W roku 2017 Europejski Instytut Miedzi w Brukseli (ECI) zlecił Grupie DNV GL wykonanie studium mającego na celu ustalenie roli miedzi w przyszłych sieciach dystrybucyjnych w kontekście europejskim i w horyzoncie do 2050 r.
Studium zostało przeprowadzone w pięciu krokach:
1. Ocena istniejących scenariuszy dotyczących energii (globalny, europejski i dla poszczególnych krajów)
2. Rozprowadzenie wśród ekspertów i zainteresowanych stron ankiety dotyczącej rozwoju sieci
3. Zorganizowanie warsztatów z udziałem ekspertów/zainteresowanych stron w celu przedyskutowania 5 wizji energii, opracowanych w ramach niniejszego studium na podstawie wyników ankiety oraz oceny scenariuszy
4. Zestawienie wyników poprzednich kroków w dwóch ścieżkach rozwoju sieci dystrybucyjnych w Europie
5. Ocena potrzebnych ilości miedzi dla każdej ścieżki w oparciu model rozbudowy sieci opracowany w ramach tego studium.
W sumie, poddano przeglądowi i przeanalizowano ponad 26 scenariuszy. Jednym z wniosków tego przeglądu było stwierdzenie, że rozwój sieci dystrybucyjnych nie był omawiany w tych scenariuszach. Scenariusze te koncentrują się głównie na zapotrzebowaniu na energię i na wytwarzaniu energii.
ZOBACZ TAKŻE: Kablowanie sieci dystrybucji energii elektrycznej. Jest ważna zapowiedź
Każda z tych pięciu wizji energii, opracowanych i wykorzystanych jako materiał wejściowy dla warsztatów “Przyszłe sieci dystrybucyjne”, koncentruje się na innym zagadnieniu:
1. Utrzymanie stanu obecnego
2. Elektryfikacja zapotrzebowania na energię elektryczną
3. Wielkoskalowe wytwarzanie energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych
4. Lokalne wytwarzanie energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych
5. Magazynowanie energii.
Na podstawie dyskusji i wyników tych warsztatów, DNV GL zidentyfikowało dwie główne ścieżki rozwoju sieci dystrybucyjnych:
• Ścieżkę scentralizowaną
• Ścieżkę zdecentralizowaną.
Obydwie ścieżki prezentują skrajne warianty rozwoju sieci dystrybucyjnych. Zasadnicza różnica polega na tym, że scenariusz scentralizowany zakłada wymiarowanie sieci dystrybucyjnej na podstawie obciążenia szczytowego, a scenariusz zdecentralizowany zakłada wymiarowanie dla obciążenia średniego.
CZYTAJ TAKŻE: Stan i potrzeby sieci elektroenergetycznych w procesie transformacji niskoemisyjnej w Polsce
Głównym czynnikiem różnicującym jest założenie w scenariuszu zdecentralizowanym wdrożenia silnie zdecentralizowanej generacji w połączeniu z magazynowaniem energii i reagowaniem na popyt, co w znacznym stopniu wyrównuje szczytowe obciążenia sieci dystrybucyjnej. Rozwój i wdrożenie generacji w połączeniu z magazynowaniem energii i reagowaniem na popyt na poziomie dystrybucji, są zatem interesującymi parametrami, które należy monitorować w związku z oczekiwaniami dotyczącymi miedzi.
Różnice w rozwoju sieci dystrybucyjnych zmaterializują się dopiero w perspektywie średnioterminowej, gdyż w perspektywie krótkoterminowej procesy planowania, plany inwestycyjne itp. są już raczej ustalone. Obydwie ścieżki rozpoczynają się zatem podobnie, natomiast zaczynają rozchodzić się około roku 2030 – dwustopniowy okres przejściowy: 2017-2030 i 2030-2050.
Założenia wariantu scentralizowanego wobec zdecentralizowanego, mają decydujący wpływ na zużycie miedzi: dla ścieżki scentralizowanej dodatkowe zapotrzebowanie miedzi wynosi 3 700 kt, podczas gdy dla scenariusza zdecentralizowanego 1 600 kt. Różnica jest ponad dwukrotna. Odzwierciedla to różnicę w wymiarowaniu dla obciążenia szczytowego i dla obciążenia średniego.
CZYTAJ TAKŻE: Polska energetyka potrzebuje innowacji. Nie tylko ze względu na upały
W scenariuszu zdecentralizowanym około 50% wzrostu wynika z rozbudowy sieci (większa liczba odbiorców) a 50% ze wzmocnienia sieci (większe obciążenie szczytowe na odbiorcę). W scenariuszu scentralizowanym, wzmocnienia sieci powodują zwiększenie zużycia miedzi o około 80%. Jest to po części wynikiem procesu planowania, który wymaga rozbudowy sieci gdy obciążenie szczytowe osiąga 55% zdolności przesyłowej sieci. Zakładając mniej zachowawczy proces planowania, dopuszczający szczytowe obciążenia sieci 60% (sieć niskiego napięcia) i 65% (sieć średniego napięcia), dodatkowe zapotrzebowanie na miedź maleje do blisko 50%. Proces planowania ma zatem duży wpływ na dodatkowe zapotrzebowanie miedzi.
Jeżeli weźmiemy pod uwagę dodatkowe zużycie miedzi na wzmocnienia sieci, to największą część pochłaniają linie napowietrzne i kable (ponad 85%), transformatory stanowią ponad 10% dodatkowego zużycia, a około 2% przypada na podstacje. Stosunek miedzianych linii napowietrznych i kabli do aluminiowych jest zatem bardzo wrażliwym parametrem modelu.
Około 60% dodatkowej miedzi na cele rozbudowy i wymiany przypada na sieć niskiego napięcia, a 40% sieć średniego napięcia.
POBIERZ CAŁY RAPORT: Future distributions grids workshops
ZOBACZ TAKŻE:
Przewody napowietrzne z miedzi stopowej
Miedziane instalacje elektryczne. Zobacz, dlaczego warto postawić na miedź
