Моделът Demand Response

Нова възможност за европейските потребители

Моделът „Отговор на търсенето на електроенергия“ (Demand Response или DR ) е международната модификация на тенденцията за нормална консумация от крайните потребители в отговор на стимули от операторите на електрическите мрежи.
Той е създаден, за да намали използването на електрическата енергия, когато пазарните цени са високи, или когато е заплашена надеждността на системата.
В този брой на списание Енергия правим обзор на развитието на тази концепция в Европа, взаимодействието є мястото и в Smart Grid, както и показваме различни възможни модели за реазлизация.

DR моделът изисква консуматорите да отговарят активно на сигналите от мрежовите оператори или, което може да бъде по-привлекателна опция, да използват решения за автоматизация за сключване на договори с доставчици на услуги. DR Моделът може да бъде базиран на стимулиращи фактори като на потребителите се предлагат плащания, за да намалят своята консумация на електроенергия при върхово потребление или когато системата е под голямо натоварване, или може да работи на времеви ценови принцип. Тази опция, при която потребителите преместват своята консумация към периоди с ниска цена, има голям неизползван потенциал за индивидуалните потребители, тъй като много от тях са гъвкави да пренасочват значителни консумирани товари към невърхови часови зони. Обединяването е едно от Smart Grid приложенията в Доклада за Smart Grid проектите в Европа (Smart Grid Projects Outlook 2014) на Центъра за научни и технически проучвания на ЕС (JRC), при което проектите се фокусират върху внедряване на механизми като виртуални електроцентрали и DR модели, обединяващи гъвкавото търсене и предлагане на децентрализирани източници, имайки предвид ограниченията на мрежата и маркетинговите сигнали.

Европейският съюз (ЕС) посреща безпрецедентни предизвикателства в резултат на зависимостта от вноса на електроенергия и недостатъчните енергийни ресурси, както и от нуждата за ограничаване на климатичните промени и за преодоляване на икономическата криза. Енергийната ефективност е ценно средство за справяне с тези предизвикателства, подобряващо сигурността на доставка чрез редуциране на първичната енергийна консумация и намаляване вноса на електроенергия, и подпомагащо редуцирането на емисиите от парникови газове по ценово ефективен начин като се смекчават климатичните промени. Преминаването към по-енергийноефективна икономика ще ускори разпространението на иновативни технологични решения и ще подобри конкурентноспособността на индустрията в ЕС, повишавайки икономическото развитие и създавайки висококачествени работни места в сектори, свързани с енергийната ефективност. Голям брой клаузи за „търсене на електроенергия” са предвидени в различни документи на EC, като Електрическата Директива (2009/72/EC) и Директивата за Енергийна Ефективност (2012/27/EU).

Директива за Енергийна Ефективност (2012/27/EU) на ЕC
Изчисленията показват едва 10%-но използване на DR потенциала и за да се увеличи обществената ангажираност към DR модела, Директивата за Енергийна Ефективност се обръща към страните – членки да премахнат стимулите от тарифите за пренос и разпределение, които могат да възпрепятстват участието в DR модела. Страните – членки трябва да гарантират, че националните енергийни регулаторни власти ще насърчат участието на такива ресурси като DR модела, успоредно с доставките на пазарите на едро и на дребно. Освен това, страните – членки трябва да гарантират, че мрежовите оператори са поощрени да подобряват ефективността в проектирането и работата на инфраструктурата и че въведените тарифи дават възможност на доставчиците да подобрят участието на потребителите в DR модела. Съществуват, обаче, някои бариери, които е необходимо да бъдат преодолени преди да се очаква широкомащабно развитие на DR решенията. Според доклад на Центъра за научни и технически проучвания на ЕС (JRC), регулаторните и пазарните бариери са главните пречки за разработване на търговско осъществими приложения за обединяване, например разработване на ясни правила за техническо валидиране на гъвкави DR сделки. Друго предизвикателство е спечелване на доверието на потребителите и насърчаване на тяхното участие, тъй като противопоставянето на проектите е все още значително. В тази връзка DR проектите се подпомагат от прилагането на Smart измервателни устройства, които са от ключово значение за DR инициативите. Затова все по-голям брой DR проекти се насочват от проучване и развитие към тестове за включване на потребителите. Програмите за намаляване на енергийната консумация чрез предоставяне на обратна връзка към потребителите за тенденциите в тяхната консумация също спомагат за по-широкото разпространение на DR решенията. Възможните ползи за потребителите са значителни и включват икономии на електроенергия до 10-15%, които биха осигурили привличане на общественото внимание.

DR моделът е важен инструмент за подобряване на енергийната ефективност, тъй като увеличава значително възможностите на потребителите или на трети страни, посочени от тях, да предприемат действия относно данните за консумацията и сметките за електроенергия и по този начин осигурява механизъм за редуциране или пренасочване на консумацията, което води до икономии на консумираната енергия и до по-оптимално използване на мрежите и съоръженията при производството, преноса и разпределението. DR моделът може да бъде базиран върху отговорите на крайните потребители на ценовите сигнали или на автоматизацията. Условията за DR модела и достъпът до него трябва да бъдат подобрени, включително за малките крайни потребители. Имайки предвид прилагането на Smart Grids, страните - членки на ЕС трябва да осигурят, че националните енергийни регулаторни власти са в състояние да обезпечат, че мрежовите тарифи и наредби поощряват подобренията в енергийната ефективност и поддържат динамичното ценообразуване за DR мерки от крайните клиенти. Трябва да се преследват цели за пазарна интеграция и еднакви възможности за навлизане на пазара на ресурси от страна „търсене на електроенергия“, успоредно с производството на електроенергия. Освен това, страните – членки трябва да осигурят, че националните енергийни регулаторни власти имат интегриран подход, обхващащ потенциални икономии в секторите за доставка и крайно потребление на електроенергия. Страните – членки ще докладват, като част от техните Национални Планове за Енергийна Ефективност, за предприетите мерки за осъществяване и развитие на DR модела, съгласно Чл. 15 на Директивата за Енергийна Ефективност. Мрежовите тарифи ще отразяват реализираните икономии в мрежите, постигнати от мерките на страна „търсене на електроенергия“, както и разпределеното производство, включващо икономии от намаляване цената на доставка или на инвестиции в мрежата и нейната по-оптимална работа.

Изложени на техническите ограничения, присъщи на управлението на мрежите, страните – членки трябва да осигурят, че операторите на преносните и разпределителните системи отговарят на изискванията за балансиращи и допълнителни услуги и се отнасят към DR доставчиците, вкл. агрегаторите, без да ги дискриминират и на базата на техните технически способности. Освен това, страните – членки ще популяризират достъпа до DR и участието му на пазарите за балансиращи, резервни и други системни услуги, между другото чрез изискване националните енергийни регулаторни власти, или където техните национални регулаторни системи изискват така, операторите на преносни и разпределителни системи в тясно сътрудничество с доставчиците на услуги за „търсене на електроенергия“ и потребителите да дефинират техническите условия за участие на тези пазари въз основа на техническите изисквания на пазарите и DR възможностите. Такива спецификации ще включват участието на агрегатори.

Действия на Европейската Комисия относно DR модела
За улесняване участието на по-голям брой потребители, в рамките на пазара на едро се създават продукти и програми за търсене на електроенергия и все по-голям брой агрегатори стават активни. На страна „снабдяване с електроенергия“ операторите и търговците на дребно предоставят достъп до услуги, даващи възможност за управление на страна „търсене на електроенергия“ и микропроизводство. Европейската Комисия (ЕК) предоставя поддръжка на страните – членки по различни начини, например като организира семинар, на който се разисква темата за внедряване на Чл. 15 на Директивата за Енергийна Ефективност (за енергийна трансформация, пренос и разпределение) и като изготви доклад, разглеждащ текущото състояние на страните – членки от гледна точка на прилагането на системи за стимули. В своя Работен Документ за внедряване на гъвкавост на страна „търсене на електроенергия“ ЕК очертава някои действия, изисквани за подпомагане на DR пазара. Тук се включва създаването на прозрачни, пазарно-базирани стимули за DR, които възнаграждават участието чрез динамично ценообразуване, като същевременно спазват законите за поверителност на информацията. Комисията препоръчва също пазарът да бъде отворен и да разработва DR потенциала, третирайки справедливо ресурсите на страна „търсене на електроенергия“ в зависимост от доставката на електроенергия. Най-накрая е необходимо технологията да бъде въведена на пазара чрез внедряване на Smart измервателни устройства, позволяващи на потребителите да бъдат по-ангажирани и да разбират значението на модела за търсене на електроенергия.

Данните, получени от Smart измервателните устройства, помагат на доставчиците, компаниите за енергийни услуги или на други участници на пазара да създават иновативни услуги като енергиен мениджмънт на домакинствата и „отговор на търсенето на електроенергия“ съобразно нуждите на потребителите и да предлагат по-големи икономии на електроенергия и по-висока ефективност. Това ще предостави възможност на потребителите да избират измежду повече доставчици (енергийни търговци на дребно, агрегатори и др.) и различни ценови механизми ( време на използване, критично върхово ценообразуване, динамично ценообразуване в реално време). Освен това, тези иновативни услуги могат да предизвикат енергийно ефективно и екологично поведение, например използване на Smart електроуреди, а микропроизводството и електромобилите могат да станат икономически привлекателни приложения за потребителите, водещи до намалени сметки за електроенергия и повишен комфорт.

Време е за повишена DR роля за балансиране на пазарите на електроенергия. Домашно инсталираните устройства, особено соларните панели, стават все по-често срещани, предоставяйки на домакинствата увеличени възможности за производство на собствено електричество и за регулиране на търсенето съобразно собственото производство, и също за доставяне на електрическа енергия на пазара на едро. Домашните електроуреди стават все по-интелигентни и могат да се захранват или включват в отговор на сигнали от мрежата, което ще насърчи по-голямо участие на потребителите. С продължаващото повишаване цената на електроенергията ангажираността на обществеността с DR модела ще се увеличава, тъй като потребителите са привлечени от финансовите ползи и повишената ефективност, които DR решенията могат да предложат.

Видове DR модели
Търсенето и предлагането на електроенергия в мрежите трябва да бъдат балансирани по всяко време. Затова системните оператори най-щателно наблюдават и прогнозират търсенето, за да могат да предоставят необходимото количество електроенергия по всяко време на денонощието през цялата година. Когато съответното количество не е налично или е твърде скъпо, DR моделът играе важна роля. Без него, електроенергията би била по-малко надеждна и с по-висока цена. Съществуват три вида DR модела. Аварийният DR модел се използва, за да се предотвратят непреднамерени прекъсвания по време на недостиг на електроенергия, например в обедните часове при необичайно топло или студено време. Тогава се прилагат аварийни DR програми за намаляване на електрическите товари на големите индустриални и търговски потребители до предварително съгласувано ниво. Въпреки че такива DR програми се активират сравнително рядко, те помагат значително за да се избегнат скъпите прекъсвания на електрозахранването. Следващият вид DR модел е икономическият. Той се използва, за да даде възможност на потребителите да намалят своята консумация, когато удобството за консумиране на тази електроенергия е с по-малка важност от цената, която трябва да се заплати. Потребителите – индустриални, жилищни или индивидуални, имат възможност да управляват използването на електроенергията, например фабриките могат да използват генератори в резерв, административните сгради могат да настройват осветлението и климатичните системи и др. При повишаване на търсенето на електроенергия, цената за доставка се увеличава. Когато търсенето е малко, доставянето на електроенергия е от относително нескъпо базово енергийно производство. Когато търсенето е голямо и базовото енергийно производство е изчерпано, електроенергията се осигурява от относително скъпи генератори. Независимо, че потребителите в жилищните сгради плащат една и съща цена, цената, която се плаща от електрическите съоръжения за производството на електроенергия често се променя. Тази една и съща цена отразява средната цена за доставка на електроенергия през годината. Икономическият DR модел намалява средната цена, предоставяйки стимули за потребителите, консумиращи електроенергия, когато натоварването не е върхово. Например, цената на електроенергията е по-висока през деня и по-ниска през нощта. Третият вид DR модел е за допълнителни услуги като регулиране на товара, поддържане на напрежението и различни резерви, Те са необходими за обезпечаване сигурната работа на преносната система и традиционно се предоставят от генераторите.