Rynek energetyczny musi się zmieniać
Rozmowa z Cezarym Bielakiem, prezesem firmy Agregaty Polska
Podczas konferencji zorganizowanej przez „elektro.info” – Cezary Bielak omawia pracę układów zasilania awaryjnego
O tym, jak samochody elektryczne wpłyną na sieć energetyczną, jak zmieniał się rynek dostępnych podzespołów i zespołów prądotwórczych i jakie są trendy w rozwoju fotowoltaiki, rozmawiamy z Cezarym Bielakiem, prezesem firmy Agregaty Polska.
Zobacz także
Redakcja Elektro.info.pl news Branża fotowoltaiczna ma rozwiązanie problemów z siecią
W najnowszym stanowisku na temat zmian w prosumenckim systemie rozliczeń Stowarzyszenie Branży Fotowoltaicznej Polska PV ocenia, że przepisy opracowane przez resort klimatu nie rozwiążą zgłaszanych przez...
W najnowszym stanowisku na temat zmian w prosumenckim systemie rozliczeń Stowarzyszenie Branży Fotowoltaicznej Polska PV ocenia, że przepisy opracowane przez resort klimatu nie rozwiążą zgłaszanych przez operatorów problemów z siecią, które mają wynikać z rosnącego nasycenia prosumencką fotowoltaiką. SBF Polska PV formułuje jednocześnie własną propozycję.
Redakcja Elektro.info.pl news Magazynowanie energii elektrycznej wreszcie uregulowane
Podpisanie przez Prezydenta RP przyjętej niedawno przez Parlament ustawy z dnia 20 maja 2021 r. o zmianie ustawy Prawo energetyczne stanowi długo oczekiwany przełom, jeśli chodzi o rozwój i promowanie...
Podpisanie przez Prezydenta RP przyjętej niedawno przez Parlament ustawy z dnia 20 maja 2021 r. o zmianie ustawy Prawo energetyczne stanowi długo oczekiwany przełom, jeśli chodzi o rozwój i promowanie wykorzystania technologii związanych z magazynowaniem energii elektrycznej w Polsce.
Redakcja Elektro.info.pl Bezpieczeństwo i niezawodność sieci niskiego napięcia w dobie transformacji energetycznej
Firma JEAN MÜLLER działa na rynku od ponad 125 lat. Jak na przestrzeni tego czasu zmieniało się podejście do bezpieczeństwa instalacji i sieci elektroenergetycznych?
Firma JEAN MÜLLER działa na rynku od ponad 125 lat. Jak na przestrzeni tego czasu zmieniało się podejście do bezpieczeństwa instalacji i sieci elektroenergetycznych?
Historia Państwa firmy sięga końca lat 80. XX wieku. Jakie były początki i jak przebiegał rozwój przedsiębiorstwa?
Rynkiem elektrycznym, przechodzącym w rynek związany bezpośrednio z obszarem energetyki zawodowej, zajmujemy się już ponad 30 lat. Z wykształcenia jestem inżynierem elektrykiem w specjalizacji automatyka i układy pomiarowe, ale życie skierowało mnie bardziej w stronę rynku energetycznego. Rozpoczęliśmy działania w obszarze energetyki od źródeł rezerwowych prądu, jakim są generatory prądotwórcze. Ponieważ zespoły prądotwórcze też muszą być podłączane do systemu energetycznego, muszą być zachowane niezbędne elementy poprawnej współpracy obydwu źródeł. Tutaj był ten styk z energetyką zawodową i urządzeniami głównymi, które zasilały odbiory u klienta. Naszym odbiorcą jest sektor publiczny: szpitalnictwo, więziennictwo, urzędy i instytucje publiczne oraz szeroko rozumiany przemysł. Pewnym obszarem obsługi jest także sektor energetyki zawodowej, ponieważ dostarczamy zespoły prądotwórcze dla operatorów energii. Oni też używają zespołów prądotwórczych do pracy, kiedy muszą odłączyć źródło zawodowe lub linię elektroenergetyczną i przełączyć klienta na źródło zapasowe, aby nie pozbawiać dostępu do energii elektrycznej. Tego typu generator musi współpracować z siecią równolegle. Takie rozwiązanie w tym samym momencie dostarcza do klienta energię z sieci oraz uzyskiwaną z generatora. Pozwala to ograniczyć koszty związane z przekraczaniem mocy umownej.
Ostatnie kilka lat zmierzaliśmy w kierunku integratorów systemów energetycznych, pojawiły się też dwa nowe obszary działalności: elektromobilność i źródła OZE, czyli bardzo dynamicznie rozwijająca się fotowoltaika oraz energetyka wiatrowa, którą my się akurat nie zajmujemy. W elektromobilności zdobyliśmy doświadczenie w pojazdach wolnobieżnych w postaci wozu wspomagającego pracę koni na Morskim Oku. To było dosyć ciekawe doświadczenie, które pokazało nam różne problemy, jakie występują w elektromobilności, związane z magazynowaniem energii oraz układami ładowania akumulatorów.
Jakie wnioski wyciągnęliście z tego doświadczenia? Jakie niebezpieczeństwa pojawiły się w tym zakresie?
Jeżeli mówimy o niebezpieczeństwie, to oczywiście aktualna technologia nowoczesnych akumulatorów oparta jest na technologii litowo-jonowej, czyli jedna z elektrod jest elektrodą na bazie litu, czyli metalu, który ma relatywnie niską temperaturę topnienia. Generuje to takie skutki, że jakiekolwiek powstające termiczne procesy nienormatywne, np. pochodzące od przeładowania lub zwarcia w układzie, objawiają się najczęściej w postaci trudnego do ugaszenia pożaru. Ze względu na swoją konstrukcję akumulatory tego typu zawierają utleniacze i nie wystarczy pozbawić akumulator dopływu tlenu, aby przestał się palić. Proces gaszenia tego typu pojazdów jest bardzo skomplikowany, będący przedmiotem wielu dyskusji. Wydaje mi się, że bezpieczeństwo pracy dla użytkownika to przede wszystkim odporność tego akumulatora na ewentualne uszkodzenia mechaniczne i bardzo precyzyjne układy ładowania. Standardowo są one wyposażone w tzw. układy BMS, czyli systemy kontroli ładowania i rozładowywania akumulatorów. Są one bardzo wrażliwe na ładowanie zbyt dużym prądem i przeładowanie. Przeładowanie może skutkować pożarem, natomiast niewyłączenie akumulatora w sytuacji, kiedy on jest w pełni rozładowany, może spowodować natychmiastowe uszkodzenie akumulatora, co pociąga za sobą duże straty finansowe. Pewnym problemem jest masa akumulatorów i gęstość energii, jaką może zgromadzić w jednym kilogramie baterii. Proporcje wyglądają w taki sposób, że z jednego kilograma baterii można przejechać kilkukrotnie mniej niż z 1 litra paliwa. To też trzeba uznać jako wadę takiego akumulatora. Mimo to od ponad roku użytkuję samochód elektryczny i uważam, że jest to rewelacyjna technologia. Mówi się, że samochód elektryczny nie ma sensu, bo i tak energię wytwarza elektrownia węglowa. Nie zgadzam się z tą opinią, bo jeżeli już uznajemy za sukces zmianę emisji spalin w samochodach, która zmniejsza zawartość szkodliwych substancji o 20%, to nawet jeżeli prąd jest produkowany w elektrowni węglowej, to liczba substancji, jaka trafia w tym procesie do atmosfery, jest przynajmniej o połowę mniejsza niż w przypadku benzyny czy oleju napędowego. Mitem jest twierdzenie, że nowoczesne samochody benzynowe mniej będą zanieczyszczać środowisko niż elektryki. Inną sprawą jest, co będzie źródłem energii w samochodzie elektrycznym. Może ją dostarczać ładowarka sieciowa oraz systemy odzysku energii, które doładowują akumulator. W samochodach, aby zmniejszyć koszty, nie buduje się ładowarek pokładowych o dużej mocy standardowo między 3 a 11 kW, co powoduje, że proces ładowania w ładowarce AC może trwać kilka do kilkunastu godzin, natomiast w ładowarce zewnętrznej DC proces ładowania może być zakończony w ciągu godziny. Dlatego samochody elektryczne zasilane wodorem mają większy potencjał praktyczny w zakresie szybkości przekazywania energii do pojazdu elektrycznego. Samochód wodorowy ma też akumulator, aby zapewniać chwilowe przyspieszenie, jak w klasycznym elektryku. Myślę, że technologia pójdzie w kierunku zasilania wodorem.
Czy samochody elektryczne to Pana zdaniem zagrożenie i dodatkowe obciążenie infrastruktury sieci energetycznej?
Nie chcę występować w roli analityka, bo analizy są często obarczone błędnymi założeniami, które mogą być różne w zależności od tego, jaki cel chcemy osiągnąć. Samochodu elektrycznego nie traktowałbym jako zagrożenie dla systemu energetycznego, a bardziej jako impuls do modernizacji tego systemu. Gdyby przeprowadzono analizy dotyczące dużej ilości samochodów, z punktu widzenia globalnego zużycia paliw, to samochody elektryczne zużyją ich o połowę mniej niż samochody konwencjonalne. Samochód elektryczny potrzebuje do przejechania 10 tys. km około 1500 kW·h energii. Przeciętna lodówka zużywa 400 kW·h rocznie, a klimatyzator zużywa często tyle energii co taki samochód. Energetyka ma problemy strukturalne, które musi szybko rozwiązać, ale samochody elektryczne na pewno nie stanowią powodu tych problemów. Polska infrastruktura przesyłu energii jest przestarzała i wymaga innego spojrzenia i ukierunkowania w kierunku generowania i przetwarzania energii rozproszonej. W sytuacji awarii sieci zawodowej pozostaje nam naładować samochód z zespołu prądotwórczego lub bardzo rzadko spotykanego magazynu energii. Należy na pewno poprawić bezpieczeństwo zasilania w sektorze energetycznym. Wprowadziliśmy kilka takich projektów, w których do zasilania np. stacji benzynowych czy przyszłych stacji zasilających samochody elektryczne powinno się stosować magazyny energii. Nie jest to tanie rozwiązanie, ale może być odpowiedzią na brak energii w przypadku przerwy w jej dostawie, jak i lepsze zarządzanie energią w sensie finansowym. Obecnie rynek energii jest bardzo spłaszczony cenowo, moim zdaniem powinny pojawić się liczniki dynamiczne, gdzie taryfa jest zmienna w zależności od obciążenia sieci.
Trwa proces nowelizacji Ustawy o elektromobilności i paliwach alternatywnych. Czy planowane zmiany, przede wszystkim dotyczące infrastruktury ładowania, idą Pana zdaniem w dobrym kierunku?
Są dwa problemy, które dostrzegamy w nowelizacji. Pierwszym jest brak właściwej infrastruktury w zakresie sieci dystrybucji energii elektrycznej u operatora. Problem polega na tym, że ładowanie pojazdów elektrycznych można podzielić na dwie grupy: pierwsza to tzw. ładowanie wolne, realizowane jest niedużą mocą w długim czasie. Obecna infrastruktura jest w stanie podołać tego typu ładowaniu. W przypadku szybkiego ładowania samochodu elektrycznego wymaga to większych mocy, rzędu kilkudziesięciu kW i więcej. Najczęściej infrastruktura nie jest pod tym kątem przygotowana. Musielibyśmy budować nowe sieci, które byłyby kiepsko wykorzystane, a nakłady inwestycyjne byłyby spore. Problemem jest stara infrastruktura uniemożliwiająca szybkie przesyłanie odpowiednio dużych mocy do odpowiednich miejsc. W przejściowym momencie wspomóc mogłyby magazyny energii, które w krótkim czasie mogłyby zapewnić energię bez potrzeby obciążania sieci. Należy jednak wziąć pod uwagę ten aspekt przy projektowaniu nowych budynków. Uwzględnienie odpowiednich przekrojów kabli, umożliwi później w krótkim czasie zwiększenie mocy umownej dla przyłącza oraz montaż ładowarki dużej mocy. Zgłaszaliśmy do ustawodawcy niepasujące taryfy do nowego systemu ładowania. W tej chwili Operatorzy Systemów Dystrybucyjnych uznają taryfę ładowania pojazdów elektrycznych jako taryfę biznesową. W tych taryfach opłata stała jest proporcjonalna do mocy przyłączeniowej. Obecnie przy ładowarkach dużej mocy jest to w ogóle biznesowo nieopłacalne. W związku z tym poszły wnioski zmiany taryf na potrzeby punktów ładowania, aby zamieniono koszty stałe na koszty zmienne. Miejmy nadzieję, że w niedługim czasie doczekamy się zmian w tym zakresie. Moim zdaniem to główny spowalniacz rozwoju samodzielnych punktów ładowania z własnym licznikiem energii elektrycznej.
Jak na przestrzeni lat zmieniała się Państwa oferta w zakresie zespołów prądotwórczych? Jakie oczekiwania odnośnie zapewnienia zasilania mają polscy użytkownicy, a jakie są w innych krajach? Czy widać zasadnicze podobieństwa i różnice?
Rynek polski zmienił się bardzo gwałtownie i szybko. Obecny rynek dostępnych podzespołów i zespołów prądotwórczych jest w zasadzie tożsamy z zachodnioeuropejskim. Mamy maszyny oparte na nowoczesnych silnikach, takich producentów jak MTU, Volvo, Iveco, Perkins. W tej chwili na rynku zasilania zapasowego występuje taka sytuacja, że w dużej części instytucji wymieniono urządzenia na urządzenia generacji XXI wieku, wyposażone najczęściej silniki dieslowskie. Zadaniem tych urządzeń jest, aby w przypadku przerwy w dostawie energii elektrycznej, uruchomić silnik i do kilkudziesięciu sekund zasilić obiekt. Rynek zasilania rezerwowego będzie zmierzał w kierunku zintegrowanych urządzeń, czyli urządzeń, które zapewnią długotrwałe zasilanie, ale prawdopodobnie zostaną wyposażone w moduły zasilania bezprzerwowego konieczne przy zapadach napięcia zasilające bezprzerwowo obiekt do momentu uruchomienia generatora prądotwórczego. Zatem potrzebne jest połączenie zasilacza UPS z zespołem prądotwórczym i myślę, że takie urządzenia niebawem się pojawią. Niedługo będziemy dzielić zespoły prądotwórcze na przerwowe i bezprzerwowe. Osobną grupą będą agregaty kogeneracyjne, mówimy o urządzeniach, które potrafią wytwarzać energię elektryczną oraz ciepło, które najczęściej wyposażone są w silnik gazowy. W miastach coraz powszechniejszea staje się budowa elektrowni gazowych, produkujących w skojarzeniu energię elektryczną oraz ciepło. Zasadnym wydaje się budowa źródeł rozproszonych w pobliżu miejsc o dużym zapotrzebowaniu na energię, co pozwoli znacząco zminimalizować straty związane z przesyłem energii.
Przykładem generowania energii rozproszonej konsumowanej blisko miejsca wytwarzania jest właśnie fotowoltaika montowana w gospodarstwach domowych i przedsiębiorstwach korzystających z tej energii.
Zgadza się, dlatego niezrozumiałe jest dla mnie, dlaczego operatorzy dostali zgodę na przejęcie tej energii od 20 do 40% na swoje potrzeby dystrybucyjne. To spowalnia rozwój tej dziedziny. Taka energia powinna generować mniejsze obciążenie sieci i niższe koszty ekspolatacyjne operatora. Jednak mamy bardzo przestarzałe sieci, które powodują bardzo duże straty energii. W przypadku fotowoltaiki zdarza się, że w niektórych miejscach energii produkowanej jest więcej niż lokalna stacja transformatorowa jest w stanie przekazać do centralnego systemu elektroenergetycznego. Powoduje to nadmierny wzrost napięcia na transformatorach i ich przegrzewanie się, nie mówiąc już o zadziałaniach zabezpieczeń. Taki system PV w przypadku przekroczenia normy powinien ograniczyć działanie albo się wyłączyć. To jest problem, który już występuje w naszym systemie energetycznym i będzie generował sporo problemów operatorom. Dlatego uważam, że system przesyłu energii do operatora powinien być oparty na systemie liczników dynamicznych, kiedy może okazać się, że użytkownikowi bardziej będzie się opłacało konsumować energię u siebie niż oddawać ją operatorowi. Najlepsze są najprostsze rozwiązania. W Niemczech nawet płaci się karę za nadmierne dostarczanie energii do sieci. Stąd też rozwija się rynek magazynów energii. Najprostszym systemem jest inwestycja w systemy smart, ale wymagałoby to wspólnego dialogu społecznego między użytkownikami a operatorami energetycznymi.
Jakie są trendy w rozwoju rynku fotowoltaicznego? W jakim kierunku będzie się on rozwijał?
Rynek bardzo się rozwinął. Jest mocno dynamiczny, jeżeli chodzi o podmioty. Niestety, jest bardzo niekorzystny okres pandemii. Powstaje bardzo duży problem z dostarczeniem produktów do montażu systemów. Nastąpił wzrost cen na urządzenia i problem z ich dostępnością. Pojawiło się też sporo firm nastawionych tylko na biznes, gdzie model sprzedażowy oparty jest na przeszkolonych handlowcach, głównie w celu osiągnięcia efektu finansowego. To powoduje wzrost cen, a problemem są sprawy związane z reklamacjami. Stosuje się techniki outsourcingu, gdzie firmy zewnętrzne mają wykonać tę pracę i sfinansować ją, przez co wielu odbiorców może mieć problem w przyszłości nie tyle z urządzeniami, co z jakością wykonania tych instalacji.
Magazynowanie energii, o którym już rozmawialiśmy, to zupełnie nowy obszar działalności w Państwa branży. Jaki kierunek przybierze rozwój tego segmentu? Czy w przyszłości, w przypadku instalacji fotowoltaicznych, może stać się wsparciem dla pracy SEE bez potrzeby wprowadzania do niego nadmiaru wyprodukowanej energii przez system PV?
Z punktu widzenia idei wygląda to bardzo fajnie. Magazyny energii są jednak bardzo drogie. Magazynowanie energii w akumulatorach wiąże się ze stratami w zakresie przetwarzania energii. Dodatkowo dochodzi sprawność chemiczna tego procesu. Jeżeli „włożymy” do magazynu energii 1 kW·h, to nie „wyjmiemy” tyle samo, tylko trochę mniej, bo część zostanie przetworzona najczęściej w ciepło. Do tego dochodzi sam koszt urządzenia, który jest bardzo wysoki z punktu widzenia indywidualnego odbiorcy. Na dom jednorodzinny wystarczy urządzenie magazynujące 10–15 kW·h energii, które będzie miało masę 100–150 kg – to bardzo dużo. Jeżeli uwzględnimy, że będzie ono kosztowało 15–20 tys. zł przy żywotności 10 lat, to dodatkowo jest to duży koszt inwestycyjny. Ponadto magazyn energii wymaga zwiększonych systemów bezpieczeństwa neutralizacji zagrożenia wybuchem mieszaniny gazów wydzielanych z akumulatorów z powietrzem. Szkoda, że w Europie i w Polsce bardzo zaniedbano magazynowanie energii w postaci zbiorników retencyjnych z elektrowniami wodnymi. Jest to najtańszy sposób magazynowania dużych ilości energii. Wytwarzana tam energia mogłaby być kierowana do pomp przenoszących wodę kilkadziesiąt metrów wyżej, a w razie potrzeby jej wykorzystania mogłaby być odzyskiwana we właściwym momencie. Mielibyśmy rezerwuary wody, które są olbrzymim magazynem energii elektrycznej i cieplnej. Osobną sprawą są magazyny energii związane z systemami regulacyjnymi. Energetyka w niektórych węzłach powinna inwestować w ten obszar, żeby wyrównywać szybkozmienne braki energii, stabilizując tym samym punkty węzłowe.
Czym różnią się między sobą zasilacze energii? Czy różnią się jakoś technologicznie, czy to tylko kwestia skali?
Jeżeli spojrzymy na to, czym różni się zasilacz ładujący komórkę od zasilacza ładującego samochód, to z punktu widzenia przekazywania energii to jedynie skalą, która tworzy różne problemy. Procesem ładowania komórki zarządza sama komórka, w ładowarce pojazdów elektrycznych typu ac procesem ładowania zarządza samochód. W przypadku ładowarek dc mamy cały szereg informacji, gdzie urządzenia komunikują się ze sobą i negocjują techniczne parametry ładowania. Natomiast z punktu widzenia dużych systemów energetycznych wyposażone są one dodatkowo w bardzo skomplikowane systemy, które regulują algorytmami pracy tych urządzeń.
Czy pandemia wpłynęła na zmiany w Państwa branży? Jak z jej perspektywy ocenia Pan nowości w oferowanych produktach?
Na pewno wpłynęła na branżę, zmusiła do innego sposobu myślenia i zorganizowania się. Nastąpił kryzys na rynku półproduktów. W tej chwili koszty transportu z Chin stały się katastrofalne z punktu widzenia rynku i wskazują na silne uzależnienie nas od gospodarki chińskiej. Widać brak równowagi pomiędzy Azją a Ameryką i Europą. Obecnie mamy do czynienia ze zwyżkami cen o kilkadziesiąt procent. Świadczy to o wielkiej destabilizacji rynku. A rynek energetyczny musi się zmieniać.
Czy w kontakcie z klientem w obszarze sprzedaży korzystacie z rozwiązań nowych technologii, jak aplikacje czy internetowe platformy sprzedażowe? Jaki wpływ mają te rozwiązania na Państwa firmę?
Używamy aplikacji do zdalnego monitorowania systemów energetycznych w procesie zarządzania. Z handlowego punktu widzenia intensywnie myślimy o wprowadzeniu nowych technologii. Widzimy, że od tego się nie ucieknie, a rozwiązania chmurowe są pewnym wyzwaniem i symbolem czasu, i w tym zakresie trzeba będzie się rozwinąć.
W jakim kierunku planuje rozwijać się Państwa firma w najbliższych latach?
Ciekawym kierunkiem rozwoju, z naszego punktu widzenia, są magazyny energii i szeroko rozumiane połączenie magazynów energii z różnymi źródłami energii, również OZE, w szczególności fotowoltaiką. Drugi kierunek, równie ciekawy dla nas, to układy kogeneracyjne energii, czyli agregaty kogeneracyjne z silnikami gazowymi produkujące w skojarzeniu energię cieplną i prąd. Zainteresowanym udzielimy konsultacji w sprawie związanej z energetyką i tematyką energii.
Dziękuję za rozmowę.
Rozmawiał Tomasz Łukaszewski, fot. arch. red.
