Światowa energetyka coraz mocniej wchodzi w erę cyfrową. Na naszych oczach tradycyjne kable zamieniają się w inteligentne szlaki przesyłowe, nad którymi operatorzy w czasie rzeczywistym monitorują i sterują przepływem energii. To cyfrowa rewolucja, która ma jeden cel – przygotować system energetyczny na wyzwania XXI wieku.
- Teza. Tradycyjny, jednokierunkowy model przesyłu energii wyczerpał swoją wydolność w starciu z rosnącym zapotrzebowaniem sektora cyfrowego i rozwojem energetyki rozproszonej
- Dowód. Według danych IEA popyt na prąd rośnie dwa razy szybciej niż na inne paliwa. Jednocześnie zdaniem firm budowa nowej infrastruktury zajmuje średnio dekadę. Oznacza to, że sieć przestaje nadążać za cyklami rozwoju technologii i towarzyszącym temu zapotrzebowaniu na prąd.
- Efekt. Jedynym sposobem na uniknięcie paraliżu systemu jest natychmiastowa cyfryzacja, taka jak polski system CSIRE czy rozwiązania wdrożone w Urugwaju, które pozwalają szybko optymalizować zarządzanie istniejącą infrastrukturą, zamiast czekać latami na inwestycje w kable.
E-energetyka wkracza do sieci. Spis treści
Aby zrozumieć dzisiejszą rewolucję w energetyce, warto spojrzeć na dawny model sieci przesyłowych. Przez dekady działały one jak stacja telewizyjna – jeden nadajnik wysyłał sygnał do milionów odbiorników. Energia płynęła tylko w jednym, ustalonym kierunku. Dziś ten model odchodzi w przeszłość, ustępując miejsca dwukierunkowej sieci, w której każdy punkt może zarówno pobierać, jak i oddawać energię.
Od infrastruktury do inteligentnego systemu
Dwukierunkowość sieci nie jest wyłącznie technologiczną ciekawostką. Zmiana ta pociąga za sobą głęboką korektę całej architektury systemu energetycznego. W momencie, gdy miliony punktów na mapie mogą jednocześnie pobierać i oddawać energię, sama modernizacja infrastruktury przestaje wystarczać, by utrzymać wydajność sieci energetycznej.
Oznacza to konieczność zarządzania przepływami w skali milisekund. Zadanie to przejmują zaawansowane algorytmy. To one zamieniają tradycyjne kable w inteligentne szlaki przesyłowe.
Zmiana ta zmusza operatorów systemów sieciowych do wzięcia na siebie nowych obowiązków. We współczesnych realiach przestają być tylko zarządcami fizycznej infrastruktury. Stają się firmami technologicznymi, których podstawowym narzędziami zarządzania całym systemem energetycznym są dane i algorytmy sterujące. Bezpieczeństwo energetyczne coraz mniej dziś zależy od ilości miedzi w ziemi, a coraz bardziej od jakości posiadanego przez spółkę zaplecza informatycznego.
Popyt na energię elektryczną rośnie dwa razy szybciej niż na jakąkolwiek inną moc
System energetyczny stoi dziś przed rosnącymi wyzwaniami. Według prognoz Międzynarodowej Agencji Energetycznej (IEA), globalny popyt na prąd rośnie obecnie dwa razy szybciej niż zapotrzebowanie na jakiekolwiek inne paliwa. Tworzy to presję, z jaką elektroenergetyka nie miała wcześniej do czynienia.
Skokowy wzrost zapotrzebowania na prąd wynika przede wszystkim z gwałtownego przyrostu energochłonnych odbiorców cyfrowych. Na pierwszy plan wysuwają się centra danych zasilające sztuczną inteligencję (AI). Instalacje te pobierają ogromne ilości energii w trybie ciągłym, nie dając infrastrukturze chwili na wychłodzenie czy regenerację. Dodatkowo w państwach Zachodnich wymagania regulacyjne stawiają wymagania, że zużywana tam energia powinna być jak niskoemisyjna.
Obsłużenie takich punktów stawia sieci energetyczne przed wyzwaniem, do którego nie były projektowane dekady temu. Centra danych to jednak tylko część problemu. Sieci muszą także radzić sobie z rosnącym udziałem odnawialnych źródeł energii, potrzebami bilansowymi systemu oraz procesem dekarbonizacji gospodarki. Dziś operatorzy nie mierzą się tylko z wyzwaniem obsługi w systemie kilku większych elektrowni, ale również z zarządzaniem równoczesną pracą tysięcy mniejszych instalacji. To wszystko sprawia, że tradycyjne metody planowania rozwoju systemu przestają być wystarczające.
Przepustowość sieci kluczowym wyzwaniem
Zdaniem IEA przepustowość światowych sieci energetycznych musi się podwoić do 2040 r., aby sprostać rosnącemu popytowi na energię elektryczną. Realizacja tego celu wyłącznie tradycyjnymi metodami budowlanymi jest jednak praktycznie niemożliwa.
Rozwój nowej infrastruktury przesyłowej wymaga jednak czasu.
W miarę jak odbiorcy o dużym obciążeniu i centra danych zorientowane na sztuczną inteligencję domagają się ogromnych ilości coraz bardziej elastycznej i czystej energii z systemu elektroenergetycznego, obecne przedsiębiorstwa energetyczne proponują ogromne projekty przesyłowe, których realizacja może zająć dekadę.
Aaron Zubaty, dyrektor generalny amerykańskiej firmy energetycznej Eolian, dla WEF
Tak długi czas oczekiwania na inwestycję wynika ze skomplikowanych procedur administracyjnych, sporów własnościowych oraz protestów społecznych, które skutecznie blokują wielkoskalowe inwestycje sieciowe. Tymczasem sektor technologiczny rozwija się w bardzo dynamicznie i nie może czekać dziesięciu lat na przyłącze dla nowego centrum danych.
To fizyczne „zatkanie” sieci wymusiło na inżynierach przejście do cyfrowej optymalizacji już istniejących zasobów. Zamiast budować nowe linie, koncentrują się na inteligentnym monitorowaniu i zarządzaniu przepływami w sieci. Pozwala to bezpiecznie zwiększać przesył energii i zarządzać gwałtownie rosnącym popytem. Cyfrowa optymalizacja sieci okazuje się rozwiązaniem tańszym i niemal natychmiastowym, dając czas operatorom na realizację najtrudniejszych inwestycji sieciowych.
CSIRE, czyli polska cyfryzacja rynku energii
Jednym z elementów polskiej odpowiedzi na rosnące wyzwania współczesnej energetyki jest Centralny System Informacji o Rynku Energii (CSIRE), wdrażany przez Polskie Sieci Elektroenergetyczne (PSE). Zadaniem tej platformy jest ujednolicenie standardów wymiany informacji o rynku energii pomiędzy jego uczestnikami. System ma działać poprzez dwa równoległe portale, nad których rozwojem wciąż pracują PSE.
Dla odbiorców końcowych i prosumentów powstaje portal Moje IRE (Moje Informacje Rynku Energii). Umożliwia on bieżący monitoring parametrów punktów poboru. Dzięki temu użytkownicy mogą świadomie oszczędzać energię i lepiej planować jej zużycie.
Dla profesjonalistów, takich jak sprzedawcy energii czy operatorzy systemów dystrybucyjnych, przygotowano Portal Użytkownika Profesjonalnego (PUP). Pozwala on na w pełni cyfrową realizację procesów rynkowych. Ma to na celu przyśpieszenie dystrybucji energii i ułatwienie kontaktów między sprzedawcami. Portal ma usuwać istniejące bariery informacyjne, które ograniczają wykorzystanie elastyczności popytu na energię.
Wdrożenie CSIRE to krok milowy w kierunku inteligentnego zarządzania krajowym systemem energetycznym. Dzięki temu Polska wpisuje się w globalny trend, w którym informacja o energii staje się równie cenna jak sama moc przepływająca w kablach.
Urugwaj udowodnił, że sieć przyszłości już istnieje
Inspiracją dla polskiej transformacji może być przykład Urugwaju, który w ciągu kilkunastu lat całkowicie przebudował swój system elektroenergetyczny. Jednocześnie kraj ten oprał prawie całą swoją produkcję prądu na OZE. Jak podaje IEA, w 2024 r. zeroemisyjne instalacje zapewniły około 98 proc. całkowitej produkcji energii elektrycznej.
Ważną rolę odegrała w tym właśnie cyfryzacja sieci oraz nowoczesne systemy kontroli przepływów, które pozwoliły stabilnie integrować zmienną generację wiatrową i słoneczną. W efekcie koszty wytwarzania energii spadły o około połowę w porównaniu z okresem dominacji paliw kopalnych. To pokazuje, że inteligentny system energetyczny oznacza nie tylko korzyści środowiskowe, lecz także wymierny zysk ekonomiczny dla państwa.
Efekty tej transformacji wykraczają jednak daleko poza same rachunki za prąd. Jak twierdzi Ramón Méndez Galain, były sekretarz ds. energii Urugwaju rozwój sektora odnawialnej energii i infrastruktury cyfrowej doprowadził do powstania około 50 tys. nowych miejsc pracy, co odpowiada blisko 3 proc. całej siły roboczej kraju. Jednocześnie Urugwaj osiągnął poziom elektryfikacji sięgający 99,9 proc., praktycznie eliminując problem wykluczenia energetycznego, także w regionach oddalonych od dużych ośrodków miejskich.
Lekcja płynąca z doświadczeń Urugwaju może być inspiracją dla polskich decydentów. Przykład tego kraju z Ameryki Południowej pokazuje, jak cyfryzacja ułatwia transformację energetyczną i sprawia, że staje się ona bardziej efektywna i przystępna.
Ignacy Zieliński, dziennikarz Biznes Enter
Część odnośników to linki afiliacyjne lub linki do ofert naszych partnerów. Po kliknięciu możesz zapoznać się z ceną i dostępnością wybranego przez nas produktu – nie ponosisz żadnych kosztów, a jednocześnie wspierasz niezależność zespołu redakcyjnego.
Zdjęcie główne: Bernd Dittrich/ Unsplash.com