Industrijska revolucija širi se svijetom brzim korakom. Njezine su tehnološke inovacije promijenile društvo, bitno smanjile siromaštvo i istovremeno značajno produljile životni vijek. Unatoč tome sve je jasnije da fosilna goriva koja su dosad omogućavala ovaj napredak zapravo uzrokuju potencijalno katastrofalne klimatske promjene. Izgaranje tih izvora energije stvara stakleničke plinove kao što su ugljikov dioksid i metan, a koji pridonose endemskom globalnom zatopljenju. Od 1970. do danas količina emisija CO2 na svjetskoj razini gotovo da se udvostručila – s 15,9 megatona na 36,2 megatone u 2017. godini.
Rast unatoč ograničenjima
U ovo su se vrijeme, na pomolu četvrte industrijske revolucije, pokretača digitalne transformacije društva i gospodarstva, kao ograničavajući čimbenik naših aktivnosti pojavile klimatske promjene i dekarbonizacija. Čovječanstvo istovremeno postojano raste – a ta će činjenica i dalje zahtijevati neprekidni gospodarski rast. Do 2050. godine Zemlju će naseljavati gotovo deset milijardi ljudi. Od tih deset milijardi pretpostavlja se da će 70 % živjeti u gradovima. I unatoč nestajanju resursa, svi će ti ljudi ovisiti o čistoj okolini koja je pogodna za život. Kao npr. o učinkovitoj prijevoznoj infrastrukturi. Ili o pouzdanoj opskrbi pitkom vodom. Za naš opstanak u 21. stoljeću ipak posve odlučujuću ulogu igra održiva opskrba energijom.
Što to točno znači? Koji nas izazovi čekaju u budućnosti? I tko će preuzeti odgovornost za ta rješenja? Na početku industrijske revolucije proizvodnja struje bila je vrlo decentralizirana. To se s vremenom promijenilo i došlo je do prelaska na velike, središnje tvornice. Sada se ponovno vraćamo na početke. Ali ovaj put na održivi način. Unutar sveobuhvatnog pristupa vlasnici zgrada, proizvođači energije i distributeri energije danas se suočavaju sa složenijim izazovima koji istovremeno otvaraju nesvakidašnje mogućnosti. To u najvećoj mjeri vrijedi za zgrade i njihove pripadajuće sustave: One su zaslužne za oko 40 posto svjetske potrošnje energije.
Siemens se suočava s tim izazovima tako da razvija rješenja koja na pametan način spajaju energetske sustave i građevna rješenja te koja stvaraju životne prostore za dobrobit čovjeka i okoliša. Spoj tih dvaju područja stvorit će pametnu infrastrukturu za mreže, zgrade i industrijska postrojenja – svojevrsni ekosustav koji intuitivno reagira na ljudske potrebe i istovremeno čuva planet za buduće generacije.
Složeni energetski sustav
Ti ekosustavi – ili okoline – sve više upotrebljavaju energiju koja je dekarbonizirana i decentralizirana. Na taj način uloga zgrada na tržištu energije sve više raste. Velik broj novih zgrada danas već sam stvara vlastitu energiju i to sve većim potstotkom iz obnovljivih izvora energije. Unatoč tome potrebna su nova rješenja koja će zadovoljiti rastuće potrebe za električnom energijom, a koje bi se u sljedećih deset godina trebale više nego udvostručiti. Istovremeno je potrebno pronaći načine za izjednačavanje fluktuacije u dostupnosti obnovljivih izvora energije. Pri proizvodnji energije lokalni sustavi za pohranu kao i ispreplitanje između sektora mogli bi pridonijeti podmirivanju potražnje na način da npr. uspostave veze između zgrada i stanica za punjenje električnih vozila. Zato zgrade i infrastrukture moraju u budućnosti biti u stanju pametno upravljati svojom potrošnjom energije. Kombinacija decentralizirane proizvodnje energije i pohrane viška energije istovremeno omogućuje potražnju i precizno predviđanje potrebne mješavine resursa. Takve mjere optimirat će potražnju, smanjiti troškove i povećati raspoloživost. Osim toga, za pametno upravljanje zgradama i kako bi se osigurale potrebne mreže opskrbe, potrebno je osigurati neprekidnu razmjenu informacija između svih sastavnica u sustavu.
Postoje brojne mogućnosti za spajanje ekosustava koji stvaraju i koji troše energiju. Oni sežu od pametnog upravljanja mrežom i sustavom, preko pametnih rješenja za pohranu, automatizacije zgrada i sustava upravljanja pa sve do rasklopnih uređaja, ventila i senzora. Ključni element koji je u središtu ovog novog ekosustava pametne infrastrukture i tiče se konvergencije sustava opskrbe energijom sa zgradama i industrijskim postrojenjima: decentralizirani energetski sustavi.
Ključna sastavnica – decentralizacija
Porast decentraliziranih energetskih sustava vodi k heterogenoj, dinamičnoj opskrbi energijom s različitim akterima i višeslojnim izvorima energije, informacija i novčanih sredstava kojima je moguće upravljati neovisno i/ili inzularno, ali koji su istovremeno spojeni na veću mrežu. Stručnjaci predviđaju visoke stope rasta za tehnologije u okviru decentraliziranih energetskih sustava. Tako se pretpostavlja da će prosječna godišnja stopa rasta za tržište pohrane energije do 2024. iznositi preko 10 posto. Infrastruktura za električna vozila porast će za preko 30 posto te će tržište decentraliziranih energetskih sustava prema predviđanjima narasti za oko 10 posto.
Ukratko se može reći da će lokalna, decentralizirana rješenja za proizvodnju struje i pohranu, a koja je moguće kontrolirati, krajnjim korisnicima omogućiti određenu lokalnu otpornost i čak potpunu neovisnost od mreže, često u poveznici s nesvakidašnjim gospodarskim prednostima. Te prednosti idu u korist i mrežnim operatorima. Lokalna rješenja mogu mijenjati potražnju na način da mogu smanjiti vršna opterećenja jednom kada je dosegnuta granica kapaciteta. To omogućuje i prodaju energetskih viškova na tržištu.
U velikoj mjeri velik broj tih prednosti danas još zasigurno nije stvarnost. Broj već ostvarenih decentraliziranih energetskih projekata govori dovoljno: Jedna neovisna studija na tu temu pokazuje da vlasnici decentraliziranih energetskih sustava u usporedbi s konvencionalnim pogonima mogu zabilježiti pad pogonskih troškova od 8 do 28 posto, s amortizacijom uloženog kapitala (return on investment) unutar tri do sedam godina. Emisije CO2 pritom padaju istom mjerom.
Uporaba tih novih mogućnosti i prednosti pomoći će u stvaranju okolina kojima upravljaju pametni resursi i koje nam osiguravaju tri glavne prednosti: Održivost, sigurnu i pouzdanu opskrbu energijom i gospodarske prednosti. Na putu k energetskoj budućnosti teme poput dekarbonizacije, decentralizacije i digitalizacije međusobno su nerazdvojno povezane. Cilj je pametna i održiva proizvodnja, raspodjela i uporaba energije. Kako bi se postigao taj cilj, potrebno je razmišljati uključivo i imati u vidu cijelu sliku. Cijelu sliku čini sve – od pametnih energetskih koncepata, ispreplitanja sektora, preko infrastrukture za električna vozila pa sve do intergracije obnovljivih energija u elektroenergetsku mrežu. Već su danas dostupna tehnološka rješenja koja omogućuju značajan napredak na tim područjima. Kako bi ona bila još djelotvornija, nisu ponajprije potrebni novi zakoni, propisi ili tehnološki razvitak. Gradovi, poduzeća i građani danas mogu aktivno sudjelovati u borbi protiv klimatskih promjena – i stvarati životne prostore za dobrobit čovjeka i okoliša.
Okoline koje nude saznanja za gospodarsku korist
Optimiranje energetskih troškova postat će sve važnije za poboljšanje konkurentnosti. Postoje različite mogućnosti za postizanje tog cilja. S jedne strane, optimizacija energetske mješavine može pridonijeti smanjenju troškova kupnje električne energije. Osim toga, dvije su daljnje učinkovite mogućnosti za smanjenje troškova ukupna niža potrošnja energije i veća energetska učinkovitost. U konačnici to ustanovi lokalnog energetskog rješenja omogućuje smanjenje mrežne naknade, a prodajom viška energije na tržištu energije ostvarivanje dodatnih prihoda.
Primjer u praksi: Trgovački centar Sello – digitalizacija osigurava učinkovitu udobnost
*Više u magazinu hi!tech
