijo po vnaprej zagotovljeni ceni. Če je električne energije preveč (zaradi velike proizvodnje iz OVE), bi bilo treba ustavljati konvencionalne elektrarne, ki pa edine lahko vzdržujejo stabilnost sistema, zagotavljajo sistemske storitve, proizvajajo neodvisno od vremenskih vplivov, lahko višajo in nižajo obtežbo glede na potrebe … Veliko reklame in medijske pozornosti je bilo namenjene »neto merjenju« (net metering). Princip neto merjenja je v tem, da se presežki električne energije, proizvedene iz OVE, prek dvosmernega števca oddajajo v sistem, v času, ko ni proizvodnje iz OVE, pa se potrebna energija prevzema iz omrežja. Konec leta se naredi obračun: če je poraba večja od proizvodnje, se plača razlika, preveč proizvedene energije pa se ne plača. Sistem neto merjenja je zelo radodaren do lastnikov sončnih elektrarn in nepravičen do drugih odjemalcev. S konceptom neto merjenja zaslužijo trgovci in proizvajalci sončnih elektrarn in toplotnih črpalk. Napovedujem šok za vse sedanje in prihodnje lastnike, saj bo treba v celoti prenoviti tarifni sistem za uporabo elektroomrežij v smeri plačevanja moči in ne porabe.

Ves čas ponavljam, da bo prehod iz klasične elektroenergetike v elektroenergetiko prihodnosti, to je prehod s klasičnih proizvodnih virov, klasičnih elektroenergetskih omrežij na razpršene, obnovljive vire in pametna omrežja s postopnim povečevanjem pomembnosti končnega porabnika, zahteven in še zdaleč ne poceni. Koliko tega, s kakšno dinamiko in kakšnimi vlaganji, stroški se bomo tega lotili, bo zelo občutljivo vprašanje. Po moji oceni bodo namreč končne cene električne energije v prehodnem obdobju, recimo do konca leta 2030, naraščale. Pri tem moramo imeti vedno pred očmi, kako bo to vplivalo na konkurenčnost slovenskega gospodarstva in standard gospodinjstev.

Menim, da imamo dovolj časa za premišljen prehod v elektroenergetiko prihodnosti. Glede na delež električne energije, proizvedene iz OVE, imamo prednost pred večino držav članic EU. Izkoristimo ta čas tudi za industrijsko preobrazbo gospodarskih družb, ki so sposobne sodelovati v tej preobrazbi. Projekt NEDO je lep primer, kako se lahko vključuje domačo industrijo v elektroenergetske projekte prihodnosti. Zato za konec ponavljam svojo izjavo iz enega zadnjih intervjujev, za katero menim, da bi jo morali upoštevati slovenski elektroenergetski strategi: »Smer, hitrost uvajanja elektroenergetske preobrazbe naj bo premišljena, temelječa na specifikah naše države, upoštevajoč narodnogospodarske učinke, konkurenčno sposobnost slovenskega gospodarstva in zmožnost slovenskih gospodinjstev. Elektroenergetska preobrazba bo draga, v prehodnem obdobju bo povzročila občuten dvig končnih cen električne energije. Za koliko, pa bo odvisno tudi od nas samih. Enostavnega kopiranja rešitev drugih držav, še posebej Nemčije, si ne smemo in ne moremo privoščiti.«