1

Prof. dr. sc. Slavko Krajcar, UNIZG

The Role of Electricity System on the Way

to Low Carbon Economy

Do not forget: „Today’s energy transition is not plug-and-play, it is civilization reboot”

Trebinje, 5.3.2020.

SET 2020

2

S vama danas želim podijeliti moje

promišljanje o sljedećim temama …

3

Gdje smo sada na putu prema +1,5C?

Nekoliko činjenica o dosadašnjem EES-u

Korak prema EES-u sutrašnjice

Elektrifikacija + decentralizacija + digitalizacija

1

2

3

4

3

Energetska demokracija QSQN 5

4

Od kuda zapravo krećemo prema željenom

+1,5 C odnosno prema net-zero energetici?

5

Stvarno je,

zar ne?

htt

ps:

//c

dn

-im

ag

es-

1.m

ed

ium

.co

m/m

ax/8

00

/1*7

dzM

ZA

7P

nzc

6Q

UW

gb

fQC

PA

.gif

Published by the US

National Oceanic and

Atmospheric Administration

6

We have to change our thinking and doing …

7

Climate change … nova paradigma energetike …

97%

8 Globalno zagrijavanje relativno na 1850.-1900. i procjena budućnosti (Izvješće IPCC

2018.)

http://report.ipcc.ch/sr15/pdf/sr15_spm_final.pdf

Globalno zagrijavanje relativno prema 1850.-1900. (oC)

Promatrane mjesečne globalne

temperature površine Zemlje

Procijenjeno antropogeno

zagrijavanje do sada i

vjerojatan raspon

Promatrane mjesečne globalne

temperature na površini Zemlje

Vjerojatan raspon prema modelu za razne izabrane putove:

Globalne emisije CO2 dostižu net-zero u 2055. i

neto non-CO2 emisije forsiraju nakon 2030 (sivo)

Značajnije CO2 smanjenje (plavo) rezultira s većom

vjerojatnošću postizanja 1,5 C

Bez redukcije non-CO2 emisija (ljubičasto) rezultira s

manjom vjerojatnošću postizanja 1,5 C

9 Smanjenje emisija vremenski i kumulativno?

http://report.ipcc.ch/sr15/pdf/sr15_spm_final.pdf

Milijarde tona CO2 na godinu (GtCO2/god) Milijarde tona CO2 (GtCO2)

Smanjenje CO2

emisija od 2020.

nadalje da se

postigne net-zero u

Kumulativno CO2

emisije na putu prema

net-zero u

10

Pogledajmo okruženje iliti zbivanja

u EU!

11

Zabluda ili šansa?

https://public.flourish.studio/visualisation/1306673/?utm_source=showcase&utm_campaign=visualisation/1306673

Europe has become a test-bed for replacing

coal with wind & solar power, and the fast

results should give reassurance to other

countries that they can rapidly

phase out coal too.”

Dave Jones Electricity Analyst, Sandbag

12

Današnji (ekonomski) EKOSUSTAV?

13 Nove pozicije dionika (eko)sustava …

Homo Economicus (racionalan ekonomski čovjek) vs aktivni građanin

Ekonomija nultih marginalnih troškova vs tarife

Kupnja vs ekonomiji dijeljenja

Cijena eksternalija, zaštita okoliša, klimatske promjene, itd. …

nova „domaća zadaća”

Nacionalno vs internacionalizacija energijskih (energetskih) sustava

Održivost, konkurentnost i sigurnost kao politika razvoja …

htt

ps:

//w

ww

.yo

utu

be

.co

m/w

atc

h?

v=

MB

lWEO

Hq

dO

U

14 Sve će biti … ekonomija dijeljenja?

15

Back 2 energy

16

Energijski odnosi jučer i danas u EU

https://public.flourish.studio/visualisation/1306673/?utm_source=showcase&utm_campaign=visualisation/1306673

17 OIE udjelu proizvodnji električne energije u EU (2019.)

https://sandbag.org.uk/wp-content/uploads/2020/02/Sandbag-European-Power-Sector-Review-2019.pdf

18

… kretalo se sporo, ali u jasnom

smjeru … https://sandbag.org.uk/wp-content/uploads/2020/02/Sandbag-European-Power-Sector-Review-2019.pdf

https://sandbag.org.uk/project/power-2019/

19 Vjetrena i sunčana proizvodnja premašila onu iz ugljena EU u 2019.

20 Kretanje proizvodnog miksa 2010. do 1019. u EU

+

-

21 Instalirana snaga vjetrenih i sunčanih elektrana u EU

22

Izlazak iz pogona elektrana na ugljen (Coal TPP phase out)

23

Gdje je svijet u energetskom investiranju danas?

Samo za ….

24 Investicije u nove kapacitete, prema tipu u 2017. (Svijet)

Siurce: https://cleanenergysolutions.org/sites/default/files/documents/180605_gsr_2018_presentation_webinar_rad.pdf

77.4

% s

u n

on

CO

2

inv

est

icije

25

Investitori i kapital?

Europska investicijska banka (EIB) najavila je u studenom ‘19

da će od 2022. godine

prestati financirati nove projekte fosilnih goriva,

uključivo i plin.

26

Uz pomoć Pariza i „Zelenog dogovora” do cilja

27

Elektroenergetski sustav jest i bit će

okosnica energetske infrastrukture …

28

Povijest promjena u elektroenergetskom sustavu …

By prof. Goran Štrbac, Imperial College London na by myself

29

1. korak: To make it work (1890. – 1920.)

1st Power System in the World

30

2. korak: To make it big and affordable (1920.– 1990.)

http://www.pmaps2016.org/Dr.-Goran-Andersson.pdf

Three Gergoes 22.500 MW

Itaipu 14.000 MW O

ve

r o

f 1 T

W

31

3. korak: To make it sustainable, market based and still affordable (1990. do danas)

2016

Hidro

(uklj. hidro kao OIE)

Nuklearna

Fosilni izvori

OIE

(bez hidro kao OIE)

32

Ako smo odlučili da možemo i

hoćemo, put je jasan i to prema …

33

4. korak: To make it environmental friendly, sustainable, market based,

and still affordable ( … sutra) … i

https://docstore.entsoe.eu/Documents/Publications/Statistics/electricity_in_europe/entsoe_electricity_in_europe_2016_web.pdf

od …

… do 100%

Udio potrošnje pokrivene s OIE u 2016.

34

Od baznih i vršnih elektrana prema VOIE i spremanju energije

https://medium.com/@CarbonNegative/the-new-energy-paradigm-and-beating-climate-change-in-1-page-b51f8c7589eb

Spremanje energije

Bazne elektrane

Varijabilni OIE

Dispečibilni OIE

Vršne

elektrane

35

… no border in the future …

Izmjena energije u Europi 2017.

36

A kako dalje?

37

What is Your choice?

38

EU politika se odlučila!

39

Od 13.11.2018. Europski parlament prihvatio novi okvir Energy Union-a

CO2 >-40% OIE 32%* Energetska učinkovitost

32,5%* Interkonekcija 15%

CO2 -20% OIE 20% Energetska učinkovitost 20% Interkonekcija 10%

20

20

2

030

Od kuda se kreće i kamo želimo?

40

Zeleni dogovor za “zdravu” budućnost …

https://ec.europa.eu/info/strategy/priorities-2019-2024/european-green-deal_hr

41

Možemo li nastaviti taj niz?

42

A elektroenergetski sustav?

43

Nova uloga elektroenergetskog sustava je stvarnost …

https://renewables-grid.eu/fileadmin/user_upload/Files_RGI/RGI_Publications/RGI_European_Grid_Perspectives_2018.pdf

44

Što je to novo? Sve je novo! https://renewables-grid.eu/fileadmin/user_upload/Files_RGI/RGI_Publications/RGI_European_Grid_Perspectives_2018.pdf

Promjena politika Tehnološki napredak

Decentralizacija Elektrifikacija (EV)

Smanjenje troškova

Promjene u

proizvodnom

miksu

Utjecaj na

operatora

mreže

45

Elektroenergetski (energetski odn. energijski ) sustavi budućnosti

Source: ETP Smart Grids (2006): Vision and Strategy for Europe’s Electricity Networks of the Future

Centralizirana vs distribuiranoj proizvodnji

Obnovljivi izvori (VRES) vs OIE i pohrana

energije (engl. energy storage)

Suproizvodnja topline i električne energije

(CHP) vs višenamjenskim energijskim

sustavima (P2X – Power to X)

Suživot Cyber i Physical sustava postat će

stvarnost

46

Electrification & Decentralisation & Digitalisation

Source: http://www3.weforum.org/docs/WEF_Future_of_Electricity_2017.pdf

47 Napredne mrežne tehnologije događat će se po S krivulji

SAD kućanstva %

Vrijeme da tehnologija dosegne 80% penetracije

Prekretna točka?

Napredne (smart)

mrežne

tehnologije

48 Budući (elektro)energetski sustav će imati p(r)otrošača kao aktivnog (su)dionika

P2P transakcije

Potrošač u budućem energetskom sustavu

Koristeći mnoge napredne

tehnologije i usluge potrošač

će proizvoditi, trošiti,

pohranjivati i prodavati EE

Potrošač u budućem energetskom sustavu

Automatizirana tehnologija

I analitika utjecat će na

potrošnju i doprinosit će

novim uslugama potrošaču

Potrošač s Distribuiranom Proizvodnjom i pohranom

Napredna brojila i ostala digitalna infrastruktura

Automatizirana analitika i komunikacijska infrastruktura

Priključeni napredni uređaji i novi servisi

49 Trendovi u energetskoj (grid) transformaciji (tranziciji)

Ključna tehnologija za dugoročne ciljeve smanjenja CO2, ali bit će

I relevantni distribuirani izvori

Tehnologija koja čini kupce aktivnim dionikom sustava, ali i

zahtijeva značajnu koordinaciju

Tehnologija koja omogućava otvoreni, u realnom vremenu automatiziranu komunikaciju i

upravljanje sustavom

Ključne tehnologije:

Električna vozila, EV2 grid/home,

napredno punjenje. toplinske pumpe, P2X

Ključne tehnologije: Energetska učinkovitost,

FN, distribuirana Pohrana, mikro mreže,

Odgovor na potražnju (DRM)

Ključne tehnologije: Mrežne tehnologije (napredno mjerenje,

daljinsko upravljanje i

automatizacija, napredni

senzori)

I nakon mjerenja (sakupljanje i optimizacija,

napredni naprave i uređaji,

IoT)

50 1st Elektrifikacija transporta (engl. Electrification)

Tehnologija električnih vozila (EV) brzo se razvijala tijekom posljednjih deset godina:

Domet se poboljšao s manje od 150 kilometara na više od 500 km, čime se približava dometu motora s unutarnjim sagorijevanjem (ICE).

Cijena baterija pala je s više od 1.000 USD po kW.h u 2010. na ispod 200 USD u 2017., značajno snižavajući troškove EV-ova i omogućivši niže-cjenovnim modelima da nađu tržišnu nišu

Rezultat je toga da danas na tržištu imamo preko 3.000.000 EV-a

1,3 milijarde automobila, kamiona i autobusa u 2016. godini; +80 milijuna novih automobila godišnje.

https://www.iea.org/gevo2018/

51 2nd Digitalizacija (engl. Digitalisation)

Digitalne tehnologije sve više omogućavaju uređajima u elektroenergetskom sustavu da komuniciraju i pružaju podatke korisne za potrošače (kupce), ali i za upravljanje mrežom.

Pametna brojila, novi napredni i IoT senzori, daljinsko upravljanje te digitalne platforme koje se fokusiraju na optimizaciju i(napredno) sakupljanje podataka, omogućuju rad mreže i povezanih resursa u realnom vremenu, ali i prikupljanje podatak za poboljšanje usluge opskrbe električnom energijom

52 3rd Decentralizacija (engl. Decentralisation)

Distribuirana proizvodnja

iz OIE – primarno FN

Uređaji koji pospremaju električnu energiju lokalno

za korištenje u vršnim periodima i kao

backup

Bilo koja usluga ili uređaj koji daje istu uslugu

uz smanjenu potrošnju

električne energije

Tehnologija koja omogućava upravljanje

potrošnjom za vrijeme

vršnog opterećenja i/ili perioda visokih cijena

Reducira vršno opterećenje

Reducira ukupnu potražnju

Ujednačava satno opterećenje

Reducira proizvo. ostalih izvora

Dnevno opterećenje (GW)

Distribuirana proizvodnja (DG)

Distribuirana posprema (DS)

Energetska učinkovitost (EE)

Odgovor na potražnju (DRM)

53

Smart (napredno) okruženje već je danas stvarnost …

Promjene su toliko velike da nam treba rječnik pojmova da možemo razgovarati s razumijevanjem?

https://www.slideshare.net/prayukth1/smart-cities-2020

54

Postoje li barijere?

55

Na putu prema +1,5C znači izabrati put prema 100% OIE

Barriers to implementing the renewable energy plan are

seen to be "primarily social and political, not

technological or economic".

M. Z. Jacobson (University of Stanford)

56

Jesmo li spremni na nečinjenje?

57

Čineći ništa stvari neće ostati iste.

Čineći ništa problem će postati veći.

58

… ali ne zaboraviti … promjene nisu obveza

samo struke i politike …

… već svih

59

THE END

Energy democracy …

merges the technological energy transition with a

strengthening of democracy and public participation

60

Q&A