EV: Πώς η “έξυπνη” κατανάλωση ενέργειας μπορεί να μειώσει το φορτίο του δικτύου
Τα στοιχεία νέας μελέτης που είδε το φως της δημοσιότητας στη Γερμανία
Το ''φόντο'' αυτής της μελέτης είναι τα σχέδια της γερμανικής κυβέρνησης για τα ηλεκτρικά οχήματα
Ο ευέλικτος έλεγχος των ηλεκτρικών αυτοκινήτων και των αντλιών θερμότητας μπορεί να μειώσει το φορτίο του δικτύου ηλεκτρικής ενέργειας, σύμφωνα με μια νέα μελέτη που είδε το φως της δημοσιότητας στη Γερμανία.
Συγκεκριμένα, βάσει της μελέτης αυτής, οι τιμές χονδρικής αυξομειώνονται σημαντικά κατά τη διάρκεια της ημέρας και υπολογίζονται εκ νέου κάθε 15 λεπτά. Τείνουν να είναι χαμηλές τις ώρες της ημέρας που η ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας είναι χαμηλή. Από αυτήν την άποψη, αξίζει κανείς να φορτίζει το ηλεκτρικό αυτοκίνητο του ή να ενεργοποιεί την αντλία θερμότητας κατά τη διάρκεια αυτών των περιόδων (σ.σ. χαμηλής ζήτησης). Και αυτό γιατί, από τη μεριά, οι καταναλωτές ηλεκτρικής ενέργειας εξοικονομούν και από την άλλοι, οι διαχειριστές του δικτύου ανακουφίζονται.
Μέχρι το 2030, 15 εκατομμύρια ηλεκτρικά αυτοκίνητα θα πρέπει να κυκλοφορούν στους δρόμους και 6 εκατομμύρια αντλίες θερμότητας θα πρέπει να είναι συνδεδεμένες στο δίκτυο. Ακόμη και αν οι στόχοι αυτοί δεν επιτευχθούν ακριβώς, τα δίκτυα αντιμετωπίζουν τεράστιες αλλαγές. Αλλά οι ανησυχίες φαίνονται αβάσιμες αν ακούσει κανείς τον Γερμανό οικονομολόγο για θέματα ενέργειας, Λίον Χιρτ (Lion Hirth), ο οποίος, μιλώντας στην Handelsblatt, εκτιμά ότι οι χρήστες των πολλών νέων συσκευών με υψηλή κατανάλωση ενέργειας δεν θα επιτρέψουν να συνδεθούν όλες ταυτόχρονα στο δίκτυο. «Αυτό γίνεται πρόβλημα μόνο αν τα συστήματα δεν λειτουργούν με τρόπο που να εξυπηρετεί το σύστημα», λέει ο Χιρτ.
Στην περίπτωση αυτή, τα δίκτυα και ο στόλος των σταθμών παραγωγής ενέργειας θα πρέπει να επεκταθούν μαζικά. Ο ίδιος είναι πεπεισμένος ότι τα οικονομικά κίνητρα και ο έξυπνος έλεγχος μπορούν να μετατρέψουν το πρόβλημα σε ευκαιρία.
Ο καθηγητής στη Σχολή Hertie του Βερολίνου είναι επίσης διευθύνων σύμβουλος της εταιρείας συμβούλων διαχείρισης ενέργειας Neon και έχει διερευνήσει τις δυνατότητες έξυπνης συμπεριφοράς χρήσης των νέων συσκευών για λογαριασμό της Γερμανικής Ένωσης Κατασκευαστών Ηλεκτρικών και Ηλεκτρονικών Συσκευών (ZVEI).
Τα ευέλικτα τιμολόγια ηλεκτρικής ενέργειας είναι ένα από τα μέσα στα οποία εστιάζει ο Xιρτ. Ενώ σήμερα τα ιδιωτικά νοικοκυριά πληρώνουν συνήθως μια σταθερή τιμή ανά κιλοβατώρα ηλεκτρικής ενέργειας, στο μέλλον θα υπάρξουν πιο ευέλικτα τιμολόγια ηλεκτρικής ενέργειας με βάση τις τιμές χονδρικής. Αυτό μειώνει, επίσης, το φορτίο στα δίκτυα. Αυτό συμβαίνει επειδή οι χωρητικότητες εξακολουθούν να είναι διαθέσιμες κατά τις περιόδους χαμηλής ζήτησης ηλεκτρικής ενέργειας.
Έτσι και οι δύο πλευρές επωφελούνται:
Στη μελέτη του, ο Χιρτ καταλήγει στο συμπέρασμα ότι η φιλική προς το σύστημα λειτουργία μιας αντλίας θερμότητας μειώνει το κόστος που προκαλείται στο σύστημα ηλεκτρικής ενέργειας κατά 24% σε σύγκριση με τη συμβατική λειτουργία. Το κόστος για τη φόρτιση ενός ηλεκτρικού αυτοκινήτου μειώνεται ακόμη και κατά 70%. «Επομένως, ένα ηλεκτρικό αυτοκίνητο που φορτίζεται ανόητα προκαλεί υπερτριπλάσιο κόστος στο ενεργειακό σύστημα από ό,τι ένα έξυπνα φορτισμένο αυτοκίνητο», αναφέρεται στη μελέτη.
Οι ιδιώτες πελάτες πληρώνουν χαμηλότερη τιμή ηλεκτρικής ενέργειας για τη συμπεριφορά τους.
Σύμφωνα με τη μελέτη, με τις αντλίες θερμότητας μπορεί να επιτευχθεί εξοικονόμηση έως και 19% και με τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα έως και 57%. Από το 2025, όλοι οι προμηθευτές ηλεκτρικής ενέργειας στη Γερμανία θα είναι νομικά υποχρεωμένοι να προσφέρουν μεταβλητά και δυναμικά τιμολόγια ηλεκτρικής ενέργειας.
Επί του παρόντος, μόνο λίγοι προμηθευτές προσφέρουν τέτοια τιμολόγια. Στις περισσότερες περιπτώσεις, προϋπόθεση είναι ένας σύγχρονος ψηφιακός μετρητής ηλεκτρικής ενέργειας (έξυπνος μετρητής). Ωστόσο, οι συσκευές αυτές δεν είναι ευρέως διαδεδομένες στη Γερμανία. Το 2022, μόνο το 1% περίπου των νοικοκυριών ήταν εξοπλισμένα με έξυπνο μετρητή, ενώ χώρες όπως η Ισπανία, η Σουηδία και η Δανία έχουν ήδη εξοπλίσει σχεδόν όλα τα κτίρια με σύγχρονους μετρητές ηλεκτρικής ενέργειας.
Ο διευθύνων σύμβουλος του ZVEI Βόλφγκανγκ Βέμπερ ασκεί κριτική λέγοντας πως «από αυτή την άποψη, η Γερμανία εξακολουθεί να κατατάσσεται χαμηλά σε μια ευρωπαϊκή σύγκριση». Ο Βέμπερ απευθύνει έκκληση στους πολιτικούς να αναγνωρίσουν τις ευκαιρίες που προσφέρουν οι νέοι ευέλικτοι καταναλωτές. «Τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα και οι αντλίες θερμότητας προσφέρουν τεράστιες δυνατότητες για την ελαστικοποίηση της ζήτησης ηλεκτρικής ενέργειας. Το οικονομικό κόστος της μη αξιοποίησης αυτής της ευελιξίας θα ήταν εξαιρετικά υψηλό», λέει.
Ένας νόμος που έχει εισαχθεί από τον υπουργό Οικονομίας Ρόμπερτ Χάμπεκ (Πράσινοι) το 2023 αποσκοπεί στην επιτάχυνση της μετατροπής σε έξυπνους μετρητές ηλεκτρικής ενέργειας. Ωστόσο, είναι πιθανό να χρειαστούν χρόνια μέχρι να αντικατασταθούν εκατομμύρια συσκευές.
Δέκα φορές περισσότερη ενέργεια στο δίκτυο έως το 2030
Η μελέτη δείχνει σαφώς το μέγεθος του «αποκεντρωμένου δυναμικού ευελιξίας» που συνδέεται με τις αντλίες θερμότητας, τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα και τα συστήματα οικιακής αποθήκευσης. Σύμφωνα με τη μελέτη, το συνδεδεμένο φορτίο αυτών των τριών κατηγοριών συσκευών θα δεκαπλασιαστεί μέσα σε μια δεκαετία από 20 γιγαβάτ (GW) το 2020 σε πάνω από 200 GW το 2030. Αυτό σημαίνει ότι μέχρι το 2030 θα υπερβαίνουν ήδη κατά πολύ τη σημερινή εξασφαλισμένη δυναμικότητα των σταθμών ηλεκτροπαραγωγής των περίπου 80 GW.
Αυτό μπορεί να ακούγεται απειλητικό από τη σκοπιά ορισμένων διαχειριστών δικτύων ή σταθμών παραγωγής ενέργειας. Ωστόσο, η μελέτη του οικονομολόγου Χιρτ δείχνει τα πλεονεκτήματα που έχουν για το συνολικό σύστημα οι αντλίες θερμότητας, τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα και τα συστήματα οικιακής αποθήκευσης. Για παράδειγμα, τα οικιακά συστήματα αποθήκευσης μπορούν πάντα να αντλούν ηλεκτρική ενέργεια όταν τα δίκτυα και οι σταθμοί παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας έχουν ελεύθερη χωρητικότητα και να τροφοδοτούν ηλεκτρική ενέργεια όταν συμφέρει η ανακούφιση του συστήματος ηλεκτρικής ενέργειας.
Αυτό ισχύει σε περιορισμένο βαθμό για τα ηλεκτρικά οχήματα που οδηγούνται κατά μέσο όρο λιγότερο από μία ώρα την ημέρα και φορτίζονται για ένα κλάσμα του υπόλοιπου χρόνου. «Αυτό ανοίγει τη δυνατότητα προγραμματισμού της φόρτισης σε χρόνο κατά τον οποίο το σύστημα ηλεκτρικής ενέργειας υφίσταται μικρότερη πίεση, για παράδειγμα με την καθυστέρηση της φόρτισης από τις βραδινές ώρες έως αργότερα τη νύχτα», αναφέρει η μελέτη. Οι αντλίες θερμότητας έχουν επίσης τη δυνατότητα να μετατοπίσουν την κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας με την πάροδο του χρόνου.
Ένα άλλο πλεονέκτημα είναι πως οι νέοι καταναλωτές ηλεκτρικής ενέργειας θα μπορούσαν να βοηθήσουν στην ενσωμάτωση της αιολικής και της ηλιακής ενέργειας στο ηλεκτρικό δίκτυο. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η παραγωγή αυτών των πηγών ενέργειας αυξομειώνεται κατά τη διάρκεια της ημέρας. Τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα, τα συστήματα αποθήκευσης και οι αντλίες θερμότητας θα μπορούσαν επομένως να λειτουργούν ακριβώς όταν είναι διαθέσιμη πολλή ενέργεια από ανανεώσιμες πηγές. Η μελέτη αναφέρει επίσης ότι τότε θα χρειάζονταν λιγότεροι νέοι σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής και μεγάλες μπαταρίες.
Πηγή: Energy Game
Συγκεκριμένα, βάσει της μελέτης αυτής, οι τιμές χονδρικής αυξομειώνονται σημαντικά κατά τη διάρκεια της ημέρας και υπολογίζονται εκ νέου κάθε 15 λεπτά. Τείνουν να είναι χαμηλές τις ώρες της ημέρας που η ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας είναι χαμηλή. Από αυτήν την άποψη, αξίζει κανείς να φορτίζει το ηλεκτρικό αυτοκίνητο του ή να ενεργοποιεί την αντλία θερμότητας κατά τη διάρκεια αυτών των περιόδων (σ.σ. χαμηλής ζήτησης). Και αυτό γιατί, από τη μεριά, οι καταναλωτές ηλεκτρικής ενέργειας εξοικονομούν και από την άλλοι, οι διαχειριστές του δικτύου ανακουφίζονται.
Τα σχέδια της κυβέρνησης και οι ανησυχίες των φορέων εκμετάλλευσης των δικτύων
Το «φόντο» αυτής της μελέτης είναι τα σχέδια της γερμανικής κυβέρνησης για τα ηλεκτρικά οχήματα, τα οποία προκαλούν ανησυχία στους φορείς εκμετάλλευσης δικτύων ηλεκτρικής ενέργειας και σταθμών παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας.Μέχρι το 2030, 15 εκατομμύρια ηλεκτρικά αυτοκίνητα θα πρέπει να κυκλοφορούν στους δρόμους και 6 εκατομμύρια αντλίες θερμότητας θα πρέπει να είναι συνδεδεμένες στο δίκτυο. Ακόμη και αν οι στόχοι αυτοί δεν επιτευχθούν ακριβώς, τα δίκτυα αντιμετωπίζουν τεράστιες αλλαγές. Αλλά οι ανησυχίες φαίνονται αβάσιμες αν ακούσει κανείς τον Γερμανό οικονομολόγο για θέματα ενέργειας, Λίον Χιρτ (Lion Hirth), ο οποίος, μιλώντας στην Handelsblatt, εκτιμά ότι οι χρήστες των πολλών νέων συσκευών με υψηλή κατανάλωση ενέργειας δεν θα επιτρέψουν να συνδεθούν όλες ταυτόχρονα στο δίκτυο. «Αυτό γίνεται πρόβλημα μόνο αν τα συστήματα δεν λειτουργούν με τρόπο που να εξυπηρετεί το σύστημα», λέει ο Χιρτ.
Στην περίπτωση αυτή, τα δίκτυα και ο στόλος των σταθμών παραγωγής ενέργειας θα πρέπει να επεκταθούν μαζικά. Ο ίδιος είναι πεπεισμένος ότι τα οικονομικά κίνητρα και ο έξυπνος έλεγχος μπορούν να μετατρέψουν το πρόβλημα σε ευκαιρία.
Τα ευέλικτα τιμολόγια ηλεκτρικής ενέργειας δίνουν κίνητρα
Ο Χιρτ είναι πεπεισμένος ότι αν τα ηλεκτρονικά αυτοκίνητα και οι αντλίες θερμότητας απαιτούν ηλεκτρική ενέργεια όταν τα δίκτυα δεν είναι ήδη πολύ φορτισμένα, θα χρειαστεί σημαντικά λιγότερη πρόσθετη χωρητικότητα για γραμμές και σταθμούς παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας.Ο καθηγητής στη Σχολή Hertie του Βερολίνου είναι επίσης διευθύνων σύμβουλος της εταιρείας συμβούλων διαχείρισης ενέργειας Neon και έχει διερευνήσει τις δυνατότητες έξυπνης συμπεριφοράς χρήσης των νέων συσκευών για λογαριασμό της Γερμανικής Ένωσης Κατασκευαστών Ηλεκτρικών και Ηλεκτρονικών Συσκευών (ZVEI).
Τα ευέλικτα τιμολόγια ηλεκτρικής ενέργειας είναι ένα από τα μέσα στα οποία εστιάζει ο Xιρτ. Ενώ σήμερα τα ιδιωτικά νοικοκυριά πληρώνουν συνήθως μια σταθερή τιμή ανά κιλοβατώρα ηλεκτρικής ενέργειας, στο μέλλον θα υπάρξουν πιο ευέλικτα τιμολόγια ηλεκτρικής ενέργειας με βάση τις τιμές χονδρικής. Αυτό μειώνει, επίσης, το φορτίο στα δίκτυα. Αυτό συμβαίνει επειδή οι χωρητικότητες εξακολουθούν να είναι διαθέσιμες κατά τις περιόδους χαμηλής ζήτησης ηλεκτρικής ενέργειας.
Έτσι και οι δύο πλευρές επωφελούνται:
- Οι καταναλωτές ηλεκτρικής ενέργειας εξοικονομούν
- Οι διαχειριστές του δικτύου ανακουφίζονται.
Οι έξυπνοι μετρητές αποτελούν προϋπόθεση για τα νέα τιμολόγια
Ο Χιρτ είναι πεπεισμένος πως «μόλις οι πελάτες συνειδητοποιήσουν την πιθανή εξοικονόμηση που μπορούν να επιτύχουν με τη χρήση τέτοιων τιμολογίων, οι αντίστοιχες προσφορές από τους παρόχους ηλεκτρικής ενέργειας δεν θα αργήσουν να έρθουν».Στη μελέτη του, ο Χιρτ καταλήγει στο συμπέρασμα ότι η φιλική προς το σύστημα λειτουργία μιας αντλίας θερμότητας μειώνει το κόστος που προκαλείται στο σύστημα ηλεκτρικής ενέργειας κατά 24% σε σύγκριση με τη συμβατική λειτουργία. Το κόστος για τη φόρτιση ενός ηλεκτρικού αυτοκινήτου μειώνεται ακόμη και κατά 70%. «Επομένως, ένα ηλεκτρικό αυτοκίνητο που φορτίζεται ανόητα προκαλεί υπερτριπλάσιο κόστος στο ενεργειακό σύστημα από ό,τι ένα έξυπνα φορτισμένο αυτοκίνητο», αναφέρεται στη μελέτη.
Οι ιδιώτες πελάτες πληρώνουν χαμηλότερη τιμή ηλεκτρικής ενέργειας για τη συμπεριφορά τους.
Σύμφωνα με τη μελέτη, με τις αντλίες θερμότητας μπορεί να επιτευχθεί εξοικονόμηση έως και 19% και με τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα έως και 57%. Από το 2025, όλοι οι προμηθευτές ηλεκτρικής ενέργειας στη Γερμανία θα είναι νομικά υποχρεωμένοι να προσφέρουν μεταβλητά και δυναμικά τιμολόγια ηλεκτρικής ενέργειας.
Επί του παρόντος, μόνο λίγοι προμηθευτές προσφέρουν τέτοια τιμολόγια. Στις περισσότερες περιπτώσεις, προϋπόθεση είναι ένας σύγχρονος ψηφιακός μετρητής ηλεκτρικής ενέργειας (έξυπνος μετρητής). Ωστόσο, οι συσκευές αυτές δεν είναι ευρέως διαδεδομένες στη Γερμανία. Το 2022, μόνο το 1% περίπου των νοικοκυριών ήταν εξοπλισμένα με έξυπνο μετρητή, ενώ χώρες όπως η Ισπανία, η Σουηδία και η Δανία έχουν ήδη εξοπλίσει σχεδόν όλα τα κτίρια με σύγχρονους μετρητές ηλεκτρικής ενέργειας.
Ο διευθύνων σύμβουλος του ZVEI Βόλφγκανγκ Βέμπερ ασκεί κριτική λέγοντας πως «από αυτή την άποψη, η Γερμανία εξακολουθεί να κατατάσσεται χαμηλά σε μια ευρωπαϊκή σύγκριση». Ο Βέμπερ απευθύνει έκκληση στους πολιτικούς να αναγνωρίσουν τις ευκαιρίες που προσφέρουν οι νέοι ευέλικτοι καταναλωτές. «Τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα και οι αντλίες θερμότητας προσφέρουν τεράστιες δυνατότητες για την ελαστικοποίηση της ζήτησης ηλεκτρικής ενέργειας. Το οικονομικό κόστος της μη αξιοποίησης αυτής της ευελιξίας θα ήταν εξαιρετικά υψηλό», λέει.
Ένας νόμος που έχει εισαχθεί από τον υπουργό Οικονομίας Ρόμπερτ Χάμπεκ (Πράσινοι) το 2023 αποσκοπεί στην επιτάχυνση της μετατροπής σε έξυπνους μετρητές ηλεκτρικής ενέργειας. Ωστόσο, είναι πιθανό να χρειαστούν χρόνια μέχρι να αντικατασταθούν εκατομμύρια συσκευές.
Δέκα φορές περισσότερη ενέργεια στο δίκτυο έως το 2030
Η μελέτη δείχνει σαφώς το μέγεθος του «αποκεντρωμένου δυναμικού ευελιξίας» που συνδέεται με τις αντλίες θερμότητας, τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα και τα συστήματα οικιακής αποθήκευσης. Σύμφωνα με τη μελέτη, το συνδεδεμένο φορτίο αυτών των τριών κατηγοριών συσκευών θα δεκαπλασιαστεί μέσα σε μια δεκαετία από 20 γιγαβάτ (GW) το 2020 σε πάνω από 200 GW το 2030. Αυτό σημαίνει ότι μέχρι το 2030 θα υπερβαίνουν ήδη κατά πολύ τη σημερινή εξασφαλισμένη δυναμικότητα των σταθμών ηλεκτροπαραγωγής των περίπου 80 GW.Αυτό μπορεί να ακούγεται απειλητικό από τη σκοπιά ορισμένων διαχειριστών δικτύων ή σταθμών παραγωγής ενέργειας. Ωστόσο, η μελέτη του οικονομολόγου Χιρτ δείχνει τα πλεονεκτήματα που έχουν για το συνολικό σύστημα οι αντλίες θερμότητας, τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα και τα συστήματα οικιακής αποθήκευσης. Για παράδειγμα, τα οικιακά συστήματα αποθήκευσης μπορούν πάντα να αντλούν ηλεκτρική ενέργεια όταν τα δίκτυα και οι σταθμοί παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας έχουν ελεύθερη χωρητικότητα και να τροφοδοτούν ηλεκτρική ενέργεια όταν συμφέρει η ανακούφιση του συστήματος ηλεκτρικής ενέργειας.
Αυτό ισχύει σε περιορισμένο βαθμό για τα ηλεκτρικά οχήματα που οδηγούνται κατά μέσο όρο λιγότερο από μία ώρα την ημέρα και φορτίζονται για ένα κλάσμα του υπόλοιπου χρόνου. «Αυτό ανοίγει τη δυνατότητα προγραμματισμού της φόρτισης σε χρόνο κατά τον οποίο το σύστημα ηλεκτρικής ενέργειας υφίσταται μικρότερη πίεση, για παράδειγμα με την καθυστέρηση της φόρτισης από τις βραδινές ώρες έως αργότερα τη νύχτα», αναφέρει η μελέτη. Οι αντλίες θερμότητας έχουν επίσης τη δυνατότητα να μετατοπίσουν την κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας με την πάροδο του χρόνου.
Ένα άλλο πλεονέκτημα είναι πως οι νέοι καταναλωτές ηλεκτρικής ενέργειας θα μπορούσαν να βοηθήσουν στην ενσωμάτωση της αιολικής και της ηλιακής ενέργειας στο ηλεκτρικό δίκτυο. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η παραγωγή αυτών των πηγών ενέργειας αυξομειώνεται κατά τη διάρκεια της ημέρας. Τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα, τα συστήματα αποθήκευσης και οι αντλίες θερμότητας θα μπορούσαν επομένως να λειτουργούν ακριβώς όταν είναι διαθέσιμη πολλή ενέργεια από ανανεώσιμες πηγές. Η μελέτη αναφέρει επίσης ότι τότε θα χρειάζονταν λιγότεροι νέοι σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής και μεγάλες μπαταρίες.
Πηγή: Energy Game
