Demand Side Response (odezva strany spotřeby)

Úvahy nad možností ovlivnění množství spotřebovávané elektřiny nejsou novou záležitostí, ale až současný rychlý rozvoj komunikačních a řídících prvků umožňuje postupné zavádění technologií, které umožní odměňovat zákazníky za změnu spotřeby v aktuálním čase. Tento koncept bývá obvykle označován jako „demand side response“ a má být podstatně vyspělejší variantou, než v současnosti v ČR užívané HDO.

Většina dnešních velkých elektroenergetických systémů je založena na základní teorii rovnováhy mezi výrobou a spotřebou, neboť náklady na uložení velkého množství energie jsou příliš vysoké. Jinak řečeno, veškerá elektřina, která se v danou chvíli spotřebovává, se musí i v danou chvíli vyrobit. Pokrytí spotřeby průmyslu a domácností se tak dosahuje pomocí rozličných energetických zdrojů, které bývají spouštěny dle velikosti aktuální spotřeby (poptávky).

Současný systém, fungující po desetiletí, se ovšem s nástupem komunikačních technologií a možnosti dálkového řízení do budoucna významně změní. Nebude již třeba pouze přizpůsobovat výrobu dle aktuální spotřeby, ale díky finanční odměně za „ne-spotřebu“ (nebo naopak „nad-spotřebu“) bude možné ovlivnit i chování samotných spotřebitelů. Tato úvaha je základem technologie nazývané Demand Side Response (DSR).

O co jde

Demand Side Response (DSR) je aktivní možnost ovlivňovat zatížení podle požadavků systémového operátora (obvykle jde o provozovatele přenosové/distribuční soustavy). Dnes je tato technologie využívána velmi zřídka a pouze u vybraných velkých spotřebitelů, neboť je k jejímu kvalitnímu provozu nezbytné znát aktuální spotřebu a možnosti jejího snížení. Oproti klasickému HDO jde o metodu, kdy je za změnu spotřeby zákazník odměňován (není to ovšem ve formě nižší ceny elektřiny) a primárně má řízení na starosti zákazník sám, kdežto HDO je řízeno dle časových nastavení automatiky provozovatele distribuční sítě.

Ekonomicky jde při využití DSR o volbu mezi ohodnocením užitku ze spotřeby energie, nebo jejího nevyužití. Hodnota spotřeby je jasně daná hodnotou výstupů, které z této spotřeby vzejdou. Hodnota úspory je pak odvozena na straně provozovatele systému od ceny za udržení fungujícího systému (a tím i cen vstupních komodit) a na straně spotřebitele cenou alternativního zdroje energie (ropa, plyn, baterie, …) nebo velikostí případné finanční ztráty při nespotřebování energie.

DSR má být dle plánu ENTSO-E nástrojem pro zabezpečení systémové bezpečnosti, spolu například s řízením frekvence, nebo výkonové přiměřenosti. K samotným problémům s nedostatečným výkonem dnes dochází zřídka a většinou z důvodu výpadku několika významných zdrojů (či vedení), kdy následně není dodrženo tzv. pravidlo N-1. V budoucnosti s nárůstem intermitentních (proměnných) zdrojů se ovšem dá očekávat nárůst stavů, během kterých bude elektřiny silný nadbytek a její ceny záporné, nebo naopak nedostatek a ceny extrémně vysoké. Tyto extrémy přitom mají negativní dopady na elektrický systém a jeho technickou bezpečnost.

DSR se tak má do budoucna stát jedním z klíčových komponent pro úspěšný přechod energetického systému z konvenčních zdrojů k systému s vyšším zapojením OZE. Podle názoru evropské asociace provozovatelů přenosové soustavy (ENTSO-E) se DSR musí stát součástí energetického systému, pokud má být dosaženo ambiciózních cílů evropské energetiky pro roky 2030 a 2050.

Technicko-ekonomické možnosti a výzvy

Obecně se jako výhody spojené s DSR uvádí snížení nákladů na energie pro konečné zákazníky, zvyšování flexibility elektroenergetického systému a zvýšení konkurence na trhu s energiemi. Provozovatelé přenosových a distribučních soustav technologii využijí jako další možnost ochrany před přetěžováním vedení a tím i zvýšení energetické bezpečnosti, systémové adekvátnosti a optimálního využití infrastruktury.

Ekonomické výhody ze zavedení dalšího tržního nástroje jsou pak především zvýšení konkurence a likvidity na trzích, nebo ekonomická výhodnost v případech, kdy je náklad na „nevyrobení“ další jednotky energie nižší, než cena za dodatečné MWh ze špičkových elektráren. Výhody plynou i pro spotřebitele energií a společnost jako celek, neboť jednotlivci mohou být odměněni za změnu plánované spotřeby a celá společnost pak může těžit z např. z nižších nákladů na výstavbu nezbytné infrastruktury a udržování systému.

Technicky se uvažuje o DSR, se kterým bude primárně interagovat samotný zákazník sám, nebo skrze přednastavenou automatiku. Dalšími možnostmi je využití třetí strany (agregátora), nebo dokonce samotné řízení provozovatelem systému v případě ohrožení soustavy.

Implementace DSR v Evropě

Testování DSR probíhá na mnoha místech v celé EU i mimo ni. Prozatím není stanoven jednotný scénář implementace technologií ani ekonomické nastavení a současné projekty  jsou stále ještě ve fázi testování a výběru nejvhodnějších technologických i ekonomických nástrojů. Podle nového návrhu designu trhu s elektřinou by se DSR mělo stát dalším tržním nástrojem, kromě samotné výroby, ukládání energie a plateb za kapacity, a tím zvýšit konkurenci na trhu i likviditu. Evropský cílový model s elektřinou by tak měl do budoucna získat DSR  jako jednu z možných alternativ nejen vůči výrobě, ale především kapacitním platbám a poplatkům za baterie.

Tržní model má  vycházet z ocenění flexibility spotřeby. Evropský trh dnes ovšem selhává v přenosu relevantních cenových signálů (především pro výrobce), vzhledem k tržním deformacím. O možnostech integrace DSR do trhu s elektřinou probíhají diskuse, kterých se účastní například SG Task Force EG3, Evropská Komise, Eurelectric, SEDC a další zainteresované skupiny (provozovatelé sítí, obchodníci s energiemi, zájmové skupiny). ENTSO-E počítá s integrací přímo do denního, vnitrodenního i vyrovnávacího trhu.

Celý koncept sází na využití zákazníků, kteří budou mít možnost reagovat na tržní ceny. To se dnes ovšem neděje, neboť většina maloodběratelů platí zálohy za elektřinu s fixní sazbou za spotřebu jedné MWh. Pro využití DSR u zákazníků odebírajících z NN by tak muselo dojít k přechodu na flexibilní platby dle aktuální ceny elektřiny, což může vyvolat u některých zákazníků nevoli, pokud by byl systém vynucován. Z některých členských států se navíc ozývají názory, že spolu s DSR je nutné implementovat i řadu nákladných prvků, jako jsou smart metery a bez funkčního rámce pro jejich využití se jejich instalace nevyplácí.

Doporučení od ENTSO-E při zapojování DSR

ENTSO-E vytipovalo několik kritických oblastí, kterým by měla být věnována pozornost, tak aby bylo možné DSR plnohodnotně využít. Jde o oblasti spadající do kompetencí provozovatelů distribučních a přenosových soustav, obchodníků s energiemi i samotných zákazníků. Jmenovitě se pak jedná o oblasti organizace a předávání dat, zajištění bezpečnosti dat, vyjasnění rolí a odpovědnosti, zajištění bezpečnosti dodávek elektřiny, nastavení tržních mechanismů a definování jednotného evropského rámce. Jako poměrně kontroverzní oblastí se již dříve, se snahou zavádět smart metery, ukázala problematika nakládání s daty a jejich zabezpečením. Data totiž v DSR mají být (v určité formě) dostupná všem účastníkům trhu, neboť tyto účastníky ovlivňují.

Zkušenosti ze Španělska

V současnosti patří mezi nejrozvinutější projekty DSR v Evropě španělský model využívaný přenosovou společností Red Eléctrica za dozoru Národní komise pro trhy a konkurenci (CNMC). Systém funguje na principu online aukcí, které zajišťují tržní efektivitu.

V aukcích jsou nabízeny dva produkty zaměřené na snížení spotřeby. Jeden je v hodnotě 5 MW snížení a druhý 90 MW, což systém již předem předurčuje pro využití u velkých odběratelů a ne domácností. Celý systém pak pokrývá přibližně 3000 MW teoretického snížení spotřeby, což je hodnota tří Temelínkých jaderných bloků.