Poza siecią

       Czy lokalne, małe źródła energii mogą być odpowiedzią na kryzys energetyczny? Nawet jeśli, sami nie potrafimy tego przewidzieć, to zapał z jakim są one zwalczane przez energetykę centralną, powinien dać nam do myślenia.

Omówienie artykułu: „Poza siecią”, źródło: Teberia, nr 1 (3) styczeń 2010

Gra na zwłokę

Walka ta nie zawsze ma charakter otwarty, czasem pod pozorem wdrażania nowych technologii duże zakłady energetyczne realizują swój interes. Przykładem tego jest  planowana w USA Północna Zielona Ścieżka (Green Path North), czyli 136-kilometrowa linia wysokiego napięcia, która biegnie z Los Angeles przez ziemie państwowe i prywatne. Jej celem jest połączenie Miasta Aniołów z geotermalnymi i słonecznymi źródłami energii. „Ścieżka” należeć ma do Wydziału do spraw Wody i Energetyki miasta Los Angeles (LEDWP), a jej budowę sfinansują podatnicy oddając część swoich zarobków przez następne 10 lat.

Szacowany koszt „zielonej drogi”, to ok. miliarda „zielonych” za linię przesyłową, do których należy jeszcze dodać budowę elektrowni o łącznej planowanej mocy 800 MW, z których energia miałaby być przesyłana do 600 000 domów.

W USA dwadzieścia osiem stanów wyraziło chęć aby 10% zużywanej przez nich energii pochodziło ze źródeł odnawialnych. Problem w tym, że nadzór nad tym w jaki sposób cel ten zostanie osiągnięty prawdopodobnie pozostawiony będzie tym, którzy energetyka zajmują się od lat, tyle tylko, że konwencjonalną. Tak właśnie doszło do powstania projektu   Green Path North, który posiada wszystkie wady dotychczasowych zrealizowanych projektów opartych na konwencjonalnych źródłach energii, tj:

-        straty przesyłowe dochodzące do 10%

-        długi czas realizacji (od zaplanowania przez zatwierdzenie po budowę)

Dodatkowo, „zielona ścieżka” powstaje, choć brak jest pewności, czy będzie co nią transportować, bowiem elektrownie, z którymi ma być połączona jeszcze nie istnieją. Co gorsza ich powstanie będzie także wymagało czasu, a czas ten działa na korzyść działających  zakładów energetycznych, gdyż im większe opóźnienia w budowie elektrowni opartych na źródłach odnawialnych, tym dłużej sprzedają one energię ze źródeł konwencjonalnych.

Energia w zasięgu wzroku

Odpowiedzią na zaistniały bezruch, w energetyce produkowanej poza zasięgiem naszego wzroku, mają być źródła umieszczone tuż przy nas.  Jim Harvey – jeden z mieszkańców Johnson Valley w Kalifornii, który został zaszczycony informacją, iż Green Path North  przebiegać będzie przez jego miasteczka, mówi, że źródła energii, takie jak panele słoneczne mogą być montowane na dachach domów i nikomu nie będzie to przeszkadzać. Przykładem tego jest miasto Palm Desert, w którym wprowadzono program finansujący pożyczki dla prywatnych właścicieli domów, którzy chcą zainstalować na swoich domach panele słoneczne. Pieniądze zostały rozdysponowane szybko, ponieważ okazało się, że to czego potrzeba dzisiejszej energetyce, to technologie, które są czyste i dostępne w tej chwili, a kolektory spełniają te kryteria. Pan Harvey jest zdania, że takie porozrzucane przydomowe źródła mogą zapewnić ekologiczną przyszłość Stanom Zjednoczonym dużo szybciej, niż planowane przez koncerny energetyczne projekty. Firmy takie jak General Electric i IBM przyjęły już perspektywę, iż do roku 2030 połowa amerykańskich domów będzie wytwarzać własną energie elektryczną z OZE.

Po energię do supermarketu

Problem tkwi w tym, że mikrosieci, w których skład wchodzą odnawialne źródła energii, naruszają organizację rynku energii stworzoną przez koncerny.  Dochodzimy bowiem do sytuacji, w której odbiorca energii może pójść do jednego z sieci hipermarketów sprzedających materiały budowlane i wybrać panel słoneczny lub turbinę wiatrową, które będzie mógł sam zainstalować i cieszyć się energią elektryczną, która zostanie przez nie wyprodukowana w obrębie jego domu i zaspokoi całe jego energetyczne zapotrzebowanie. Koszt takiej instalacji, przy odpowiednich cenach związanych z założeniem, że produkt ma być ogólnie dostępny, zwróciłby się po kilku latach.

Konsument + Producent = Prosument

Możliwość produkowania energii na własne potrzeby nikogo już dzisiaj nie dziwi i jawi się jako sprawa normalna, zatem stańmy przed kolejną perspektywą – produkcji energii na sprzedaż. Podłączenie naszego domu do sieci jest obustronne, nasze źródła mają możliwość porozumiewania się z systemem energetycznym poprzez dwukierunkowy licznik, dzięki któremu mamy wgląd do tego ile wynosi nasze zużycie i produkcja energii. Informacje te są dla nas dostępne np. w tak powszechnym urządzeniu, jakim jest telefon komórkowy. W domowej mikrosieci ważną rolę gra  samochód elektryczny, stanowiący magazyn energii. Zatem jeśli nasza produkcja energii przekracza jej wykorzystanie, to z końcem miesiąca zamiast rachunku za prąd otrzymamy wypłatę.

Przykład takiej mikrosieci już istnieje i to bynajmniej nie w kulturze PowerPoint'a, lecz w stanie Massachusetts, w mieście Cambridge. W roku 1983 Pani Sue Butler zakupiła tam dom, który przeszedł długą drogę od ruiny do modelowej mikroelektrowni domowej. Dach budynku wieńczy 0,5 kilowatowa mikroturbina  wiatrowa, której towarzyszą 5,5 kilowatowe panele słoneczne. Ten duet zasila cały budynek. Został on opłacony w połowie z dotacji, o wysokości 25 000 USD, które pochodzą z Massachusetts Technology Collaborative (stanowa agencja ds. rozwoju ekonomicznego na rzecz energii odnawialnej i innowacyjnej gospodarki). Pieniądze w tym funduszu zbierane są z nadpłat za każdy rachunek elektryczny w stanie Massachusetts.

Rozliczenia na zasadzie netto

Mają one miejsce wtedy, gdy licznik Pani Butler kreci się wstecz, czyli nie kupuje ona energii z sieci, lecz ją do niej sprzedaje. Licznik w domu Pani Butler, pochodzący z lokalnych zakładów energetycznych, pokazuje cenę energii elektrycznej w zależności od zużycia w ciągu dnia, co pozwala na wybranie najkorzystniejszego momentu na  jej sprzedaż. Możliwość podjęcia decyzji, w którym momencie należy sprzedać energię zapewniają akumulatory znajdujące się w piwnicy, dzięki którym Pani Butler może zgromadzić zapas energii na zasilanie domu przez tydzień.

Twórcą mikrosieci w domu Pani Butler jest inżynier Jonah DeCola, on też obliczył, że zwrot kosztów poniesionych na system Pani Butler (60 000 USD) nastąpi po 4,5 roku lub szybciej.

Jeśli przyjmiemy, że każdy budynek podobny do domu Pani Butler może zasilić trzy domy, to umieszczając go między nimi mamy lokalną elektrownię zasilaną z odnawialnych źródeł energii.  Wyobraźmy sobie teraz ile paneli fotowoltaicznych można by umieścić na budynkach takich jak biurowce, centra handlowe, czy obiekty pożytku publicznego. Przykładem takich rozwazań jest bostoński okręg Hull, który  posiada dwie turbiny wiatrowe o łącznej mocy ponad 2 megawatów i planuje budowę kolejnych w celu zasilenia całego miasta.

Nowe kierunki inwestycji

O tym, że mikrosieci są przyszłością energetyki świadczą również plany finansowe takich gigantów jak Google, Cisco, GE i IBM. Firmy te inwestują  obecnie w inteligentne sieci, oprogramowanie oraz urządzenia cyfrowe, dzięki którym konsumenci i  producenci energii będą mogli podejmować najlepsze decyzje związane z zużyciem energii elektrycznej.

Wszystkie te elementy składają się na budowę mikrosieci, w których większość decyzji podejmuje konsument, zachęcany finansową motywacją i wspierany systemami informatycznymi. Mikrosieci mogą sprawić, że udział OZE  w ogólnej produkcji energii wzrośnie bardzo szybko i dorówna kosztom energetyki konwencjonalnej. Ważny jest tu również czas, gdyż instalację źródeł wchodzących w skład mikrosieci, liczymy w miesiącach, a nie w latach. Natomiast zysk z całego przedsięwzięcia ponosi inwestor, a nie jak w przypadku źródeł konwencjonalnych zakłady energetyczne i ich udziałowcy.

Korzyści z mikrosieci jest mnóstwo, Pan Amory Lovins  z Rocky Mountain Institute naliczył ich aż 207 w swojej książce „Małe jest opłacalne”. Jedną z ważniejszych jest skala przedsięwzięć związanych z mikrosieciami, która obniża ryzyko inwestycyjne, co z kolei pozwala przypuszczać, że zysk z dolara zainwestowanego w energie z OZE może być o rząd wielkości (x10) większy niż z tego samego dolara zainwestowanego w konwencjonalne elektrownie.

Opłacalność tych inwestycji przewidziało GE, które ogłosiło 10 milionowe współfinansowanie Southwest Windpower (największy światowy producent małych turbin). Model Skystream jest w stanie pokryć od 40 do 90 proc. potrzeb na energię elektryczną  w domu. Szacowany koszt detaliczny turbiny, to od 12 000 do 18 000 USD i można go nabyć razem z symulacją czasu zwrotu z inwestycji, który wynosi od 4 do 5 lat. Dyrektor generalny GE Kevin Skillern twierdzi, że odpowiednie połączenie programów dopłat oraz rozwój technologii może uczynić z mikroturbin wiatrowych korzystny ekonomicznie zakup.

„Wyzwanie naszych czasów”, tak wypowiada się o energii David Shepler z IBM Research, który dodaje również, że produkcja energii rozproszonej na masową skalę jest wizją IBM. Dowodem jego słów jest dom, w którym obecnie zamieszkuje, położony w New York Hudson Valley. Łączy on energooszczędność, geotermalne ogrzewanie i chłodzenie oraz system paneli słonecznych o mocy 10 kilowatów.

W celu upowszechnienia energetyki ze źródeł odnawialnych IBM koncentruje swoje prace na oprogramowaniu dla inteligentnej sieci, do której można podłączyć 2000 różnych dopływów na powierzchni ponad 180 kilometrów kwadratowych. Drugi kierunek prac firmy, to rozwój baterii słonecznych, w których planuje się spadek cen rzędu 20 do 30 proc. jeszcze tego roku.

Konsumencki apetyt

Badania nad tym jak szybko może powstać mikrosieć przeprowadzono w Niemczech. Feed-in tarfiff (opłaty ponoszone przez elektrownie państwowe na rzecz podmiotów dostarczających do sieci energię z OZE). Taryfa ta dodaje do zwykłej zapłaty netto za energię elektryczną wyprodukowaną i dostarczoną przez nas do sieci, jeszcze kwotę pochodzącą z nadpłat ze wszystkich rachunków konsumenckich. Rezultatem tych przepisów jest zaoferowanie obywatelowi warunków takich, jakie przysługują zakładom energetycznym za każdą wybudowaną elektrownię. Taryfy te obowiązują już w 47 krajach, lecz Niemcy wiodą wśród nich prym. Wprowadzone one zostały w roku 1999, a w roku 2004 zdecydowano o tym, że producenci energii pochodzącej z fotowoltaiki mogą ją sprzedać czterokrotnie drożej niż wynosi stawka rynkowa (obowiązuje to do 2024 roku). Obecnie w średnio - słonecznych Niemczech zainstalowanych jest 5,4 gigawatów energii w panelach fotowoltaicznych. Obecnie jest to jedna trzecia światowej produkcji. Wszystko to dzięki opłacie 1 euro pochodzącej od odbiorców energii elektrycznej, którzy jedynie zużywają energię. Mogliby tej opłaty uniknąć, gdyby zdecydowali się na produkcję energii.

Feed-in tariff wprowadzone zostało również na Florydzie w celu instalacji 4 MW pochodzących z energii słonecznej, każdego roku przez 10 lat. Wprowadzona taryfa umożliwiła osiągnięcie założonego w  na 2009 rok pułapu w trzy tygodnie, zaś cel na rok 2010 w równie krótkim czasie.

Konsumencki apetyt na produkcje energii jest tak duży, że liczba instalowanych paneli powoduje obniżenie cen do takiego pułapu, że może zostać zniesione wsparcie finansowe.

Model przeterminowany

Wielu z nas wie, że Thomas Edison udoskonalił żarówkę elektryczną, ale mniej wielu zdaje sobie sprawę, że to on właśnie stworzył model centralnej produkcji energii. Centralna produkcja zakłada istnienie dużej elektrowni, przesył wyprodukowanej energii elektrycznej oraz jej dystrybucję. Łatwo się domyślić, że rozproszone źródła energii drastycznie zmieniają ten system. Zatem sprawa ta nie pozostaje bez odzewu ze strony centralnych dostawców energii, którzy tworzą problemy źródłom rozproszonym. W celu stawienia czoła centralnym dostawcom powołano organizację non-profit  Network for Energy Choices (na rzecz Wyboru nowej Energii). Każdego roku organizacja wydaje raport „Uwolnić Sieć”, w którym ujęte są rozwiązania prawne przyjazne mikrosieci energetycznej. Zgodnie z tym raportem 42 stany mają regulacje, które dopuszczają naliczanie opłat według zasad netto. Jednak analiza szczegółowa stwierdza, że 28 tych stanów, ma zbyt restrykcyjne przepisy, aby  ich mieszkaniec mógł brać czynny udział w produkcji energii.

Przykład pierwszy – Texas

Stanowe prawo Texasu wzmocnione uchwałą nr 3693 z roku 2007, na rzecz ochrony środowiska i wydajności energetycznej  wzywało do umożliwienia rozliczenia się dostawcom energii z OZE na zasadach netto, jak najszybciej. Jednak  twarde stanowisko lokalnych elektrowni stanęło ponad prawe stanowym uniemożliwiając jakiekolwiek działania w tym kierunku.

Przykład drugi – Arizona

Uchwalone ułatwienia finansowe dla produkcji energii z OZE w  tym stanie, miały być bodźcem do rozwoju energetyki rozproszonej. Odpowiedzią miejscowych zakładów energetycznych była chęć pobrania opłat za elektryczność, która na skutek budowy nowych źródeł nie zostanie kupiona u nich. Argumentem dla tego pomysłu były stałe koszty związane z utrzymaniem sieci przesyłowej i dystrybucją. Wynikiem tego byłaby następująca struktura cen:

-        klienci zakładów elektrycznych – 11 centów / kWh

-        klienci z panelami fotowoltaicznymi na dachach musieliby płacić 6,8 centa / kWh, mimo że nie korzystają z usług zakładów energetycznych 

Na szczęście proces, który odbył się w tej sprawie został rozstrzygnięty na korzyść źródeł rozproszonych.

Przykład trzeci – Północna Karolina

Jim Rogers,  dyrektor generalny  lokalnych zakładów energetycznych Duke Energy wyraził opinię, że rozliczenia na zasadach netto narażają zakład na „podwyższone ryzyko utraty wpływów”. Natomiast w instalacji paneli fotowoltaicznych firma nie widzi przeszkód pod warunkiem, że będzie ich właścicielem, gdyż w efekcie końcowym To właśnie Duke Energy jest w stanie produkować takie systemy najtaniej. Ivan Urlaub z North Caroline Sustainable Energy Association  wyjaśnia, że nie jest to prawda z uwagi na fakt, że oferta, którą złożyły zakłady Duke Energy związana z programem 20 megawatowych paneli słonecznych na dachach, wypadła dużo słabiej, niż oferty niezależnych firm.

Przykład czwarty – Los Angeles

Wydział Wodociągów i Energetyki Los Angeles walczy z energetyką rozproszoną już od 10 lat. Rok 1999 – zostają uchwalone dopłaty na rzecz energetyki z OZE, „wydział” oferuje 30 największym odbiorcom energii elektrycznej w mieście 5 procentowe rabaty przez 10 lat, jeśli nie będą instalować paneli słonecznych. Inni klienci otrzymują w tym samym czasie od zakładów prezent w postaci dodatkowej opłaty (np. Okręgowy Zespół Szkół Policealnych), które podjęły decyzję o produkcji własnej energii.

Dzisiaj miasto aniołów korzysta zaledwie w jednym procencie z energii słonecznej. Chce to zmienić Antonio Villaraigosa stawiając za cel 20 procentowy udział już w przyszłym roku. Odpowiedzią „wydziału” był plan zainstalowania 400 megawatów paneli słonecznych na dachach centrów handlowych, budynków przemysłowych i administracyjnych. Wszystko było by dobrze, gdyby nie fakt, że właścicielem paneli byłby „wydział”, nawet gdyby miały one być instalowane na terenie prywatnym. Projekt oszacowano na 3,5 mld USD, które wpłynęły by z kieszeni podatników za sprawą 2 do 4 procentowej podwyżki cen energii.

Dziwne to przypadki, że w gospodarce wolnorynkowej są podmioty, które sterują rynkiem. Powyższe przykłady pokazują jednak, że takie sterowanie da się pokonać, mając na uwadze dobro obywateli.

W czasach Thomasa Edisona żarówka, którą udoskonalił była cudem techniki, pomimo, iż 80 procent pobieranej przez nią mocy zużywane było na produkcję ciepła. W tej chwili mamy żarówki tzw. energooszczędne, które pobierają moc jedynie na potrzeby oświetlenia, przy minimalnych stratach na uboczną produkcję ciepła. Tak samo jest z systemami energetycznymi, kiedyś model energetyki centralnej był dobry, bo świetnie dopasowany do źródeł wytwórczych. Dziś model ten wymaga zmian, bo zmieniły się również źródła.

Nowe myślenie o energetyce widoczne jest zwłaszcza w stanie Massachusetts. Zakłady energetyczne zostały tu wyłączone z produkcji i kupują energię od podwykonawców. Takie rozwiązanie sprawia, że nie ma dla nich różnicy skąd pochodzi energia. Ian Bowes – sekretarz stanu ds. energetyki i ochrony środowiska mówi, że to czego dotąd brakowało do dynamicznego rozwoju energetyki rozproszonej, to wyjście do klienta, np. z ofertą emitowaną w telewizji, której treść informuje o możliwości obniżenia opłat za prąd, trzeba tylko zadzwonić pod dany nr telefonu. Przecież energia, to też produkt i jak każdy produkt powinna być odpowiednio sprzedawana, a oferta jej sprzedaży reklamowana.

Wchodzimy w czas, kiedy klienci chcą mieć większy wpływ na rynek towarów i usług. Są gotowi informować producentów i dostawców o swoich potrzebach, ale będą je też egzekwować. Ich głos nie może zostać zlekceważony, choć znajda się zapewne ludzie próbujący budować tamę dla tej rzeki wymagań stawianych przez odbiorców energii, ale prawda jest taka, że woda zawsze znajduje sobie drogę i żadna koncernowa zapora jej nie zatrzyma.

Biuro Klastra 3x20