Naslov
Ekonomski aspekti planiranja i poticanja balansirajućih tehnologija u sustavima s velikim udjelom obnovljivih izvora energije
(Economic aspects of planning and promoting balancing technologies in systems with a large share of renewable energy sources)

Autori
Ćurić, Iljko

Vrsta, podvrsta i kategorija rada
Ocjenski radovi, doktorska disertacija

Fakultet
Ekonomski fakultet

Mjesto
Split

Datum
05.05

Godina
2022

Stranica
212

Mentor
Pavić, Ivan ; Sabolić, Dubravko

Ključne riječi
fleksibilnost u elektroenergetskom sustavu, penetracija OIE, baterijski sustavi, LCOE
(power system flexibility, RES penetration, battery systems, LCOE)

Sažetak
U današnje je doba gotovo nezamislivo funkcioniranje bilo kojeg sektora, kao i razvoj te opstanak današnje civilizacije bez pouzdanog elektroenergetskog sektora, koji je star tek nešto više od jednog stoljeća. Prvotno su nastali izolirani (otočni) elektroenergetski sustavi koji su se širenjem počeli međusobno povezivati pa tako danas primjerice postoji zajednička europska elektroenergetska mreža. Ta mreža, dakako, nije savršena jer postoje tehnička ograničenja u prijenosnim kapacitetima unutar pojedinih država i između njih. Bitno je naglasiti da se tradicionalni elektroenergetski sustav (EES) temeljio na termoelektranama (na ugljen, plin, pa čak i na naftu/loživo ulje) te protočnim i akumulacijskim hidroelektranama. U početku također nije bilo uspostavljeno ni tržište električnom energijom, koja se po mnogim karakteristikama razlikuje od ostalih dobara kojima se trguje. Nakon procesa deregulacije, liberalizacije i restrukturiranja vertikalnih monopolističkih energetskih poduzeća, prije nekoliko desetljeća, uspostavljene su burze električne energije, a pristup u sustav omogućen je i manjim privatnim investitorima. Istodobno s tim događanjima Europa ali i ostale svjetske regije i velike države uočile su problem klimatskih promjena i globalnog zatopljenja, razlog kojega je uglavnom velika količina emisija CO2, koje velik udio ima podrijetlo u elektroenergetskom sustavu. Na temelju navedenih promjena uspostavljena je globalna, ali i zasebna europska regulativa i izrađeni su strateški dokumenti koji potiču održivi razvoj, prije svega korištenjem obnovljivih izvora električne energije, ponajviše vjetrenih i sunčanih elektrana. Problem je isprva bio što te, tada nekonvencionalne, tehnologije nisu bile dovoljno razvijene, a samim time ni tržišno konkurentne tradicionalnim elektranama. Stoga su se na različite načine, ponajviše putem sustava poticaja (feed-in tarifa – zajamčena cijena otkupa električne energije), poticali održivi obnovljivi izvori energije. Zbog poticanja tehnološkog razvoja i smanjenja investicijskih troškova (kod vjetrenih i sunčanih elektrana fiksni troškovi su praktično jedini troškovi pogona, jer je trošak izvora energije približno jednak nuli) došlo je do eksponencijalnog porasta u penetraciji obnovljivih izvora u elektroenergetski sektor. Stoga se u jednom dijelu ove disertacije istražuju nivelirani troškovi električne energije (engl. Levelized cost of energy, LCOE) elektrana na obnovljive izvore energije (OIE) i uspoređuju s LCOE tradicionalnih elektrana. Ipak, osim dobrobiti koje donose, ovi obnovljivi izvori električne energije unose i određene izazove u elektroenergetski sustav. U disertaciji se na temelju modela elektroenergetskog sustava Republike Hrvatske, koji se modelira u optimizacijskom alatu PLEXOS, identificiraju navedeni problemi te se predlaže rješenje za iste. Osnovni problem vjetrenih i sunčanih elektrana je nepredvidivost njihove proizvodnje, odnosno nisu upravljive na način kao što su tradicionalne elektrane, a jedan od preduvjeta normalnog funkcioniranja elektroenergetskog sustava jest ravnoteža između potrošnje i proizvodnje električne energije. Ovo pak traži dodatne izvore fleksibilnosti u sustavu. Stoga su u disertaciji obrađeni različiti načini pružanja dodatne fleksibilnosti kao npr. proširenje prijenosnih i distribucijskih sustava (kapitalno intenzivno), plinske termoelektrane (ugljikov otisak), reverzibilne hidroelektrane (manjak povoljnih lokacija za izgradnju novih postrojenja) te baterijski sustavi. Od svih navedenih balansirajućih tehnologija, najperspektivnijima su se pokazali baterijski skladišni sustavi. vi Stoga se glavni dio istraživanja bavi konkurentnošću baterijskih sustava u postojećem elektroenergetskom sustavu. Osnovni kriterij isplativosti baterije jest njezin LCOE koji se uspoređuje s prosječnom tržišnom cijenom te se na osnovi te usporedbe donosi odluka o isplativosti projekta ulaganja u baterijski sustav. Bitno je naglasiti da su za potrebe analize i istraživanja u disertaciji definirana dva scenarija buduće penetracije vjetrenih i sunčanih elektrana: optimističan (velika penetracija OIE – najviši iznosi na temelju strateških dokumenata Republike Hrvatske) i pesimističan (godišnje povećanje penetracije OIE dva puta sporije nego u optimističnom scenariju). Kako bi se testirale postavljene hipoteze i istraživačka pitanja, kreirano je više od 20 scenarija koji se među ostalim razlikuju prema veličini baterijskog sustava koji se integrira u elektroenergetski sustav te brzini buduće penetracije OIE u razdoblju od 2021. do 2030. godine (optimističan i pesimističan scenarij). Rezultati pokazuju da uz pretpostavku da baterija koja se koristi za balansiranje sustava, za punjenje plaća tržišnu cijenu te za pražnjenje prima tržišnu cijenu, ne može ostvariti profit u predviđenom životnom vijeku. Drugim riječima, potrebni su određeni poticaji za nove baterijske sustave. Rezultati također upućuju na to da integracija baterija u pesimističnom scenariju smanjuje društveno dobro, odnosno nema sredstava za poticanje baterijskih sustava. Nasuprot tomu, u optimističnom scenariju integracija baterija povećava društveno dobro, odnosno postoje sredstva za poticanje baterijskih sustava.

Izvorni jezik
Hrvatski

Znanstvena područja
Interdisciplinarne tehničke znanosti, Ekonomija

POVEZANOST RADA