Energia regenerabila in Romania: Potential de dezvoltare la orizontul anului 2030 (III)

În nr. 12/2019 şi nr. 14/2019 ale Universului ingineresc am publicat o serie de aspecte importante incluse într-un studiu elaborat de compania de consultanţă Deloitte, studiu intitulat „Energia regenerabilă în România: Potențial de dezvoltare la orizontul anului 2030". Analiza are în vedere estimarea unor scenarii fezabile privind evoluţia cotei energiei regenerabile la nivelul anului 2030 şi a beneficiilor economice asociate dezvoltării acestui sector în România. Raportul acoperă intervalul 2020/2021 - 2030, iar scenariile de dezvoltare, impactul şi beneficiile estimate se bazează pe situaţia de la momentul elaborării documentului. Continuăm, în numărul de faţă, prezentarea pe larg a unor elemente semnificative ale acestui studiu, având în vedere importanţa şi actualitatea temei respective. Ne vom referi, în special, la o serie de factori care vor susține integrarea unei cote crescute a surselor regenerabile de energie (SRE), şi anume dezvoltarea tehnologică şi alternativa SRE în sectorul rezidențial, transporturi și industrie.

Dezvoltarea tehnologică

Astfel, potrivit studiului „Technology pathways in decarbonisation scenarios", elaborat în cadrul unui proiect finanțat din fonduri europene - ASSET (Advanced System Studies for Energy Transition), ipotezele privind dezvoltarea tehnologiilor, în termeni de cost și randamente, sunt esențiale pentru a determina impactul asupra țintelor avute în vedere pe termen lung, dar și modalitățile de decarbonizare a sistemelor energetice. În acest sens, alături de e-combustibili (CH₄ și alte hidrocarburi complexe, precum și H₂ generate din energie electrică decarbonizată), evoluția configurațiilor viitoare ale turbinelor eoliene, a tehnologiilor de stocare a energiei, precum și digitalizarea rețelelor de transport și distribuție, joacă un rol crucial în dezvoltarea și integrarea SRE în sistem.

Potențialul tehnic al turbinelor eoliene

Studiul relevă că încă de la înființarea primului parc eolian pe teritoriul României în 2010, energia eoliană a urmărit un curs de expansiune și, în continuare, are un potențial semnificativ de creștere, atât la nivel național, cât și european. În 2017, energia eoliană a constituit tehnologia cu cea mai mare extindere a capacităților de instalare în UE, iar din toate capacitățile noi instalate, peste 55% erau de energie eoliană (15,6 GW). Mai mult, încă din 2016, energia eoliană este tehnologia care se află pe locul 2 în privința capacităților noi de generare a energiei, cu 169 GW capacitate instalată anul trecut (în urma gazelor naturale - 199 GW). În 2005, energia eoliană avea o capacitate de doar 41 GW.

Un factor important pentru această creștere consistentă o constituie avansul tehnologic și, implicit, scăderea costurilor de instalare a capacităților de producere a energiei eoliene. Turbinele moderne sunt mai înalte și au lame mai lungi decât cele a generației anterioare. Turbinele „low-wind" pornesc la viteze ale vântului mai mici, permițând astfel un randament de generare a energiei cu 10% - 25% mai mare decât generația anterioară de turbine.

Digitalizarea rețelelor de transport și distribuție 

Calitatea serviciilor de transport și distribuție poate fi îmbunătățită prin implementarea unei infrastructuri de rețea inteligentă, ea fiind o componentă crucială în procesul de digitalizare. Alte avantaje-cheie ale infrastructurii inteligente și digitalizate care integrează tehnologii prietenoase cu mediul sunt: creșterea nivelului de acuratețe a prognozelor producătorilor din surse intermitente, posibilitatea agregării diverselor surse (eolian, hidro etc.) cu impact în creșterea stabilității sistemului, reducerea frecvenței și duratei întreruperilor de energie, precum și diminuarea timpului de restaurare a livrărilor atunci când apar întreruperi.

Rețeaua inteligentă are capacitatea de a integra comportamentul și acțiunile tuturor utilizatorilor săi pentru a asigura o alimentare durabilă, economică și sigură. Rețelele inteligente oferă flexibilitate, precum și multe alte beneficii întregului lanț de valori al energiei electrice (generare, transport, distribuție, furnizare și consum), precum și societății, în ansamblul său.

Rețele inteligente au un impact pozitiv asupra următoarelor aspecte:

▪ Flexibilitatea serviciilor - caracterizată de abilitatea rețelelor de a se adapta la anumite situații neașteptate;

▪ Infrastructura pentru EV (vehicule electrice - n.r.) - în contextul creșterii semnificative a electrificării în sectorul transporturilor, rețelele inteligente trebuie să fie pregătite pentru a susține infrastructura pentru încărcarea vehiculelor electrice;

▪ Eficiența energetică - rețelele inteligente oferă informații privind comportamentul consumatorului și, în combinație cu contoarele inteligente, pot contribui la informarea consumatorilor, identificarea de modalități eficiente pentru economisirea de energie și pot ajuta la identificarea oportunităților de investiții care vor stimula eficiența energetică pe termen lung;

▪ Deținerea și gestionarea echipamentelor de măsurare;

▪ Administrarea datelor disponibile - noile caracteristici asociate cu o rețea inteligentă depind de disponibilitatea datelor furnizate de echipamentele de măsurare. Aceste date pot fi utilizate atât în operațiunile comerciale (furnizarea de servicii de flexibilitate și de funcționare a infrastructurii de încărcare a vehiculelor electrice), cât și de operatorii de rețea (atât pentru gestionarea pe termen scurt, cât și pe termen lung a rețelelor). În vederea conformității cu prevederile europene, formatul datelor va fi unul standardizat la nivelul UE.

Pentru susținerea procesului de digitalizare a infrastructurii, autoritățile trebuie să asigure o rețea convergentă, prin instalații de telecomunicații de înaltă performanță, care să aibă acoperire națională, la un nivel competitiv al costurilor. Sistemul de telecomunicații reprezintă precondiția necesară pentru implementarea digitalizării, fiind necesară instalarea acestuia la scară largă, existența unei acoperiri teritoriale extinse și o latență scăzută a rețelei. Servicii de conectare ad-hoc pot fi livrate prin parteneriate cu marile companii de telecomunicații.

Autorii raportului subliniază că introducerea contoarelor inteligente în sistemele energetice din România ar trebui să reprezinte o prioritate, ca un prim pas în digitizarea infra-structurii românești. Scopul contorizării inteligente este de a eficientiza procesul de citire a contorului, costurile de operare, ajutând totodată și la reducerea pierderilor tehnologice. Mai mult, contorul asigură datele necesare pentru facturarea pe baza consumului real, care este măsurat zilnic.

De asemenea, contorizarea inteligentă va ajuta operatorii de transport și distribuție să determine modelul de comportament al consumatorului (de exemplu, consumul ridicat și scăzut). Acest lucru ar putea duce la eficientizarea consumului și la posibilitatea furnizorilor de a oferi pachete personalizate de servicii, care ar putea, la rândul lor, să combată sărăcia energetică.

Instalarea contoarelor inteligente și combinarea lor cu echipamente casnice inteligente, cu profil ecologic ridicat, reprezintă un pas foarte important și trebuie susținută de stimulente financiare pentru consumatori, cum ar fi linii dedicate de finanțare sau metode de distribuire a riscului.

Tehnologii de stocare

Beneficiul tradițional al tehnologiilor de stocare are implicații în eficientizarea consumului, prin captarea de energie la un nivel scăzut al prețurilor și injectarea acesteia în punctele de rotație ale pieței, când prețurile înregistrate sunt ridicate. Centralele Electrice Virtuale (VPP - Virtual Power Plant) vor acționa pe baza unor algoritmi care vor combina informațiile din piață privind prețul și nevoile de consum, pentru a selecta momentele optime de procesare. De asemenea, tehnologiile de stocare vor livra o soluție de remediere a fluctuațiilor majore de producție sau disponibilitate a energiei prin intermediul VPP și vor limita întreruperile sistemului în momentele de avarie, astfel încât impactul asupra nevoilor de consum să fie redus.

Apariția soluțiilor de stocare este favorizată de tranziția sistemelor energetice de la cel tradițional, având un grad scăzut de variație a producției, spre cel modern, cu nucleul format din surse noi de producție a energiei electrice, care se manifestă cu un grad ridicat de impredictibilitate, astfel generând nevoia de a capta/administra energia. Anumite studii arată de altfel că un sistem cu o componentă însemnată de SRE (peste 50%) are o probabilitate mai mare să fie eficient din punct de vedere al costurilor prin includerea opțiunilor de stocare.

Contribuția acestor soluții la sistemul energetic poate fi accelerată printr-un cadru robust de reglementare, care să stimuleze investițiile în acest domeniu și să încurajeze progresul tehnologic. Măsurile propuse urmăresc restrângerea efectelor distorsionărilor pieței și vor avea ca rezultat armonizarea fluctuațiilor de preț, reducerea costului circuitului energetic și facilitarea ponderii SRE în sistemul energetic.

Autorii studiului fac şi o serie de recomandări în acest sens, între care:

▪ Înlăturarea barierelor administrative, de piață sau de reglementare, astfel încât să se asigure accesul nediscriminatoriu la piață pentru orice participant de profil;

▪ Desfășurarea activităților comerciale pentru dezvoltarea și operarea sistemelor de stocare de către participanții la piață, în locul entităților reglementate;

▪ Includerea opțiunilor de stocare la nivelul de planificare generală a circuitului energetic, pornind de la o definire clară, care să diferențieze soluțiile pentru producție și consum, asigurând astfel o coerență pentru clasificare;

▪ Caracteristicile tehnice ale unui sistem de stocare - capacitatea, puterea și timpul de răspuns - trebuie definite cât mai clar și elastic, în special prin simularea cerințelor extreme - flexibilitate pe termen foarte scurt sau pe termen lung. Astfel, pot fi abordate mai eficient cazurile care necesită creșterea perioadei de stocare, erodând marja de profitabilitate a unui operator, prin reducerea ciclurilor efective de utilizare;

▪ Standardizarea produselor, pentru a facilita adopția răspândită la nivelul pieței, în special pe termen mediu și lung;

▪ Stimularea investițiilor și corelarea acestora cu rezultatele de piață, în locul intervențiilor centrale prin alocarea subvențiilor. Tehnologiile emergente necesită predictibilitate în fluxul veniturilor și posibilitatea de a monetiza mai multe oportunități din cadrul circuitului;

▪ Consolidarea formării prețurilor pe baza penuriei de energie electrică și întărirea semnalelor de preț pentru a permite soluțiilor de stocare să beneficieze de compensare financiară instantă, formând argumente solide pentru încurajarea investițiilor pe termen lung;

▪ Maturizarea tranzacționării la intervale de timp cât mai scăzute (<15 minute), pentru a răsplăti flexibilitatea sistemelor de stocare;

▪ Definirea unui set de coordonate pentru localizarea efectivă a soluțiilor de stocare. Stocarea centralizată trebuie conectată la rețea sau să fie locată fizic în apropierea generatoarelor. Aceasta poate ajuta marii producători de SRE să-și onoreze obligațiile contractuale de pe piață, incluzând aici și echilibrarea. La nivelul consumatorilor casnici, opțiunile de stocare pot fi plasate lângă contorul electric, cuplând astfel distribuția și stocarea și încurajând participarea activă a consumatorilor și reciclarea energiei produsă pe cont propriu;

▪ Dezvoltarea stocării termice, pentru energia de încălzire sau răcire provenită din utilizarea electricității. Această soluție poate avea aplicații practice pe piața de electricitate, pe baza semnalelor cererii, cu impact pozitiv pentru consumatorii casnici și pentru creșterea eficienței energetice la nivelul construcțiilor sau industriilor.

 

Cercetare, dezvoltare și inovare 

Uniunea Europeană a lansat o serie de politici și măsuri care să asigure un cadru reglementat tuturor programelor și inițiativelor legate de cercetare, inovare și creșterea competitivității. Aceste măsuri prevăd și modalități de accesare a fondurilor publice pentru finanțarea proiectelor de dezvoltare.

Programe de sprijin pentru cercetare și inovare pot fi derulate în următoarele domenii: ▪ Tehnologizare și digitalizare; ▪ Sistemul de transport; ▪ Bioenergie; ▪ Clădiri în sistemul energetic; ▪ Generarea de energie electrică și sistemul energetic; ▪ Industrie; ▪ Societate durabilă; ▪ Studii privind sistemele energetice; ▪ Dezvoltarea afacerilor și comercializare; ▪ Cooperarea internațională.

România ar trebui să urmărească activ oportunitățile la nivel european și să profite de facilitățile puse la dispoziție. O prioritate va fi atragerea fondurilor europene pentru finanțarea proiectelor de cercetare și dezvoltare, avându-se în vedere decalajul existent între România și țările din vestul Europei. O altă direcție de acțiune este o strategie de investiții de cercetare-dezvoltare în domeniul bateriilor și motoarelor electrice pentru a fructifica oportunitățile din sectorul autovehiculelor.

Avându-se în vedere că un factor decisiv al tranziției spre o energie curată îl reprezintă electrificarea sectorului de transport și adaptarea pieței pentru e-mobilitate, vor fi necesare îndeosebi proiecte de cercetare și investiții pentru susținerea și extinderea dezvoltării de noi tehnologii în acest domeniu. În concluzie, dezvoltarea și adoptarea unor tehnologii avansate reprezintă factori esențiali în vederea integrării unei cote SRE crescute, iar principalele măsuri care trebuie avute în vedere vizează: ▪ integrarea și agregarea SRE pentru echilibrarea sistemului prin implementarea de metode inovative de stocare și control al consumului; ▪ implementarea Centralelor Electrice Virtuale (VPP), care au potențialul de a reprezenta un punct de inflexiune major la nivelul industriei; ▪ reglementări pentru a încuraja adoptarea serviciilor de stocare pe platformele competitive, care pot livra opțiuni noi pentru eficientizare; ▪ întărirea barierelor digitale de protecție și cooperare internațională permanentă pentru a reduce riscurile atacurilor energetice.

 

Alternativa SRE în sectorul rezidențial, transporturi și industrie

În perspectiva înlocuirii gamei actuale de surse/combustibili utilizate în sectorul rezidențial (preponderent vizând încălzirea şi răcirea), respectiv transporturi, utilizarea energiei electrice în procesele menționate constituie o alternativă semnificativă, pe fondul decarbonizării accentuate a producției de electricitate.

 

Electrificarea sectorului rezidențial 

Calitatea nivelului de trai al populației României este în creștere, cu implicații în consumul energetic național. Astfel, se observă tranziția de la contribuția biomasei forestiere pentru încălzire, în special în zonele rurale, înspre utilizarea gazului natural. În ultimii ani, multe dintre unitățile urbane de cogenerare au fost scoase din uz, din cauza inadecvării ecologice, lipsei investițiilor în administrarea sistemului de distribuție și calității scăzute a serviciilor oferite consumatorilor. Conform datelor ANRSC/ANRE, doar 60 de unități rămân active în orașele mari, dar și acestea se confruntă cu dificultăți economice majore. Încălzirea în acest mod este subvenționată de municipalitățile locale, în special în zone dens populate, precum Bucureștiul. Din motive instituționale, administrative, locale, financiare și sociale, acest mod de încălzire se află într-un declin evident.

Consumul de energie din sectorul rezidențial va scădea cu 26% în perioada 2015 - 2050, însă ponderea electricității în consumul final de energie din sectorul rezidențial va crește semnificativ, de la 15% în 2015, la 41% în 2050.

Pentru realizarea acestor obiective și realizarea electrificării în sectorul rezidențial, politicile României trebuie să includă, potrivit autorilor studiului: ▪ reglementări specifice pentru sectorul rezidențial, pentru îmbunătățirea mecanismelor de control din legislația actuală; ▪ standarde calitative obligatorii pentru conservarea și eficiența energetică, incluzând izolarea termică, iluminatul, utilizarea aerului condiționat etc.; ▪ mecanisme de piață care să asigure un preț al electricității care să reflecte costul actual de furnizare; ▪ investiții în infrastructura de rețea pentru încurajarea încălzirii din surse electrice; ▪ promovarea soluțiilor eficiente în comunitățile rezidențiale, cum ar fi pompele de căldură (în combinație cu gazele naturale/panouri fotovoltaice, acolo unde este cazul); ▪ eliminarea subvențiilor pentru încălzire neadresate unui segment specific de consumatori; ▪ soluții alternative pentru sprijinirea consumatorilor vulnerabili; ▪ acțiuni pentru încurajarea utilizării becurilor LED/inteligente în locul celor convenționale.

 

Electrificarea în sectorul transporturilor 

Sectorul transporturilor rămâne sectorul cu cea mai mică pătrundere a SRE în Uniunea Europeană. În 2015, ponderea energiei regenerabile în transport a fost sub 7%. Transformarea sectorului de transport este o etapă esențială, el fiind important din perspectiva intensității energetice. Spre exemplu, în țările membre UE, peste 33% din consumul total final de energie în 2016 provenea din sectorul transportului. În schimb, în România, ponderea sectorului la consumul final de energie este mai mică: 27% în 2016. În prezent, aproximativ 98% din consumul final de energie în transporturi este asigurat prin produse petroliere, iar obiectivul comun este reducerea produselor petroliere până la un procentaj de 68% din consumul final de energie în transporturi, concomitent cu îmbunătățirea contribuției electricității la 27%, obiectiv care va trebui îndeplinit până în 2050.

Mai mult, cu ajutorul unor stimulente politice se estimează că, în 2030, până la 60% din vânzările de vehicule de pasageri în UE vor fi complet electrice sau hibride. Așadar, se preconizează o penetrare puternică a EV pe piața europeană, care va atinge echivalentul a 40 de milioane de vehicule electrice pe drumurile europene până în 2030 (reprezentând 16% din stocul curent).

Pentru a susține creșterea ponderii transportului electrificat, România ar trebui să dispună de 4,5 milioane de puncte de încărcare VE până în 2050. Măsurile necesare pentru atingerea acestui obiectiv ar trebui să vizeze, între altele: ▪ un plan pentru implementarea rețelelor publice de încărcare, precum și încurajarea investițiilor private pentru dezvoltarea infrastructurii, printr-un mecanism de stimulare; ▪ reduceri de taxe și scutiri de impozit pentru achiziția și utilizarea vehiculelor electrice - în special pentru flotele companiilor; ▪ modele și reglementări pentru susținerea agenților interesați să investească în infrastructura de electro-mobilitate; ▪ un tarif atractiv asigurat pentru noi aplicații în domeniul electricității, cum ar fi mobilitatea electrică, care să reflecte costul actual de achiziție și costurile de sistem; ▪ taxe de mediu dure, care să limiteze achiziția vehiculelor uzate; ▪ limitarea circulației vehiculelor cu alimentare convențională în centrele orașelor, pentru a îmbunătăți calitatea aerului; ▪ benzi speciale de circulație pentru mijloacele de transport public și automobilele electrice; ▪ planuri pentru îmbunătățirea calității aerului în orașele aglomerate, precum Bucureștiul.

Abordarea inteligentă în ceea ce privește încărcarea vehiculelor electrice multiplică elementele benefice la nivelul întregului sistem energetic, reducând necesitatea investițiilor în echipamente tradiționale de generare sau de rețea, și oferă flexibilitate pentru integrări ulterioare. Beneficiile pentru consumatori vor fi translatate în costuri mai mici, prin sinergii naturale ale sistemului energetic și de transporturi. Mai mult, utilizatorii vehiculelor electrice vor beneficia de surse suplimentare de venituri prin serviciile inteligente de încărcare, astfel reducând costul total aferent proprietății în comparație cu vehiculele tradiționale.

 

Electrificarea în industrie 

În România, emisiile de gaze cu efect de seră aferente proceselor industriale reprezintă circa 15% din totalul emisiilor la nivel național. Creșterea anticipată a consumului de produse realizate în sectorul industrial și în special în industriile energo-intensive (ciment, oțel etc.) necesită o transformare bazată în primul rând pe o adaptare la limitele viitoare de emisii. În acest context, reducerea emisiilor generate direct și indirect de aceste sectoare industriale este esențială în procesul de decarbonare și poate fi posibilă printr-o combinație de factori care țin atât de creșterea consumului de energie electrică (provenită din surse regenerabile), cât și de opțiuni tehnologice avansate, deja disponibile sau care pot fi implementate ca urmare a eforturilor de cercetare, dezvoltare și inovare: ▪ electrificarea proceselor de producție a aburului tehnologic; ▪ utilizarea hidrogenului (provenit integral din conversia surselor regenerabile) ca materie primă sau combustibil; ▪ captarea și stocarea carbonului; ▪ adaptarea consumului de electricitate la nivelul producției; ▪ îmbunătățirea eficienței energetice.