Elastyczność energetyczna w firmie: jak DSR, BESS i EMS obniżają koszty?

Elastyczność energetyczna pozwala firmie świadomie zmieniać pobór, produkcję lub magazynowanie energii w odpowiedzi na ceny i potrzeby systemu. DSR, magazyny energii BESS i system EMS mogą dzięki temu ograniczać koszty, zwiększać wykorzystanie OZE i tworzyć dodatkowe źródła przychodów.

Co to jest elastyczność energetyczna?

Elastyczność energetyczna oznacza możliwość zmiany sposobu pobierania, wytwarzania lub magazynowania energii w określonym czasie. Firma może na przykład ograniczyć zużycie podczas drogiego szczytu, przesunąć proces na tańsze godziny albo wykorzystać magazyn energii do pokrycia chwilowego wzrostu zapotrzebowania.

W szerszym ujęciu elastyczność systemu energetycznego i elastyczność systemu elektroenergetycznego pozwalają równoważyć produkcję z zapotrzebowaniem. Jest to szczególnie ważne wraz ze wzrostem udziału źródeł zależnych od pogody. Fotowoltaika może produkować dużo energii w południe, a zapotrzebowanie odbiorców może osiągnąć maksimum kilka godzin później.

Dlatego elastyczność sieci energetycznej i elastyczność sieci elektroenergetycznej nie opierają się wyłącznie na elektrowniach. Źródłem elastyczności mogą być również odbiorcy, magazyny energii, instalacje OZE oraz automatyka sterująca. Dla przedsiębiorstwa oznacza to przejście od biernego kupowania energii do aktywnego zarządzania jej kosztem i profilem zużycia.

Dlaczego system energetyczny potrzebuje elastyczności?

Produkcja i zużycie energii elektrycznej muszą pozostawać w równowadze. Rosnący udział fotowoltaiki i energetyki wiatrowej zwiększa znaczenie rozwiązań, które szybko reagują na nadwyżkę albo niedobór energii. W praktyce wspierają one bilansowanie energii, bilansowanie OZE oraz stabilizację sieci energetycznej.

Gdy produkcja jest wysoka, mogą pojawić się nadwyżki energii z OZE, ujemne ceny energii albo konieczność ograniczenia produkcji OZE. Wyłączenia fotowoltaiki i wyłączenia farm fotowoltaicznych są jednym z najbardziej widocznych skutków sytuacji, w której chwilowa produkcja przewyższa możliwości odbioru i przesyłu. Curtailment, czyli redukcja OZE, pokazuje więc, dlaczego integracja OZE z siecią wymaga dodatkowej elastyczności.

Rozwiązaniem może być magazynowanie nadwyżek OZE, elastyczność OZE oraz zarządzanie produkcją OZE i zużyciem po stronie odbiorcy. Zamiast traktować nadprodukcję energii z fotowoltaiki wyłącznie jako problem, firma może analizować możliwość jej magazynowania lub wykorzystania w procesach, które da się przesunąć w czasie.

Demand response i DSR – jak działa elastyczność popytu na energię?

Demand response oznacza reakcję odbiorcy na sytuację w systemie lub sygnał ekonomiczny poprzez zmianę zapotrzebowania. Elastyczność popytu na energię oraz elastyczność odbiorców energii pozwalają więc wykorzystać zakład przemysłowy, chłodnię, wentylację, sprężarki, ładowarki lub inne sterowalne urządzenia jako zasób systemowy.

W praktyce DSR może polegać na czasowej redukcji zapotrzebowania na energię albo zmianie harmonogramu pracy. DSR energia nie musi oznaczać zatrzymania całej produkcji. Dobrze zaprojektowany program DSR wykorzystuje przede wszystkim procesy, które można ograniczyć lub przesunąć bez pogorszenia bezpieczeństwa i jakości produkcji.

Usługi DSR mogą być szczególnie interesujące dla dużych odbiorców. DSR dla przemysłu pozwala połączyć zarządzanie popytem na energię z korzyściami ekonomicznymi. To, ile można zarobić na DSR, zależy jednak od dostępnej mocy redukcji, warunków programu, czasu dyspozycyjności i rzeczywistej zdolności przedsiębiorstwa do wykonania redukcji.

Magazyny energii BESS – skąd bierze się ich elastyczność?

BESS, czyli bateryjny system magazynowania energii, pozwala oddzielić moment zakupu lub produkcji energii od momentu jej wykorzystania. Magazyn energii BESS może ładować się podczas nadwyżki, a oddawać energię wtedy, gdy jej wartość dla przedsiębiorstwa jest większa.

Magazyn energii dla firmy może realizować kilka funkcji jednocześnie. Magazyny energii dla przemysłu wspierają autokonsumpcję, peak shaving, arbitraż energii, zarządzanie mocą oraz współpracę z OZE. Przemysłowy magazyn energii może także stanowić zasób wykorzystywany przez agregatora, jeśli spełnia wymagania techniczne i rynkowe.

• Magazyn energii do fotowoltaiki zwiększa możliwość wykorzystania własnej produkcji.
• Magazyny energii OZE pomagają przesuwać nadwyżkę produkcji na późniejsze godziny.
• Peak shaving magazyn energii ogranicza krótkotrwałe szczyty poboru.
• Arbitraż magazynu energii wykorzystuje różnice cen między poszczególnymi okresami.
• Agregacja magazynów energii może umożliwiać wykorzystanie wielu rozproszonych urządzeń jako większego zasobu.

Opłacalność BESS wymaga jednak analizy całego profilu pracy. Samo pytanie, ile kosztuje magazyn energii dla firmy, nie wystarcza. Trzeba uwzględnić moc, pojemność, liczbę cykli, sprawność, degradację, profil zużycia, ceny energii oraz dostępne źródła przychodów.

Peak shaving – jak magazyn energii redukuje moc szczytową?

Peak shaving polega na ograniczaniu najwyższych wartości poboru mocy. Kiedy zapotrzebowanie zakładu gwałtownie rośnie, magazyn może dostarczyć część potrzebnej energii i ograniczyć pobór z sieci. Taka redukcja mocy szczytowej pozwala wygładzić profil obciążenia.

Magazyn energii peak shaving jest szczególnie przydatny tam, gdzie krótkie szczyty wynikają z jednoczesnego uruchamiania maszyn lub energochłonnych procesów. Ograniczenie mocy szczytowej i zarządzanie mocą szczytową powinny jednak bazować na pomiarach. Dopiero analiza danych pokaże, czy szczyty są wystarczająco wysokie i powtarzalne, aby inwestycja przyniosła oczekiwany efekt.

System EMS – automatyczne zarządzanie energią w przedsiębiorstwie

System zarządzania energią, czyli EMS energia lub energy management system, łączy dane z liczników, instalacji OZE, magazynu i urządzeń odbiorczych. System EMS może na tej podstawie podejmować decyzje o ładowaniu BESS, ograniczaniu poboru albo uruchamianiu wybranych procesów.

Inteligentne zarządzanie energią jest kluczowe, gdy firma chce jednocześnie wykorzystywać dynamiczne ceny energii, fotowoltaikę i magazyn. Automatyczne zarządzanie energią może reagować szybciej niż operator. Dzięki temu system zarządzania energią w firmie wspiera optymalizację zużycia energii oraz optymalizację kosztów energii.

Skuteczna optymalizacja energii w firmie zaczyna się od monitoringu. Zarządzanie zużyciem energii pozwala wykryć niepotrzebny pobór, szczyty mocy oraz procesy możliwe do przesunięcia. W zakładzie produkcyjnym zarządzanie energią w przedsiębiorstwie może następnie łączyć harmonogram produkcji z cenami energii i dostępnością własnych źródeł.

Dynamiczne ceny energii i arbitraż – kiedy ładować BESS?

Dynamiczne ceny energii sprawiają, że koszt zakupu może zmieniać się wraz z sytuacją rynkową. Taryfy dynamiczne, taryfa dynamiczna prądu oraz energia po cenach godzinowych zwiększają znaczenie świadomego planowania poboru. Godzinowe ceny energii i ceny energii RDN mogą tworzyć okresy, w których przesunięcie zużycia ma ekonomiczne uzasadnienie.

Arbitraż energii polega na wykorzystaniu różnicy wartości energii w czasie. W uproszczeniu magazyn ładuje się przy niższej cenie, a rozładowuje przy wyższej. Arbitraż cenowy energii nie oznacza jednak automatycznego zysku, ponieważ trzeba uwzględnić sprawność magazynu, degradację baterii, opłaty oraz warunki umowy.

Ujemne ceny energii elektrycznej są skrajnym przykładem nadwyżki podaży nad popytem na rynku. Dla elastycznego odbiorcy mogą stanowić sygnał do zwiększenia poboru lub ładowania magazynu, jeśli warunki kontraktu rzeczywiście przenoszą ceny rynkowe na odbiorcę. Dlatego pytanie, jak wykorzystać ujemne ceny energii, zawsze wymaga analizy konkretnego modelu rozliczeń.

Jak zarabia magazyn energii?

Zarabianie na magazynie energii nie musi opierać się na jednym mechanizmie. W zależności od instalacji i modelu biznesowego możliwe jest łączenie oszczędności z dodatkowymi przychodami. Handel energią z magazynu oraz uczestnictwo w usługach rynkowych wymagają jednak spełnienia odpowiednich zasad technicznych i formalnych.

Potencjalne źródła wartości obejmują arbitraż, peak shaving, zwiększenie autokonsumpcji, usługi bilansujące i usługi systemowe. W określonych modelach magazyn może wspierać także rynek bilansujący. Dlatego odpowiedź na pytanie, jak zarabiać na magazynie energii, powinna wynikać z modelu finansowego obejmującego wszystkie możliwe zastosowania urządzenia.

Agregator energii i wirtualna elektrownia – po co łączyć zasoby?

Agregator energii może łączyć wiele mniejszych źródeł elastyczności w większy portfel. Agregacja energii, agregacja DSR i agregacja magazynów energii pozwalają wspólnie zarządzać zasobami, które pojedynczo mogłyby być zbyt małe lub trudniejsze do wykorzystania na określonych segmentach rynku.

Rozwinięciem tej koncepcji jest wirtualna elektrownia, czyli virtual power plant. VPP energia może integrować magazyny, instalacje OZE, odbiorców i sterowalne urządzenia. Oprogramowanie koordynuje ich pracę, aby cały portfel reagował na ceny, zapotrzebowanie albo potrzeby systemu.

Tak rozumiane usługi elastyczności i usługi elastyczności energetycznej zmieniają rolę przedsiębiorstwa. Zakład nie jest już wyłącznie odbiorcą energii. Jego elastyczność energetyczna przemysłu może stać się zasobem, który wspiera bilansowanie i jednocześnie poprawia ekonomikę działalności.

Jak obniżyć koszty energii w firmie dzięki elastyczności?

Redukcja kosztów energii w firmie powinna zaczynać się od danych, a nie od zakupu technologii. Najpierw sprawdź profil poboru, moc szczytową, pracę instalacji OZE oraz ceny, według których rozliczana jest energia. Następnie określ, które procesy można przesuwać i jak duża jest rzeczywista elastyczność energetyczna przedsiębiorstw w Twoim zakładzie.

1. Zmierz zużycie energii z odpowiednią rozdzielczością czasową.
2. Zidentyfikuj szczyty oraz odbiory możliwe do sterowania.
3. Sprawdź potencjał DSR i zarządzania popytem na energię elektryczną.
4. Przeanalizuj magazyn energii dla zakładu produkcyjnego i jego możliwe zastosowania.
5. Połącz dane w systemie EMS.
6. Porównaj oszczędności, możliwe przychody, koszty inwestycji i ryzyko.

Takie podejście pozwala prowadzić optymalizację energii w przemyśle bez podporządkowania całego zakładu jednej technologii. DSR, BESS, OZE i EMS powinny współpracować. Dopiero wtedy zarządzanie energią w zakładzie produkcyjnym może reagować jednocześnie na produkcję, ceny i warunki techniczne.

Elastyczność energetyczna – od kosztu energii do aktywnego zasobu

Elastyczność energetyczna staje się ważnym elementem nowoczesnego przedsiębiorstwa. DSR pozwala sterować popytem, BESS przesuwa energię w czasie, a EMS koordynuje pracę urządzeń. Razem mogą wspierać optymalizację kosztów energii, stabilizację OZE oraz lepsze wykorzystanie własnej fotowoltaiki.

Nie istnieje jednak jeden uniwersalny model. To, czy magazyn energii dla firmy się opłaca i jakie usługi elastyczności warto wykorzystać, zależy od profilu konkretnego przedsiębiorstwa. Największą wartość daje połączenie danych pomiarowych, automatyki i kilku źródeł korzyści w jednym spójnym modelu zarządzania energią.

FAQ – Najczęściej zadawane pytania