Energetska mreža

Od otkrića vatre, preko industrijske revolucije, pa sve do sadašnjeg tehnološkog buma, energija je ta koja je pokretala svet. Oko energije su se vodili ratovi, smenjivali vladari, rušile i stvarale čitave civilizacije. Pa nije čudo što i danas kada smo svesni da moramo promeniti izvore energije nailazimo na ogroman otpor moćnih interesnih grupa.

U nekom smislu energija je veoma slična šećeru, ako ga imate premalo organizam neće moći da funkcioniše, ako ga imate previše ili neravnomerno raspoređenog izazivaće bolesti. Pa tako, svetska ekonomija koja je poslednjih 200 godina zavisna od fosilnih goriva ulazi u poslednju fazu bolesti koja se, ako se navike ne promene, može pokazati fatalnom za pacijenta.

Energija je sve što je potrebno da se civilizacija brzo uzdigne na veći stepen razvoja, čak i sa minimalnom količinom mineralnih resursa, kada znate kako.

Sav komfor koji danas imamo, svi uređaji, odeća, hrana, medicina, protok informacija, transport… bili bi nezamislivi u sadašnjem obliku bez efikasnih izvora energije i njenog distribuiranja tamo gde je ona potrebna.

Što se Srbije tiče energetska distributivna mreža se može grubo podeliti na:

• električne mreže
• mreža distribucije fosilnih goriva (gasna mreža, dobavljači i proizvođači nafte, prerada, benzinske pumpe, transport, korisnici…)
• distributivne mreže za biomase (drvo, slama, pelet, briketi… prikupljanja, snabdevanja i upotrebe bilo za grejanje ili za proizvodnju električne energije)

Što se električne energije u Srbiji tiče za 2020. godinu planirana je proizvodnja od 39405 GWh, pri čemu se 72% proizvodi u termoelektranam, 24.5% u hidroelektranam dok ostalih 3.5% otpada na sve ostale vidove energije.
Od 72% električne energije koja se proizvodi u termoelektranama, za sagorevanje se većinom koristi lignit (rangiran kao najgori tip uglja). Pri čemu treba uzeti u obzir da je proizvodnja električne energije samo delić ukupne energije koja je Srbiji potrebna i od koje ona zavisi.

Osim što se koristi u elektranama lignit se često koristi i domovima za grejanje. Domaćinstva kojih po popisu iz 2011. godine ima 2.48 miliona izdvaja minimum 500 evra godišnje ^[*] za grejanje. Svake godine Srbija bukvalno spali više od 1.2 milijade evra kroz trošenje uglja, mazuta, plina, drveta i ostale biomase za potrebe grejanja. Na ovo treba dodati da poslovni objekti u proseku potroše približno isto toliko.

Srbija je visoko zavisna od fosilnih goriva, 88% ukupne energije koja se koristi dolazi iz uglja, nafte i gasa. Pa je tako u 2019-toj ugalj je činio skoro 50% ukupnog udela svih energetskih potreba, dok je nafta imala 23% a gas 15% učešća. Imajući u vidu da se sagorevanjem uglja u vazduh otpuštaju brojni toksini jasno je zašto je kvalitet vazduha u Srbiji najgori u Evropi. ^[*]

Ukupna uvozna zavisnost Srbije u 2019. godine bila je 32.28%. Od svih energenata koje koristimo 85% gasa, 73% naftnih derivata i 5% uglja se dobija uvozom. Svake godine novac izlazi iz zemlje a zatim se i ovi resursi koji smo uvezli - spaljuju. ^[*]

Što se obnovljivih izvora tiče, hidropotencijal je činio samo 5% dok je biomasa imala udeo od 7%. U okviru ovoga treba napomenuti da postoje razni oblici biomase i da svi nisu isti kada se govori o uticaju na okolinu i doprinos globalnom zagrevanju. Od obnovljivih izvora Srbiji su još na raspolaganju sunčeva, geotermalna, energija vetra i biogasa od koji se dobija manje od 0.5% ukupne energije, dok je potencijal toliki da može da neutrališu našu zavisnost od fosilnih goriva i da čak stvore višak koji bi mogao se izveze. Bez obzira što 0.5% izgleda kao jako mali udeo, uz pravilnu strategiju moguće je u toku sledećih 10 godina u potpunosti preći na obnovljive izvore. Ovaj prelazak može značajno pospešiti srpski BDP kome je ova serija članaka i namenjena. Ali o tome detaljnije u posebnom tekstu.
Napomena: Nije mi poznato zašto je u “Energetski bilans Republike Srbije za 2020. godinu: 94/2019-75” zbirno ukupno učešće bruto potrošnje veće od 100%.

Ukupno snabdevanje energijom 2019. godine je bilo 15.34 milionima tona ekvivalenta nafte (Mten). Od toga 22% (3.39 Mten) otpada na električnu energiju dok 78% otpada na druge vidove potrošnje.
Ovo grubo znači da ako bi hteli da stopostotno pređemo na električnu ekonomiju, elektro-distributivna mreža bi morala da se prilagodi da podnese 5 puta veći kapacitet. U realnim uslovima ovaj multiplikator bi bio značajno manji zbog većeg stepena iskorištenja električne ekonomije kao i smanjenja nepotrebnih gubitaka.

Obzirom na drastični pad cena tehnologija za proizvodnju električne energije iz obnovljivih izvora možemo reći sa sigurnošću da je budućnost električna a da će svi vidovi fosilnih goriva vremenom nestati iz upotrebe. Samim tim ekonomski pametan potez bi bio da se i mi što pre prilagodimo tom trendu elektrifikacije, ulažući novac u sopstvene proizvodne kapacitete i inovacije.

Većina distributivnih mreža građena je po centralističkom modelu snabdevanja, gde se energija distribuira iz malog broja električnih elektrana ka mnogobrojnim potrošačima. Samim tim distributivna-mreža nije dizajnirana tako da prihvata i distribuira električnu energiju od velikog broja malih proizvođače električne energije.

[💡] Električna-distributivna mreža mora biti prilagođena tako da omogući miks različitih proizvođača, i mora biti takva da omogući slobodnu prodaju energije. Samim tim svako lice koje ima način da proizvodi energiju, naravno poštujući zadata pravila, može bez teškoća investirati i u takav vid proizvodnje. Ovo prilagođavanje nije tehnički jednostavno ali je dugoročno isplativo. Primera radi, u nekim zapadnim zemljama na nivou naselja, ulica, ili kvartova ljudi između sebe mogu slati, pozajmljivati, kupovati ili prodavati električnu energiju. Ovaj način decentralizacije i lokalizovane distribucije globalno gledano značajno može rasteretiti mrežu.

[💡] Da bi se rešenje sprovelo u delo sledeći delovi se moraju razmotriti kao deo celine:

• administrativno zakonski deo
• tehničko distributivni i skladišteni deo
• demokratizacija proizvodnje
• finansijski deo

● Administrativno zakonske procedure moraju biti brze i jednostavne, i to u tolikoj meri da za pokretanje proizvodnje treba manje papira i vremena nego što bi trebalo za zahtev za ličnu kartu ili otvaranje firme. Idealno bi bilo ako bi se sve moglo završiti elektronskim putem, registracija, prilaganje dokumnetacija, overa, provera.
Svima treba omogućiti iste uslove da postane povlašćeni proizvođač električne energije. Ključna stvar je da se investiranje u energiju omogući većem broju mikro investitora. Obzirom da dosadašnja politika davanja statusa povlašćenog proizvođača malom broju privilegovanih investitora koji su često bliski vladajućoj stranci nije dala očekivane rezultate, pa bi shodno tome trebalo promeniti strategiju. Ovo se može videti po nalazima “Internacionalne Agencije za Obnovljivu Energiju” gde stoji da Srbija do kraja 2019. godine instalirala samo 10MW solarnih kapaciteta.

● Tehnički deo distribucije i skladištenja nije zanemarljiv jer treba rešiti problem sinhronizacije velikog broja proizvođača koji mogu preopteretiti mrežu, kako stvaranjem skoka proizvodnje tako različitim neprilagođenim kvalitetom energije koja se vraća u mrežu. Ovo nije nerešiv problem ali jeste prilično kompleksan, obzriom da su giganti kao Siemens i Tesla već ponudili svoja rešenja ^[*], u ovome se može videti ekonomska šansa da se sopstvenom pameću razviju domaća rešenja koja se mogu prodavati, licencirati ili izdavati drugim zemljama po konkurentnoj ceni.
Isto važi i za skladištenje energije, gde postoji ogroman prostor za nove inovacije i pronalaske koje bi nam i kratkoročno i dugoročno mogli donositi ogromnu zaradu.

U Srbiji samo 13% energije dolazi iz obnovljivih izvora, i to: od biomase 7.24%, hidro 5.24%, vetra 0.48%, biogasa 0.16%, geotermalnih izvora 0.03%, dok iz solarnih izvora dobijamo samo 0.01% energije. Obnovljivi izvori su praktično nepresušni i ne zagađuju okolinu pa samim tim nema logike dugoročno bazirati ekonomiju na fosilnim gorivima ako će ona nestati. Naročito ako je sva neophodna tehnologija za korištenje energije iz obnovljivih izvora naprevljena u lokalu i ima cenu koja može biti konkurentna stranom proizvodu može se značajno ubrzati ekonomski razvoj države. Ako je uz to električna energija najčistiji izvor energije, sasvim je logično koristiti nešto što neće zagađivati okolinu stvarajući mnoge zdravstvene probleme i ekonomske gubitke.

Električnu energija iz vetra se može proizvoditi samo onda kada vetar duva, dok se sunčeva energija može proizvoditi kad ima sunca, usled toga dešava se da postoje skokovi i uvale u količini električne energije koja kruži u distributivnoj mreži. Ova takozvana pačija kriva je uzrok ogromnih gubitaka kako usled odbačene energije tako zbog kvarova koji nastaju preopterećenjem usled povećane potrošnje ili proizvodnje koje nisu sinhronizovani.

Da bi se ovakav problem rešio tradicionalno se koriste “električne centrale maksimalnog opterećenja” koje se puštaju u rad samo onda kada postoji povećana potrošnja. Za to koriste gasne centrale koje se mogu brzo startovati; ili centrale na ugalj koje neprestano rade namerno praveći gubitke kako bi zaštitile mrežu od kvarova. Često se dešava da u sadašnjoj ekonomiji u mnogim zemljama više od 40% energije bude “odbačeno” usled ovih gubitaka. Kod nas kao i mnogim zemljama sveta ovaj problem se rešava i putem tarifnog sistema gde sa putem različitih cena donekle kontrolišu potrošačke navike a potrošači ohrabruju da uključuju uređaje sa visokom potrošnjom tokom jeftinije tarife.

Da bi se rešio problem “pačije krive”, maksimalnog opterećenja i drugih problema koji sa sobom nosi proizvodnja energije iz obnovljivih izvora, rešenje su razne vrste skladišta energije, koja skladište viškove i vraćaju ih u mrežu onda kada se za to ukaže potreba. Skladišta energije mogu biti u vidu gravitacionih rešenja kao što su vodeni bazeni ili betonski blokovi, baterija sa različitim hemijskim procesima, skladištenjem gasa pod pritiskom kao i mnoga druga. Široko rasprostranjenom primenom skladišta električne energije gubici električne energije kao i potreba za tarifnim sistemom se smanjuju, troškovi padaju a samim tim i cena energenata.

Koje god skladište energije da se koristi svima im je zajedničko to što su još u povoju, i što kao takvi predstavljaju ogroman potencijal za inovacije i ekonomski razvoj.
Svako rešenje iz te oblasti koje je jeftino i koje se može brzo skalirati donosiće milionske profite njenim tvorcima. Da bi ovo bilo moguće neophodno je uložiti što je moguće više u istraživanje i razvoj, ali takođe pružiti podršku samostalnim pronalazačima čiji projekti mogu imati perspektivu.

● Demokratizacija energije podrazumeva pomeranje težišta proizvodnje sa elektrodistribucije na male proizvođače. Svaki način proizvodnje je dozvoljen ali podrazumeva postojanje takse koja se odnosti na uklanjanje zagađenja, kao i podrazumevanu cenu uklanjanja i reciklaže nakon isticanja upotrebnog roka. Samim tim cena po kilovatu električne energije je različita u zavisnosti od izvora iz kojeg se ona dobija. Primera radi ako neko odluči da proizvodi električnu energiju iz nafte, mazuta ili uglja, naplaćivali bu mu se dodatne takse za uklanjanje svih vrsta izduvnih gasova iz atmosfere i njihovog trajnog skladištenja. Deo ostvarene dobiti od taksi bi se davao proizvođačima obnovljivih izvora prema količini energije koju proizvode dok bi ostatak bio ulagan na projekte reciklaže i zarobljavanja ugljeničnih gasova.
Treba uzeti u obzir da se cena kilowata električne energije u Evropi kreće od 0.096 evra u Bugarskoj do 0.35 evra u Danskoj dok je kod nas, u zavisnosti od tarife i zona, cena kilovata 0.013 evra do 0.16 evra.

Mada je tržište prodaje električne energije liberalizovano, EPS i dalje ima monopol u prodaji električne energije domaćinstvima, gde niska cena zadržava kupce.

● Finansijska podrška ka putu elektrifikacije mora biti takva da obezbedi elektronsko poslovanje koje je zaokruženo i koje nakon sklapanja ugovora ne zahteva bilo kakvu ljudsku intervenciju. U tom krugu banaka, proizvođača, distributera i država, sve finansijske transakcije kao što su naplata, porez, plaćanje, takse moraju biti automatizovane.
Ovaj sistem je prevenstveno odgovornost distributera, sa kojima bi proizvođači sklapali ugovor, pri čemu banka mora da obezbedi sve potrebno za jednostavne i sigurne elektronske transakcije. Ovim distributeri postaju berza električne energije. Proizvođačima koji imaju skladišta električne energije takođe treba obezbediti da mogu da biraju u kom vremenu i po kojoj ceni žele da prodaju energiju kako bi ostvarili što veću dobit.
Zašto je potrebno preći na obnovljive izvore, elektrifikovati ekonomiju i automatizovati čitav proces?
Da bi se ostvario brz rast ekonomije potrebno je novac zaposliti da pasivno stvara vrednost bez potrebe bilo kakvog uplitanja ili ljudske kontrole. Kada je čitav proces automatizovan, znači da se svaki proizvođač osim povremenog održavanja sistema može posvetiti svoje vreme i veštine negde drugo.
Samim tim neophodan temelj cele zemlje jeste sistem proizvodnje i električne distribucije čija administracija mora biti svedena na apsolutni miniumum pri čemu se svima obezbeđuje mogućnost da se bave proizvodnjom.

Može se postavlja pitanje šta uraditi sa viškom energije?
Koncept viška energije je u dobro postavljenom sistemu je iluzija. Situacije kao što se dešavalo u Nemačkoj da cene struje budu negativne zbog velikog broja sunčanih sati, pokazuju nedostatak sistema u kojem se energija ne koristi i ne usmerava na optimalan način. Slično kao sa telom, ako neko ima višak energije ima izbor da je: odbaci, uskladišti u vidu sala ili koristi za pojačan rad mišića i mozga.

Prema tome, odbacivanje energije samo govori o tome da se ona ne koristi dovoljno dobro kako bi se konstantno stvarala vrednost.

Zamislite da neki proizvod (recimo aluminijumske šipke) koji je uvek potreban, zahteva značajan utrošak energije, ima varijabilnu potrošnju pri čemu se može lako uskladištiti. Mreža bi se mogla balansirati tako što se proizvodnja tog proizvoda prilagođava stanju u električnoj mreži. Proizvodnja se ubrzava kada postoje viškovi energije, a svodi na minimum onda kada je proizvodnja tolika da zadovolji ostale potrošače koji imaju veći prioritet.

Sve ovo se može ostvariti uz pametne mreže i automatizaciju koja bi zadirala u domove ljudi pa samim tim, mašine bi same donosile odluke kad je najbolje vreme da se recimo pere suđe, veš ili radi nešto treće.

Svaki od ovih takozvanih blisko futurističkih ideja sa sobom nosi veći komfor života, uštede u energiji i radu, u isto vreme stvarajući ogroman ekonomski potencijal, samo je na nama koliko ćemo biti spremni da tu vrednost samostalno stvorimo i plasiramo drugima, ili ćemo gubiti novac uvozeći je od drugih.