Niskoemisyjna przyszłość nie jest możliwa bez inteligentnych i wzajemnie połączonych sieci elektrycznych i cieplnych. Miedź jest kluczowym metalem, dzięki któremu sieci te będą mogły być mniejsze, bardziej inteligentne, elastyczne i bardziej efektywne energetycznie.
Sieci przesyłowe: instrument łączności z wytwarzaniem energii elektrycznej
Zintegrowanie z siecią większego udziału energii z rozproszonych źródeł odnawialnych wymaga inwestycji w infrastrukturę przesyłową. W scenariuszu wysokiego udziału energii ze źródeł odnawialnych UE2050, spodziewane inwestycje w modernizację sieci przesyłowych w latach 2011-2050 sięgają w sumie 420 mld EUR. Ocena potrzebnej ilości miedzi jest jednak mniej oczywista. Ilość ta będzie zależała od różnych wyborów o charakterze politycznym i regulacyjnym oraz od ich – czasami przeciwstawnych – implikacji. Jednakże, jeśli chodzi o zastosowanie miedzi, wytwarzanie i przesył zdają się działać jako instrumenty łączności.
Dobrym przykładem, który należy tutaj rozważyć, jest zużycie energii na potrzeby własne przez źródła energii odnawialnej (OZE). Stymulowanie zużycia energii na potrzeby własne, prowadzi do zmniejszenia przepływów energii, wymaga zatem mniejszych zdolności przesyłowych. Jednocześnie zwiększa liczbę zdecentralizowanych instalacji wytwórczych, co z kolei wymaga mocniejszych sieci w celu opanowania fluktuacji. Rozwiązanie poprawy stabilności sieci polega w części na usprawnieniu połączeń międzysystemowych między krajami europejskimi. Większe przesyły energii pomiędzy regionami umożliwiają zagwarantowanie równowagi i przeciwdziałanie fluktuacjom oraz ułatwiają dostęp do tańszej energii i lepsze wykorzystanie pracujących w sposób nieciągły OZE w najbardziej dogodnych lokalizacjach w Europie.
Czytaj: W przyszłości nie zabraknie miedzi
Alternatywą dla przesyłania energii elektrycznej może być lokalne przetwarzanie energii odnawialnej na wodór, metan lub paliwa syntetyczne, jako formy magazynowania energii, należy jednak liczyć się wtedy ze stratami konwersji, zwykle około 30-50%.
W przypadku modernizacji sieci przesyłowej na lądzie założono, że linie napowietrzne i kable podziemne będą nadal wykonywane z aluminium. Natomiast połączenia podmorskie służące integracji w UE większej ilości przybrzeżnej energetyki wiatrowej z systemem elektroenergetycznym, mogą być silnym czynnikiem wzrostu użycia miedzi, szczególnie, gdy chodzi o bardziej miedziochłonne linie stałoprądowe (DC) i przekształtniki.
Biorąc pod uwagę tylko modernizację podmorskich sieci w ramach działania Unii Europejskiej do roku 2050 wg “scenariusza wysokiego udziału OZE”, przesył energii będzie wymagał dodatkowo 1,3 Mt miedzi.
Sieci dystrybucyjne: wszystkie topologie wymagają miedzi – wszędzie
Rola miedzi w przyszłych sieciach dystrybucyjnych będzie zależała głównie od kierunku, w jakim będzie ewoluowała droga rozwoju Europy: czy będzie to ścieżka scentralizowana, czy zdecentralizowana. W przypadku ścieżki scentralizowanej wzrost zapotrzebowania jest pokrywany głównie przez zcentralizowana generację, co wymagaj znacznego zwiększenia zdolności przesyłowych sieci dystrybucyjnej. Tego rodzaju sieć dystrybucyjna będzie zwymiarowana według szczytowego zapotrzebowania mocy. W przypadku ścieżki zdecentralizowanej, gdzie generacja jest zdecentralizowana, a obciążenie i generacja są bilansowane bardziej lokalnie (np. przy dużym udziale magazynowania i reakcji strony popytowej), sieć jest wymiarowana na obciążenie średnie.
Zobacz również: W zakresie transformacji energetycznej przed Polską spore wyzwania
W ramach działania UE do roku 2050 wg “scenariusza wysokiego udziału OZE” przewiduje się znaczną rozbudowę i modernizację sieci dystrybucyjnych, w połączeniu z wprowadzaniem bardziej inteligentnych sieci.
Dodatkowe ilości miedzi w sieciach dystrybucyjnych są niezbędne do rozbudowy sieci (większa liczba odbiorców), ale też do wzmocnienia sieci (większe obciążenie szczytowe odbiorcy). Z dodatkowej ilości miedzi związanej ze wzmocnieniem sieci największa część przypada na dodatkowe linie i kable (ponad 85%).
Założenie bardziej zcentralizowanej ścieżki, zapewniającej integrację OZE i bilansowanie, daje w wyniku około 3,7 Mt więcej miedzi w sieciach dystrybucyjnych do roku 2050.
Tendencja dalszej optymalizacji sieci dystrybucyjnych, uwzględniająca zastosowanie takich rozwiązań, jak elastyczność reakcji strony popytowej oraz lokalne magazynowanie energii, jest oczywista, dzięki czemu w ostatecznym wyniku wzmocnienia sieci mogą być potrzebne w mniejszym zakresie. W każdym przypadku, elastyczność reakcji strony popytowej i magazynowanie energii często zależą od technologii opartych na miedzi, które w znacznym stopniu kompensują mniejszą ilość dodatkowej miedzi, wymaganą w bardziej inteligentnej i zdecentralizowanej sieci.
