Efektywność energetyczna (przesyłu energii) – definicja i jak ją osiągnąć?

W perspektywie nieustannie rosnącego zapotrzebowania energetycznego gospodarki, jednym z kluczowych zagadnień staje się efektywność energetyczna. Dotyczy ona nie tylko powszechnie rozumianej efektywności polegającej na zmniejszaniu zużycia energii przez urządzenia końcowe, ale również samego procesu wytwarzania i przesyłu energii. Jakie są drogi do jej osiągnięcia?

Jednym z celów „Polityki energetycznej Polski do 2040 r.” – dokumentu przyjętego przez Radę Ministrów, jest efektywność energetyczna. Jest to określenie odmieniane przez wszystkie przypadki w wielu dokumentach strategicznych – zarówno na szczeblu krajowym, jak i międzynarodowym. Definicję tego pojęcia zawarto m.in. w ustawie o efektywności energetycznej:

„Stosunek uzyskanej wielkości efektu użytkowego danego obiektu, urządzenia technicznego lub instalacji, w typowych warunkach ich użytkowania lub eksploatacji, do ilości zużycia energii przez ten obiekt, urządzenie techniczne lub instalację, albo w wyniku wykonanej usługi niezbędnej do uzyskania tego efektu.”.

Efektywność przesyłu energii elektrycznej

Jednym z obszarów, którego dotyczy zagadnienie efektywności energetycznej, jest elektroenergetyka. W przypadku sieci przesyłowej, kluczowe znaczenie w tym kontekście mają transformatory oraz przewody linii elektroenergetycznych. Generalnie można przyjąć założenie, że efektywność wytwarzania i dostawy energii przy korzystaniu z tradycyjnych linii przesyłowych nie jest wysoka. Część strat energii ma charakter stały i jest w zasadzie niemożliwa do wyeliminowania. Jednak część powstaje w procesie dystrybucji energii. Problem dotyczy zwłaszcza sytuacji przesyłu energii na duże odległości, które nierzadko realizowane są w ramach sieci energetycznej zainstalowanej w Polsce. Straty techniczne mogą stanowić nawet kilkanaście procent wytworzonej energii – zwłaszcza w przypadku sieci o niższym napięciu. Im wyższe napięcie, tym straty są niższe.

Poziom strat energii w sieciach elektroenergetycznych może być monitorowany i mierzony. W tym celu stosuje się wskaźnik efektywności energetycznej. Jest to iloraz strat i różnic bilansowych w sieci na danym poziomie napięcia (wyrażonych w GWh/a) oraz energii elektrycznej wprowadzonej do sieci na danym poziomie napięcia (również wyrażony w GWh/a) pomnożony przez 100%. Otrzymany wynik wskazuje procentowy wskaźnik efektywności.

Poprawa efektywności energetycznej w odniesieniu do przesyłu energii polega przede wszystkim na inwestycji w rozwój sieci. Ma on charakter wielowymiarowy. Jednym z nich jest kwestia infrastruktury. Modernizacja stacji energetycznej, stosowanie transformatorów charakteryzujących się wysoką sprawnością, nowe słupy elektryczne i inwestycje w nowe przewody elektroenergetyczne na liniach, mogą wpływać na większą efektywność przesyłu energii elektrycznej w ramach danej sieci czy mniejsze zużycie paliwa potrzebnego do wytworzenia energii o odpowiednich parametrach. Innym obszarem, w ramach którego można wpływać na efektywność energetyczną są odnawialne źródła energii.

Technologia Smart Grid a efektywność energetyczna

Rozwój odnawialnych źródeł energii i związana z tym decentralizacja wytwarzania i przesyłu energii tworzy nowe możliwości w kontekście poprawy efektywności dostaw energii. Panele fotowoltaiczne czy takie instalacje, jak farma wiatrowa mogą być lokalizowane w głębi sieci, co pozwala skrócić drogę przesyłu energii do odbiorców. Jak już wiemy, to właśnie przesył energii na duże odległości charakteryzuje się wysokim ryzykiem strat. Skrócenie tej drogi jest sposobem pozwalającym je ograniczać. W praktyce bowiem rozproszenie źródeł produkcji energii, dzięki zastosowaniu dużej liczby stosunkowo niedużych instalacji OZE, może w istotnym stopniu pokryć zapotrzebowanie odbiorców na energię.

Istotnym elementem, który może wpływać na efektywność energetyczną, jest także kwestia planowania i zarządzania przepływami mocy. Z pomocą w tym procesie przychodzi technologia Smart Grid, czyli inteligentnej sieci elektroenergetycznej. Jej wdrożenie jest elementem zapewnienia bezpiecznych, ciągłych dostaw energii elektrycznej i minimalizacja strat energii. Dzięki zastosowaniu odpowiedniego opomiarowania i sterowania, możliwe jest optymalne odprowadzanie nadwyżek energii wyprodukowanych w OZE do sieci czy też optymalizację korzystania z magazynów energii. Ponadto, zastosowanie Smart Grid może być także elementem wpływającym na konsumpcję energii, pozwala szybciej lokalizować i usuwać ewentualne awarie, dzięki czemu użytkownicy mogą liczyć na niezakłócone dostawy energii wysokiej jakości.

Inwestycje kluczem do efektywności energetycznej

Poprawa efektywności energetycznej w zakresie wytwarzania czy dostaw energii wiąże się z koniecznością poniesienia inwestycji związanych zarówno z modernizacją samej sieci elektroenergetycznej i infrastruktury, jak też rozwojem OZE. Biorąc pod uwagę kierunki polityki energetycznej Polski i Unii Europejskiej, a także współczesne wyzwania dla sektora energetycznego, dążenia do dekarbonizacji i zrównoważonej gospodarki to niewątpliwie jeden z podstawowych kierunków rozwoju całego przemysłu energetycznego.