DSR_streszczenie HK 06 03 2014

Usługa redukcji obciążenia ratunkiem dla KSE
Autor: Henryk Kaliś – prezes Izby Energetyki Przemysłowej i Odbiorców Energii,
przewodniczący Forum Odbiorców Energii Elektrycznej i Gazu, przewodniczący FORUM
CO2
(„Energetyka Cieplna i Zawodowa” – nr 2/2014)
Obciążenie Krajowego Systemu Elektroenergetycznego (KSE) cechuje się dużą
zmiennością – sezonowe, lub nawet dobowe, różnice pomiędzy szczytem i doliną
obciążenia mogą sięgać kilku GW. Usługa redukcji obciążenia – świadczona przez
Odbiorców energii może pozwolić na kształtowanie krzywej obciążenia KSE, poprzez
zmniejszenie sezonowych i dobowych różnic pomiędzy szczytami i dolinami obciążenia.
W 2012 r szczytowe zapotrzebowanie na moc w KSE wyniosło 25,8 tys. [MW], jednak
zapotrzebowanie o wartości większej niż 25 tys. [MW] było przekroczone jedynie przez 25
godzin. W 2013 r. max. zapotrzebowanie KSE wyniosło jedynie 24,8 tys. [MW].
Usługa redukcji zapotrzebowania na polecenie OSP świadczona przez odbiorców końcowych,
umożliwia redukowanie zapotrzebowania szczytowego w KSE przez kilkadziesiąt godzin w
roku, co stanowi uzasadnioną ekonomicznie alternatywę dla budowy i utrzymywania nowych
mocy w elektrowniach systemowych.
Działalność Odbiorców w ramach usługi redukcji obciążenia polegać ma na tymczasowym
dostosowaniu zapotrzebowania na moc (DSR – Demand-side response) albo na sygnał
Operatora Systemu albo ze względów ekonomicznych – poprzez odpowiednią konstrukcję
taryf i rynkowe ceny energii. Rozwiązania tego typu funkcjonują już w Stanach
Zjednoczonych, kilku państwach europejskich (między innymi w Niemczech i Wielkiej
Brytanii, Francji i Włoszech) oraz Australii i Nowej Zelandii.
Tab. 1 Suma kwadransów w których zapotrzebowanie mocy w KSE przekracza:
Ostatnie
MW
Ostatnie
MW
Ostatnie
MW
2010
MW
1000 24 449
h
30
2011
MW
23 780
2000 23 449
187 22 780
406 23 845 172 22 761 458
3000 22 449
567 21 780
999 22 845 494 21 761 1 144
h
75
2012
MW
h
24 845 33
2013
MW
h
23 761 98
Perspektywy DSR w Polsce
Świadczenie usługi DSR polega na redukcja obciążenia – a więc w przypadku zakładu
przemysłowego wiąże się z wstrzymaniem bądź też zmniejszeniem produkcji na sygnał
Operatora Systemu Przesyłowego. Oznacza to, iż poza kosztami organizacyjnymi i
technicznymi jakie poniosą zakłady produkcyjne w celu przystosowania się do świadczenia
tej usługi, pojawią się też koszty wynikające z ograniczenia produkcji.
Z tego powodu wdrożenie DSR w Polsce wymaga wprowadzenia systemu wynagradzania,
który stanowiłby dla przedsiębiorstw wystarczającą zachętę rekompensującą koszty
podejmowanych działań. Warunkiem koniecznym jest tutaj wprowadzenie opłaty za
gotowość do jej świadczenia tej usługi.
W wymienionych wyżej krajach europejskich ceny za gotowość do zredukowania obciążenia
są zróżnicowane w zależności od specyfiki systemów energetycznych i kształtują się od 40 do
50 k€/MW/rok.
Szacowany potencjał tego typy usługi w Polsce zależy wprost od wysokości stawki za
gotowość i wynosi:
− ponad 2000 MW przy cenie 40-100 i więcej k€/MW/rok,
− około 1000 MW przy cenie 20-40 k€/MW/rok.
Do najważniejszych atutów krajowych odbiorców przemysłowych zaliczyć należy znaczące
zapotrzebowanie mocy, zdolność do sterowania zużyciem energii elektrycznej, posiadanie
wykwalifikowanych służb technicznych oraz infrastruktury pomiarowej i informatycznej.
Ponadto zabudowa w rozdzielniach przemysłowych automatyki SCO (Samoczynnego
Częstotliwościowego Odciążenia) umożliwia stworzenie skoordynowanego systemu
bezpieczeństwa na wypadek deficytu mocy bądź też problemów z utrzymaniem innych
parametrów KSE.
Agregator Popytu
To podmiot pośredniczący w realizacji redukcji zapotrzebowania pomiędzy Operatorem
Systemu Przesyłowego a odbiorcami końcowymi. Jego rolą jest ustalenie zasad i warunków
współpracy z OSP, przygotowanie i uzgodnienie oferty dla odbiorców, nadzór operacyjny nad
fizyczną realizacją usługi, prowadzenie wzajemnych rozliczeń oraz spraw formalnoprawnych.
Agregator popytu winien dysponować niezbędnymi środkami organizacyjnymi i
technicznymi umożliwiającymi pełne wykorzystanie krajowego potencjału redukcji
zapotrzebowania, dającymi OSP gwarancję niezawodnej realizacji deklarowanej usługi na
określonych warunkach.
Skuteczne zarządzanie znaczącym wolumenem redukcji zapotrzebowania wymaga stworzenia
informatycznego systemu monitorowania i nadzoru opartego o transmisję danych
pomiarowych od odbiorców końcowych fizycznie realizujących tę usługę do siedziby
Agregatora.
Profesjonalny Agregator zapewnia zarówno OSP jak i odbiorcom realizującym usługi na
rzecz KSE cały szereg korzyści.
Korzyści dla PSE:
• zwiększenie liczby podmiotów uczestniczących w redukcji zapotrzebowania i
zapewnienie przez to potrzebnych w KSE mocy;
• zwiększenie niezawodności dostaw poprzez możliwość prowadzenia nadmiarowej
kontraktacji;
• zwiększenie elastyczność poprzez możliwość dostosowania oferty do potrzeb OSP
• zmniejszenie kosztów funkcjonowania KSE.
Korzyści dla odbiorców:
• zmniejszenie kosztów przygotowawczych i operacyjnych na uczestnika;
• możliwość uzyskania profesjonalne doradztwa i obsługi;
• zwiększenie elastyczność poprzez dostosowanie warunków świadczenia usługi do
specyfiki odbiorcy;
• możliwość uzyskania przez odbiorców końcowych dodatkowych przychodów, co
szczególnie w przypadku przemysłowych odbiorców energii elektrycznej pozwala na
poprawę sytuacji konkurencyjnej.
Dzięki pośrednictwu Agregatora możliwe jest zwiększenie potencjału redukcji poprzez
możliwość:
• spełniania oczekiwanego przez OSP poziomu redukcji poprzez wielu odbiorców o
zróżnicowanych możliwościach;
• łączenia wymaganego czasu redukcji poprzez aktywację kilku kolejnych odbiorców;
• wykorzystania do redukcji mocy niedostępnych w sposób ciągły;
Usługi systemowe z prawnego punktu widzenia
Regulacje dotyczące usług systemowych znaleźć można w:
•
•
Kodeksie sieci ENTSO-E,warunkiem wprowadzenia zawartych w nim regulacji jest
uzyskanie akceptacji krajowego organu regulacyjnego i przeprowadzenie analiz
określających opłacalność ich stosowania.
Dyrektywie 2012/27/UE o Efektywności energetycznej, która zobowiązuje
krajowe organy regulacyjne sektora energetycznego do wprowadzania na rynki
hurtowe i detaliczne energii pozyskiwanej w efekcie redukcji zapotrzebowania;
operatorów systemów przesyłowych i dystrybucyjnych do traktowania usługodawców
oferujących redukcje zapotrzebowanie, w tym AGREGATORÓW, w sposób
niedyskryminacyjny;
państwa członkowskie do wspierania korzystania z energii pozyskiwanej poprzez
usługi systemowe polegające na redukcji obciążenia przez odbiorców końcowych;
krajowe organy regulacyjne i operatorów systemów przesyłowych i dystrybucyjnych
do ścisłej współpracy z usługodawcami świadczącymi usługi DSR.
Rys 1 – Usługa redukcji obciążenia - świadczona przez odbiorców energii może pozwolić na kształtowanie
krzywej obciążenia KSE, poprzez zmniejszenie sezonowych i dobowych różnic pomiędzy szczytami i dolinami
obciążenia
Usługa DSR w praktyce
Odbiorcy przemysłowi mogą skutecznie świadczyć sługi systemowe w zakresie:
•
•
•
regulacji Mocy Czynnej DSR (DSR APC),
regulacji Mocy Biernej DSR (DSR RPC),
automatycznej reakcji na spadek Częstotliwości w KSE, DSR (DSR SFC),
Przydatność urządzeń odbiorcy do świadczenia każdej z w/w usług (z punktu widzenia
potrzeb KSE) uzależniona jest od ich położenia w sieci elektroenergetycznej. Odzwierciedlają
ją pojęcia „waga punktu odbiorczego” i „waga zamkniętego systemu dystrybucyjnego”.
Ocenę tej przydatności dokonuje dla każdego podmiotu świadczącego usługi systemowe OSP.
W gestii OSP pozostaje również określenie sposobu realizacji usługi, np. poprzez odłączenie
przy spadku częstotliwości lub napięcia, zmniejszenie poboru, lub regulację urządzeń do
kompensacji statycznej.
Tab 2. Parametry usług DSR, Europa i świat
Rynek
[MW]
Kalifornia 46 000
USA
PJM
158 000
Nowa Zelandia 4 500
Hiszpania
44 000
Francja
102 000
Włochy
56 000
Wielka Brytania 60 000
Niemcy
86 000
Potencjał redukcji
[MW]
635
15 000
500
2 100
700
400 000
1 000
3 000
Opłata za gotowość
tys. Euro/MW/rok
67-93
40
131
200
30
120
12-48
30
Sterowanie generacją
Instrukcja Ruchu i Eksploatacji Sieci Przesyłowej (IRiESP) zawiera definicje szeregu usług
systemowych świadczonych przez Wytwórców energii na rzecz KSE.
Usługi te pozwalają Operatorowi Systemu Przesyłowego na daleko idącą ingerencję w pracę
jednostek wytwórczych, sterowanie ich pracą w zależności od potrzeb KSE i aktualnej
sytuacji ruchowej. Osobną kategorią usług systemowych są usługi pozwalające na odbudowę
Krajowego Systemu Elektroenergetycznego.
Działania na rzecz usług systemowych
Odbiorcy przemysłowi skupieni w FOEEG prowadzą aktualnie działania związane z oceną
potencjału i perspektywy świadczenia usług systemowych w Polsce. Obejmują one między
innymi analizy określające możliwy do zaoferowania wolumen mocy, ocenę stopnia
zainteresowania świadczeniem takiej usługi a także, co najważniejsze, określenie warunków
na jakich zakłady przemysłowe byłyby skłonne ją świadczyć.
Rys 2 - Zapotrzebowanie na moc KSE w 2012 r.
Co robi operator, by pozyskać rezerwy mocy?
Wśród działań Operatora Systemu Przesyłowego na rzecz pozyskania niezbędnego poziomu
rezerw mocy wymienić można:
• Ogłoszenie 19 grudnia 2013 r. przetargu mającego na celu zawarcie z odbiorcami
przemysłowymi umów umożliwiających sterowanie redukcją obciążenia o wolumenie
200 MW („Praca Interwencyjna: redukcja zapotrzebowania na polecenie OSP”).
• Wprowadzenie karty aktualizacji CB/8/2013, która przewiduje nowy typ jednostki
grafikowej - Jednostkę Grafikową Odbiorczą Aktywną (JGoa) reprezentującą odbiory,
dla których mogą być składane (przez URB dysponujących sterowalnymi urządzeniami
i instalacjami odbiorczymi) oferty bilansujące w zakresie redukcji obciążenia.
• Wprowadzenie karty aktualizacji CB/9/013 zmieniającej zasady wyznaczania i
rozliczania operacyjnej rezerwy mocy dla jednostek grafikowych wytwórczych
aktywnych (JGWa). Najważniejszy jej element to dwukrotne zwiększenie wielkości
wymaganej godzinowej operacyjnej rezerwy mocy z 9% do 18%.
Przedmiotem zakupu przez OSP, są tu zdolności wytwórcze JGWa stanowiące nadwyżkę
mocy ponad Umowy Sprzedaży Energii (dla godzin szczytu zapotrzebowania, tj od godziny
700 do godziny 2200 we wszystkie dni robocze), które to zdolności:
− stanowiły w trakcie realizacji dostaw energii rezerwę mocy dla JGwa będących w ruchu
albo w postoju, dostępną ze względu na warunki pracy elektrowni,
− zostały wykorzystane do wytwarzania wymuszonego energii elektrycznej lub do
wytwarzania energii elektrycznej w ramach realokacji USE na JGwa na Rynku
Bilansującym.
•
Przeprowadzenie przetargu na zakup „interwencyjnej rezerwy zimnej”.
Usługa polega na dysponowaniu przez OSP należącymi do wykonawcy jednostkami
wytwórczymi będącymi Jednostkami Wytwórczymi Centralnie Dysponowanymi, którym
przyznano od dnia 1 stycznia 2016 r. prawo do korzystania z czasowego odstępstwa od
standardów emisyjnych, ujętymi w Przejściowym Planie Krajowym, który obowiązuje od
2016 r. do 30 czerwca 2020 r.
Jednostki, w zależności od potrzeb, miałyby być utrzymywane w gotowości do
uruchomienia (rezerwa zimna) lub też uruchomione i zdolne do wprowadzenia do sieci
określonej przez OSP ilości energii (rezerwa ciepła).
Cena za świadczenia usługi interwencyjnej rezerwy zimnej składa się z następujących
elementów:
a) opłaty za gotowość do świadczenia Usługi (Cm - określone w postępowania o
udzielenie zamówienia),
b) ceny godzinowe za energię elektryczną dostarczoną na Rynek Bilansujący równą sumie:
ceny wytwarzania wymuszonego z Umowy o Świadczenie Usług Przesyłania (170180 zł/MWh);
jednostkowych kosztów uprawnień do emisji CO2 wyznaczanych na podstawie
wskaźnika emisji CO2 (około 25 zł/MWh)
c) ceny za uruchomienie jednostki ze stanu zimnego/ciepłego/gorącego, ustaloną w
Umowie o Świadczenie Usług Przesyłania.
***
Usługa redukcji zapotrzebowania na polecenie OSP, z uwagi na niski koszt dla odbiorców
końcowych i najkorzystniejszy ze wszystkich dostępnych OSP form świadczenia usług
systemowych wpływ na pracę KSE, winna być wprowadzona przez OSP w możliwie
największym zakresie, z wykorzystaniem pełnego krajowego potencjału redukcji.
Usługa ta winna być wprowadzana w pierwszej kolejności, tzn. przed wprowadzeniem usług
dedykowanych elektrowniom systemowym takich jak „Rezerwa Operacyjna” czy
„Interwencyjna rezerwa zimna”, a z pewnością przed wprowadzeniem elementów „Rynku
mocy”.
O wielkości kontraktowanego przez OSP potencjału poszczególnych usług systemowych,
obok konieczności zapewnienia bezpieczeństwa KSE, winno również decydować kryterium
kosztów (wpływ na końcowy koszt energii elektrycznej dla odbiorców końcowych), oraz czas
dostępu i niezawodność świadczenia usługi.
Koszt usług systemowych świadczonych przez energetykę systemową winien uwzględniać
wszystkie składniki (zarówno opłatę za gotowość, jak i cenę dostarczonej energii
elektrycznej, cenę uprawnień do emisji CO2, jak i koszt uruchomień).
Wycena usługi „Redukcji zapotrzebowania na polecenie OSD” winna być zróżnicowana i
uwzględniać przydatność poszczególnych odbiorców i instalacji dla potrzeb KSE takich jak:
•
•
•
wielkość redukcji
czas realizacji polecenia redukcji;
dostępny czas trwania redukcji.
Rys 3 - Agregator, w celu wypełnienia bloku redukcji, może wykorzystać kilku odbiorców o zróżnicowanych
specyfikach i uwarunkowaniach wypełniając kolejne jego godziny podobnie, jak w popularnej grze „Tetris”.