Energetski sustavi u tranziciji od centralizirane proizvodnje bazirane na fosilnim gorivima s visokim emisijama stakleničkih plinova do niskougljičnih sustava koji se temelje na promjenjivoj i distribuiranoj obnovljivoj energiji, prolaze kroz različite faze transformacije. U prvim fazama, povećanje integracije promjenjivih obnovljivih izvora energije (OIE) može se provesti u većini konfiguracija energetskog sustava bez primjene dodatnih tehnologija skladištenja i pretvorbe. U kasnijim fazama, s visokim udjelom promjenjivih OIE u kombinaciji, potrebne su sinergije s drugim sustavima kako bi se integrirala najjeftinija i održiva energija. Ovaj projekt se bavi međusobnim odnosom između različitih tehnologija „power-to-X“ i tehnologija odgovora potrošnje te povezivanja tržišta u energetskoj tranziciji. Uloga ovih tehnologija istražuje se iz konteksta povezivanja tržišta, koji je već u tijeku u Europskoj uniji. U ovom istraživanju, ključno pitanje koje se rješava je uravnotežena integracija različitih tehnologija „power-to-X“ i tehnologija odgovora potrošnje, određivanje njihove optimalne kombinacije i izbjegavanje nepotrebnih tehnoloških rješenja. Kako bi se to postiglo, kreirat će se novi moduli za modeliranje ponašanja „power-to-X“ i tehnologija odgovora potrošnje. Također će se razraditi tržišta takvih tehnologija u nastajanju kao i poslovni modeli za njihovu integraciju. To je važan korak u digitalizaciji energetskog sustava i iskorištavanju sinergija u cilju dekarbonizacije više sektora, gdje osim elektro-energetskog također ulaze i sustavi grijanja i hlađenja te transporta.
Metode istraživanja
Planiranje integracije tehnologija „power-to-X“ i tehnologija za odgovor potrošnje može se podijeliti u korake u skladu s metodama energetskog planiranja budući da je cilj istraživanja prikazati homogenu implementaciju tih tehnologija s novim proizvodnim kapacitetima. Koraci u projektu su:
1. Prikupljanje najnovijih i relevantnih podataka o „power-to-X“ tehnologijama i tehnologijama za odgovor potrošnje. Ovaj korak se provodi korištenjem rezultata prethodnih projekata provedenih od strane istraživačke grupe, a posebno projekta RESFLEX koji je financirala Hrvatska zaklada za znanost i koji je uspješno završen 2019. godine. Također, suradnja sa suradnicima na projektu koristi se za prikupljanje najnovijih i relevantnih podataka iz ostatka EU-a (prof. Lund, prof. Stadler) i iz Kine (prof. Wang).
2. Stvaranje novih modula za odgovor potrošnje i „power-to-X“, koji moraju dizajnirati nove faktore raspoloživosti i krivulje potražnje koje će se koristiti za optimizacijske / simulacijske module u programskim paketima otvorenog koda, kako bi predstavili realno ponašanje takvih tehnologija u kontekstu cijelog energetskog sustava. Ti se moduli zatim koriste u kombinaciji sa softverom otvorenog koda, kao što je Dispa-SET, a rezultati se uspoređuju s komercijalnim softverom (PLEXOS) za provjeru izlaza.
3. Modeliranje odgovora potrošnje i integraciju „power-to-X“ u dugoročno energetsko planiranje provodi se u softveru otvorenog koda, koristeći rezultate prethodnih koraka.
4. Modeliranje „power-to-X“ na povezanim tržištima i analiza mogućnosti takvih tehnologija u shemama tržišta u nastajanju radi prikupljanja znanja o budućim opcijama i novim tržištima u digitaliziranom energetskom sustavu, kao što je peer-to-peer trgovanje kroz blockchain tehnologije, nova tržišta pomoćnih usluga i tržišta uravnoteženja, budući da se očekuje da će te tehnologije biti kreatori cijena na budućim tržištima energije.
5. Završni korak je analiza rezultata i preporuka, kao i širenje rezultata projekta u znanstvenoj zajednici i najrelevantnijim interesnim skupinama, koje mogu poduzeti konkretne mjere za poticanje integracije takvih tehnologija
Ciljevi projekta
Kako bi se proizvela sveobuhvatna baza znanja u istraživačkoj grupi, ciljevi uključuju stvaranje konceptualnih i tehničkih rješenja za implementaciju tehnologija „power-to-X“ u pristupu odozgo prema dolje (prijenosna razina) i tehnologijama odgovora potrošnje u pristupu odozdo prema gore (razina distribucije) u skladu s najnovijim i relevantnim podacima koji će se prikupljati tijekom projekta. Drugi je cilj analizirati potencijalne buduće tržišne modele za tehnologiju „power-to-X“ i tehnologije odgovora potrošnje. Nadalje, projekt će koristiti scenarijsku analizu kako bi pokazao utjecaj relevantnih tehnologija „power-to-X“ i tehnologija odgovora potrošnje na dinamiku energetske tranzicije. Pomoću postignutih rezultata istraživačka grupa će pokazati način na koji se može odrediti optimalna kombinacija različitih tehnologija „power-to-X“ i odgovora potrošnjeu koracima energetske tranzicije za nacionalni sustav, uzimajući u obzir tržište koje okružuje sustav i tržišne mogućnosti za relevantne power-to-X i tehnologije za odgovor potrošnje. Također, posljednji cilj je dati preporuke za politike i akcijske planove koji vode integraciji tehnologija „power-to-X“ i tehnologija odgovora potrošnje u harmoničnoj dinamici s integracijom obnovljivih izvora energije u energetski sustav, kao i akterima koji mogu olakšati integraciju takvih tehnologija.
Očekivani utjecaj projekta
Budući da većina „power-to-X“ tehnologija predstavlja sinergiju između sektora proizvodnje električne energije i različitih sektora potrošnje, to dovodi do dekarbonizacije svih sektora. Ovo istraživanje će dati pregled „power-to-X“ tehnologija i njihovih radnih krivulja. Time će se dati smjernice za primjenu različitih „power-to-X“ tehnologija i tehnologija odgovora potrošnje, te pokazati kako doći do optimalnog udjela tih tehnologija u perspektivi razvoja elektroenergetskog sustava. Takve smjernice omogućit će stručnjacima da se usredotoče na pravi put razvoja elektroenergetskog sustava, čineći elektroenergetski sustav pouzdanijim, te omogućiti integraciju većeg udjela obnovljivih izvora energije. Također će otvoriti vrata za otvaranje novih radnih mjesta, zahvaljujući novom znanju koje se temelji na čvrstim saznanjima i činjenicama koje će se koristiti za uključivanje dionika. Rezultati ovog projekta bit će korisni svima koji su uključeni u elektroenergetsku mrežu, od proizvodnih, do najmanjih tvrtki koje bi se bavile prodajom „power-to-X“ tehnologije, ali i građana, budući da bi korištenje takvih tehnologija moglo dovesti do smanjenja računa i novih poslovnih modela na peer-to-peer tržištima
