Kalifornia chce zamienić miliony domów w elektrownię

• Kalifornia chce dopuścić domowe magazyny energii, samochody elektryczne i inne rozproszone zasoby energetyczne do rynku Resource Adequacy, na którym dotychczas dominowały duże elektrownie odpowiadające za zapewnienie bezpieczeństwa dostaw energii podczas szczytowego zapotrzebowania.
• Projekt ustawy SB 913 zakłada tworzenie wirtualnych elektrowni (VPP) poprzez agregację tysięcy urządzeń należących do prosumentów. 
• Połączone magazyny energii, instalacje PV czy pojazdy elektryczne mogłyby wspólnie świadczyć usługi systemowe i zastępować część mocy dostarczanej dziś przez elektrownie gazowe.

Czym jest rynek Resource Adequacy?

Aby zrozumieć znaczenie nowych przepisów, trzeba najpierw wyjaśnić, czym jest Resource Adequacy (RA). To funkcjonujący w Kalifornii mechanizm zapewniający, że operatorzy systemu elektroenergetycznego będą dysponowali wystarczającą ilością mocy podczas szczytowego zapotrzebowania na energię.

W praktyce dostawcy energii płacą elektrowniom za gotowość do produkcji energii, nawet jeśli te nie pracują przez cały czas. Dzięki temu system ma zabezpieczenie na wypadek upałów, fal mrozów czy innych sytuacji powodujących gwałtowny wzrost zużycia energii.

Problem polega na tym, że przez lata głównymi beneficjentami tego rynku były przede wszystkim duże jednostki wytwórcze, często elektrownie gazowe. Tymczasem w milionach amerykańskich domów pojawiły się urządzenia, które również mogłyby wspierać sieć energetyczną.

Kalifornia odkrywa potencjał ukryty za licznikiem

Przez ostatnią dekadę Kalifornia intensywnie wspierała rozwój energetyki prosumenckiej. Na dachach pojawiły się instalacje fotowoltaiczne, w garażach samochody elektryczne, a w domach magazyny energii i inteligentne systemy zarządzania zużyciem energii.

W efekcie powstał gigantyczny, rozproszony zasób energetyczny. Problem w tym, że tak jak w Europie, większość tych urządzeń funkcjonuje głównie na potrzeby swoich właścicieli i tylko w ograniczonym stopniu uczestniczy w rynku energii.

Według zwolenników projektu SB 913 Kalifornia dysponuje dziś ogromnym potencjałem mocy zainstalowanej za licznikiem, który pozostaje niewykorzystany przez obowiązujące regulacje.

SB 913. Co dokładnie ma się zmienić?

Projekt ustawy autorstwa senatora Josha Beckera zakłada, że agregowane rozproszone zasoby energetyczne (DER, Distributed Energy Resources) będą mogły uczestniczyć w rynku Resource Adequacy na podobnych zasadach jak tradycyjne elektrownie. Mowa między innymi o:

• domowych magazynach energii,
• samochodach elektrycznych wyposażonych w funkcję dwukierunkowego przepływu energii,
• inteligentnych termostatach,
• systemach zarządzania popytem,
• instalacjach fotowoltaicznych współpracujących z magazynami energii.

Kluczowym słowem jest tutaj agregacja. Pojedynczy magazyn energii o pojemności kilku lub kilkunastu kilowatogodzin nie ma dużego znaczenia dla operatora sieci. Jednak połączenie dziesiątek tysięcy takich urządzeń w jedną wirtualną jednostkę może stworzyć zasób o mocy porównywalnej z dużą elektrownią.

Wirtualna elektrownia zamiast nowej elektrowni gazowej?

To właśnie tutaj pojawia się pojęcie Virtual Power Plant (VPP), czyli wirtualnej elektrowni. Wyobraźmy sobie dzień z rekordowymi temperaturami. Klimatyzatory pracują pełną mocą, a zapotrzebowanie na energię gwałtownie rośnie. Zamiast uruchamiać kosztowne i emisyjne elektrownie szczytowe, operator może wysłać sygnał do tysięcy magazynów energii rozproszonych po całym stanie.

W odpowiedzi baterie zaczynają oddawać energię do sieci lub ograniczają pobór energii z systemu. Efekt dla operatora jest praktycznie taki sam jak uruchomienie dodatkowej elektrowni, tyle że bez spalania gazu ziemnego.

Zwłaszcza że program Demand Side Grid Support (DSGS) pokazał już, że takie rozwiązanie działa. Dzięki wykorzystaniu zasobów należących do odbiorców końcowych udało się udostępnić ponad 1000 MW mocy wspierającej niezawodność systemu elektroenergetycznego.

Dlaczego obecne przepisy blokują rozwój DER?

Choć rozproszone źródła energii technicznie są zdolne do świadczenia usług systemowych, obecne regulacje nie pozwalają im w pełni uczestniczyć w rynku Resource Adequacy. Przeszkody obejmują między innymi:

• skomplikowane procedury rejestracji,
• nieadekwatne metody pomiaru zdolności dostarczania mocy,
• ograniczenia dotyczące agregacji różnych technologii,
• brak pełnego wynagradzania za usługi świadczone przez zasoby rozproszone.

Według autorów ustawy prowadzi to do sytuacji, w której tańsze i czystsze rozwiązania przegrywają z tradycyjnymi źródłami wytwórczymi nie z powodów technicznych, lecz regulacyjnych. 

Mniejsze rachunki i mniej gazu ziemnego

Zwolennicy projektu podkreślają, że celem ustawy nie jest wyłącznie zwiększenie udziału OZE w systemie. Równie istotne są kwestie ekonomiczne. Rozproszone zasoby energetyczne mogłyby ograniczyć konieczność budowy nowych jednostek szczytowych oraz kosztownej rozbudowy sieci. To z kolei mogłoby przełożyć się na niższe rachunki za energię dla odbiorców końcowych. 

Jednocześnie większy udział magazynów energii i pojazdów elektrycznych w bilansowaniu systemu oznaczałby rzadsze wykorzystanie elektrowni gazowych, a więc także niższą emisję gazów cieplarnianych oraz zanieczyszczeń powietrza. 

Czy podobny model może pojawić się w Europie?

Kalifornijska inicjatywa jest uważnie obserwowana przez branżę energetyczną na całym świecie. W wielu krajach rozwój fotowoltaiki, magazynów energii i elektromobilności prowadzi do podobnego pytania: jak wykorzystać miliony małych urządzeń do stabilizacji systemu elektroenergetycznego?

W Europie pierwsze kroki w tym kierunku już są widoczne. Rozwijają się usługi DSR, powstają agregatorzy energii, a operatorzy coraz częściej sięgają po elastyczność po stronie odbiorców. Kalifornia pokazuje jednak znacznie ambitniejszą wizję. Nie traktuje prosumentów jako dodatku do systemu, lecz jako jego pełnoprawny element.

Źródła: LegiScan, The Climate Center, sd13.senate